Bài mở đầu

Giới thiệu mục đích học tập môn vật lý

Khởi động
Từ bây giờ, bạn sẽ bắt đầu quá trình tìm hiểu và khám phá thế giới tự nhiên dưới góc độ
vật lí, học cách suy nghĩ như một nhà vật lí. Bạn sẽ khám phá được nhiều vấn đề lí thú
bằng cách hình thành giả thuyết, tìm bằng chứng kiểm tra giả thuyết để xác nhận hoặc giải
thích những phát hiện của mình. Tri thức vật lí có liên quan đến rất nhiều ngành nghề.

VD: Chế tạo tàu thăm dò vũ trụ là lĩnh vực kết tinh những thành quả tiên tiến nhất của khoa học, kĩ thuật và
công nghệ. Trên hình là Tàu thăm dò Mars 2020 của NASA đã hạ cánh xuống Hoả Tinh ngày 18-2-2021.

Khởi động
Các nhà vật lí nghiên cứu rất nhiều hiện tượng tự nhiên khác nhau, từ thế
giới của các hạt bé hơn nguyên tử nhiều lần cho đến những thiên hà cách
chúng ta hàng tỉ tỉ kilômét. Bạn thích nghiên cứu hiện tượng tự nhiên nào?

Các nguyên tử
Cấp độ vi mô

Các vật chuyển động
Cấp độ vĩ mô

Các thiên hà

?

Thảo luận
Hãy mô tả sơ lược nội dung nghiên cứu của một nhà vật lí mà bạn biết

Gợi ý:

I

Đối tượng nghiên cứu và mục tiêu của vật lí
1. Đối tượng nghiên cứu của Vật lí

Các nhà vật lý nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên khác nhau. Họ xây dựng các mô
hình và lí thuyết với mục đích giải thích, dự đoán tương tác giữa chất và năng lượng.

Vật lí học là ngành khoa học nghiên cứu về vật chất, năng
lượng và mối quan hệ giữa chúng.

E = mc2

Albert Einstein (1879 - 1955)

Vào năm 1905, nhà
vật lý vĩ đại Albert
Einstein đã đưa ra
được biểu thức mô tả
mối liên hệ giữa năng
lượng và khối lượng

Thảo luận

?

Học tốt môn Vật lí sẽ giúp ích gì cho bạn?
Giúp bạn có được những kiến thức, kĩ năng phổ thông cốt lõi về:
mô hình hệ vật lí, năng lượng và sóng, lực và trường

Vận dụng một số kĩ
năng để khám phá,
giải quyết vấn đề
dưới góc độ vật lí

Sử dụng đòn bẩy nâng vật nặng

Giải quyết một số
vấn đề thực tiễn vừa
sức mình

Sử dụng nam châm để giải
quyết nạn đinh tặc

Ứng xử phù hợp với
thiên nhiên và bảo vệ
môi trường

Sử dụng năng lượng tái tạo
để bảo vệ môi trường

Nhận biết được năng
lực, sở trường của
bản thân và có định
hướng nghề nghiệp

chọn nghề phù hợp sở trường

?

Thảo luận
Lấy ví dụ chứng tỏ tri thức vật lí giúp tránh được nguy cơ gây tổn hại về
sức khoẻ hoặc tài sản.

Gợi ý một số ví dụ

?

Thảo luận
Lấy ví dụ và phân tích ảnh hưởng của vật lí đối với sự phát triển của
khoa học kĩ thuật và công nghệ.

Gợi ý một số ví dụ

II

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí có vai trò cực kì quan trọng đối với cuộc sống cũng như sự phát triển
khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí giúp mô tả quy luật vận động tổng quát nhất của thế giới tự nhiên,
từ vận động của các hạt tích điện bé nhỏ, con người, ô tô, tàu vũ trụ
cho đến vận động của các hành tinh

II

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ
Vật lí với cuộc sống
Trong cuộc sống, tri thức vật lí có ảnh hưởng rất rộng, là cơ sở khoa học
để chế tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của rất nhiều vật dụng

Vật lí giúp mô tả cách dòng điện chạy qua các
mạch của chiếc điện thoại thông minh có chức
năng định vị toàn cầu GPS.

Vật lí giúp hiểu cách hoạt động lò vi sóng, giúp bạn biết
vì sao không được cho vật kim loại vào lò và tại sao lò vi
sóng có thể ảnh hưởng đến máy điều hòa nhịp tim.

II

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ
Vật lí với cuộc sống
Trong cuộc sống, tri thức vật lí có ảnh hưởng rất rộng, là cơ sở khoa học để chế
tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của rất nhiều vật dụng

Vật lí giúp giải thích tại sao bộ tản
nhiệt ô tô màu đen giúp loại bỏ nhiệt
trong động cơ ô tô nhiều hơn

Vật lí giúp giải thích tại sao mái nhà
màu trắng giúp giữ cho bên trong
ngôi nhà mát mẻ hơn màu đen.

Vật lí giúp hiểu hoạt động
của hệ thống đánh lửa
trên xe máy, ô tô..

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ

II

Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí học là một ngành khoa học có quan hệ mật thiết và là nền tảng cho
nhiều ngành khoa học, kĩ thuật, công nghệ.

1.0

•
•

2.0

3.0

4.0

Nhiều thành tựu của Vật lí được ứng dụng rộng rãi, làm tiền đề cho các cuộc CMCN.
Ngược lại kĩ thuật và công nghệ cũng góp phần thúc đẩy sự phát triển của vật lí.

II

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ
Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí với sự phát triển của công nghệ nano
Vật lí nano nghiên cứu các đối tượng có kích thước cỡ nano mét,
cho phép tạo ra những thiết bị hoặc vật dụng cực nhỏ góp phần thúc
đẩy sự phát triển của KHKT và thay đổi đáng kể cuộc sống chúng ta

Ống nano carbon (nanotube) là ví dụ tiêu biểu cho vật liệu
nano, nó một tấm than chì độ dày một-nguyên-tử cuộn tròn lại
thành một hình trụ liền, với đường kính cỡ nanomet.

Hạt nano bạc được ứng dụng trong y sinh

II

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ
Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí với sự phát triển của laser và y học
Các nhà vật lí đã tạo ra một loại bức xạ có độ đơn sắc, độ kết hợp và
tính định hướng cao gọi là tia laser và ứng dụng rộng rãi trong y học
và đời sống hàng ngày

Dao mổ bằng tia laser có thể tạo
vết mổ rất nhỏ, mau lành và thậm
chí không để lại vết sẹo trên da.

Laser được dùng để đo
khoảng cách, tam giác
đạc, ngắm đường thẳng

Do có tính định hướng cao và cường
độ lớn nên laser được dùng để cắt,
khoan các vật liệu như kim loại

I

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ
Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí với sự phát triển của giao thông
Những tiến bộ trong nghiên cứu vật lí lượng tử và Vật lí bán dẫn đã góp phần tạo
ra công nghệ chế tạo pin và acquy thế hệ mới có thể lưu trữ năng lượng nhiều
hơn. Điều này đã thúc đẩy ngành sản xuất ô tô điện, tạo ra các phương tiện giao
thông thân thiện với môi trường.

Xe điện của Tesla

II

Vật lý với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ
Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí với sự phát triển bền vững
Vật lí bán dẫn và phát triển các loại vật liệu mới cho phép tạo ra những ngôi nhà
sử dụng năng lượng mặt trời, nhờ đó giảm đáng kể nhu cầu sử dụng nhiên liệu
hoá thạch, trong khi vẫn đảm bảo cho chủ nhân những tiện nghi tiên tiến.

III

Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

1. Phương pháp nghiên cứu của Vật lí
Quan sát, suy luận
Đề xuất vấn đề

Hình thành giả thuyết
Điều chỉnh
hoặc bác bỏ
giả thuyết

Kiểm tra giả thuyết

Rút ra kết luận

PP NCKH được cụ thể hoá thành
phương pháp tìm hiểu thế giới tự
nhiên dưới góc độ vật lí.
Phương pháp này được thực hiện
theo tiến trình gồm các bước sau:
1. Quan sát, suy luận.
2. Đề xuất vấn đề.
3. Hình thành giả thuyết.
4. Kiểm tra giả thuyết.
5. Rút ra kết luận.
Trong môn Vật lí, kiến thức có thể
được hình thành từ các quan sát
hoặc được suy luận từ những lí
thuyết đã biết.

III

Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

1. Phương pháp nghiên cứu của Vật lí
VD về kiến thức được hình thành từ quan sát thực nghiệm
Quan sát, suy luận
Đề xuất vấn đề

Hình thành giả thuyết
Điều chỉnh
hoặc bác bỏ
giả thuyết

Kiểm tra giả thuyết

Rút ra kết luận

Từ quan sát : vật chắn ánh sáng nên tạo ra bóng.

Ánh sáng truyền theo đường cong hay đường thẳng?

Nêu giả thuyết: Ánh sáng truyền theo đường thẳng

Tiến hành
thí nghiệm

Kết luận: Ánh sáng truyền theo đường thẳng

III

Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí

1. Phương pháp nghiên cứu của Vật lí
VD về kiến thức được hình thành từ suy luận dựa trên lý thuyết

Chân không sóng âm có truyền được không?
•
•
•
•

Cho chuông điện kêu rồi dùng máy bơm hút
dần không khí ra khỏi bình.
Khi không khí trong bình càng ít, tiếng chuông
nghe được càng nhỏ.
Đến khi trong bình gần như hết không khí, cũng
gần như không nghe được tiếng chuông nữa.
Sau đó, nếu cho không khí vào bình, bạn lại
nghe được tiếng chuông.

Sóng âm truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí và các phần tử tạo nên
các chất ấy đã dao động và truyền sóng âm từ nguồn âm ra xung quanh.
nếu không có các phần tử dao động thì sóng âm không truyền được từ nguồn
âm ra xung quanh  sóng âm không truyền được trong chân không.

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

• Tất cả các phép đo đều chỉ có một độ tin cậy nhất định, ngoài ra sẽ có độ không
tin cậy được gọi là sai số.
• Sai số trong một phép đo khoa học là không thể tránh khỏi đối với các phép đo.
• Cần đảm bảo sai số càng nhỏ càng tốt.

VD: người đo giỏi nhất, dùng thước đo chia độ đến milimét, bằng tất cả sự cẩn thận
cũng không thể đo chiều cao của ô cửa với độ chính xác đến một phần tư milimét.

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

1. Sai số ngẫu nhiên

• Sai số ngẫu nhiên là kết quả của
những thay đổi trong các lần đo do
các điều kiện thay đổi ngẫu nhiên
(thời tiết, độ ẩm, thiết bị, ...) gây ra.
• Sai số ngẫu nhiên có giá trị khác
nhau trong các lần đo.
• Thực hiện đo lặp đi, lặp lại nhiều
lần sẽ làm giảm nhưng không thể
loại bỏ được hết sai số ngẫu nhiên.
VD: Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian một vật chuyển động giữa hai vị trí A và B. Do
bấm, ngắt không đúng lúc, có kết quả đo sẽ lớn hơn, có kết quả đo lại nhỏ hơn thời
gian vật chuyển động. Giá trị những sai lệch này khác nhau trong các lần đo.

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

2. Sai số hệ thống

• Sai số hệ thống là kết quả
của sự sai lệch như nhau
trong các lần đo, được
tiến hành bằng cùng dụng
cụ và phương pháp đo.
• Không thể làm giảm sai số
hệ thống bằng cách đo
lặp đi lặp lại.
VD: Dùng thước có độ chia nhỏ nhất đến 1mm đo chiều
dài một vật thì kết quả đo luôn luôn tăng hoặc giảm 1 mm.

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

3. Giá trị trung bình

Để khắc phục sai số ngẫu nhiên, phải lặp lại phép đo nhiều lần.
Khi đo n lần cùng một đại lượng A, ta được các giá trị A1, A2,...An.
Giá trị trung bình:

=

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

4. Sai số của phép đo

Giá trị tuyệt đối của hiệu số giữa giá trị trung bình và giá trị của mỗi
lần đo được gọi là sai số tuyệt đối ứng với lần đo đó.
A1 = ; A2 = ; A3 =
Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo được tính bằng:

=
Sai số tuyệt đối của phép đo

= +'

': là sai số hệ thống

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

4. Sai số của phép đo

Sai số tuyệt đối của phép đo

= +'

• Nếu trong phép đo mà sai số hệ thống
chỉ là sai số dụng cụ thì thường lấy bằng
nửa độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ đó

': là sai số hệ thống

• Với các dụng cụ đo hiện số và
một số loại dụng cụ đo điện, sai
số dụng cụ được quy định riêng.

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

5. Viết kết quả phép đo
Kết quả đo một đại lượng A nào đó được biểu diễn dưới dạng một
khoảng giá trị có chứa giá trị thực của đại lượng A.

(+
Kết quả trên có thể viết dưới dạng

= 

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

5. Viết kết quả phép đo
Các chữ số có nghĩa:
• Các chữ số khác 0 (159 có ba chữ số có nghĩa)
• Các chữ số 0 giữa hai chữ số khác 0 (105 có ba chữ số có nghĩa)
• Chữ số 0 ở bên phải của dấu thập phân và một chữ số khác 0
(1,800 có bốn chữ số có nghĩa).
Sai số tuyệt đối A thường được viết đến một hoặc hai chữ số có
nghĩa. Còn giá trị trung bình được viết đến bậc thập phân tương ứng.
Ví dụ: Kết quả đo độ dài quãng đường là s = 1,52723 m.
Nếu sai số là A = 0,002 m
Thì s = (1,527 + 0,002) m.

Tìm những chữ số có nghĩa trong các số: 215; 0,56; 0,002: 3,8.104

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

6. Sai số tỉ đối

Sai số tỉ đối là tỉ số (tính ra %) giữa sai số tuyệt đối và
giá trị trung bình của đại lượng cần đo.

=  100%

Sai số tỉ đối càng nhỏ, phép đo càng chính xác

IV

Sai số khi đo các đại lượng vật lí

6. Sai số tỉ đối
• Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu bằng tổng sai số tuyệt đối của các số hạng.
Nếu H = X + Y - Z thì H = X + Y + Z
• Sai số tỉ đối của một tích hay thường bằng tổng sai số tỉ đối của các thừa số.

• nếu H = X thì H = X + Y + Z
• Khi thực hiện các phép tính, phải đảm bảo rằng kết quả cuối cùng có cùng số chữ
số có nghĩa với số có ít chữ số có nghĩa nhất được sử dụng trong các phép tính.
VD: tích của các độ dài: 12,5 m; 16 m và 15,88 m phải được viết là
3,2 x 103 m3 vì số chữ số có nghĩa của 16 là hai chữ số có nghĩa.

Vận dụng
Bảng 1 ghi thời gian một vật rơi giữa hai điểm cố định.
Thời gian rơi t (s)
Lần 1

Lần 2

Lần 3

Lần 4

Lần 5

0.2027

0.2024

0.2023

0.2023

0.2022

a) Tính giá trị trung bình của thời gian rơi.
b) Tìm sai số tuyệt đối trung bình

V

Một số quy định về an toàn

• Khi học tập ở phòng thực
hành cần tuân theo hướng
dẫn của thầy cô giáo và
thực hiện các quy định của
phòng thực hành.
• Các kí hiệu an toàn ở
bảng 2 cảnh báo về những
nguy cơ có thể xảy ra ở
nơi có bảng ghi các kí hiệu
này
• Bạn cần hiểu từng kí hiệu
trước khi bắt đầu học tập
ở phòng thực hành vật lí

?

Thảo luận
Thảo luận để nêu được tác dụng của việc tuân thủ các biển báo an toàn
trong phòng thực hành.

Quan sát và chỉ ra những điểm không an toàn khi làm
việc trong phòng thí nghiệm.

?

Thảo luận
Thảo luận để nếu được tác dụng của việc tuân thủ các biển báo an toàn
trong phòng thực hành.

Khi nghiên cứu và học tập Vật lí, ta cần phải:
Nắm được thông tin liên quan đến các rủi ro và nguy hiểm có thể xảy ra.
Tuân thủ và áp dụng các biện pháp bảo vệ để đảm bảo an toàn cho bản
thân và cộng đồng.
Quan tâm, gìn giữ và bảo vệ môi trường.
Trong phòng thí nghiệm ở trường học, những rủi ro và nguy hiểm phải
được cảnh báo rõ ràng bởi các biển báo. Học sinh cần chú ý sự nhắc nhở
của nhân viên phòng thí nghiệm và giáo viên về các quy định an toàn.
Ngoài ra, các thiết bị bảo hộ cá nhân cần phải được trang bị đầy đủ.

Thảo luận

?

Đo bề dày của một cuốn sách, được kết quả:
2,3 cm; 2,4 cm; 2,5 cm; 2,4 cm. Tính giá trị
trung bình chiều dày cuốn sách. Sai số tuyệt
đối trung bình của phép đo này là bao nhiêu?

Kết quả đo

Lần đo 1 

Lần đo 2 

Lần đo 3 

Lần đo 4 

Bề dày

l1 = 2,3 cm

l2 = 2,4 cm

l3 = 2,5 cm

l4 = 2,4 cm

l =

l1=

l2=

l3=

l4=

=
=