Bài 0 mở đầu vật lí học lớp 10

BÀI 0: MỞ ĐẦU
I. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẬT LÍ HỌC
II. CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ
III. SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÍ


I. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẬT LÍ HỌC
1. Vật lý học
- Vật lý học (Physics) → kiến thức về tự nhiên (theo tiếng Hy Lạp cổ): nghiên cứu vật
chất và vận động của nó trong khơng gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên
quan như: năng lượng, lực …
- Là một trong những môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động
của vũ trụ
- Nghành hàn lâm sớm nhất khi xét với thiên văn học
- Là một phần của triết học tự nhiên cùng với tốn học, hóa học và sinh học. Cách
mạng KHKT từ thế kỉ XVII → Các ngành NC riêng độc lập với nhau
- Giao thoa đa ngành → VL sinh học, HH lượng tử


2. Vật lý học và Kỹ thuật
- Ngồi giải thích cơ chế cơ bản của các môn KH khác và mở ra hướng NC mới trong
toán học, triết học, Vật lý là nền tảng KH ứng dụng (Kỹ thuật – Công nghệ)
- Điện từ học → Kỹ thuật điện
- Vật lý hạt nhân → CN hạt nhân, NL nguyên tử
- Vật lý điện tử (VLCR) → CN bán dẫn, Laser
- Cơ học cổ điển → Cơ kỹ thuật → Robot, NL máy….
- Nhiệt học → Nhiệt KT → Mở ra CM công nghiệp

- Phương pháp nghiên cứu: Đề xuất học thuyết, Thực nghiệm kiểm chứng,
lý thuyết – tính tốn → Dự báo

3. Vật lý Cổ điển - Hiện đại
- Vật lý Cổ điển → vấn đề truyền thống đã được hoàn thiện và công nhận trước thế kỉ
XX: Cơ học cổ điển, Âm học, Quang học, Nhiệt động lực học, Điện từ học
Nghiên cứu vật chất và chuyển động ở phạm vi mà con người có thể quan
sát và tiếp cận hàng ngày
- Vật lý Hiện đại → Nghiên cứu hành trạng của vật chất, tương tác ở những khoảng
cách vi mơ, vĩ mơ
Trực giác hàng ngày khơng cịn đúng nữa !
Các vấn đề: Cơ học lượng tử, VL hạt nhân, VL vũ trụ


Tóm lược: Vật lý học
Lĩnh vực chính:

Ngành liên quan:

Ngành ứng dụng:

Cơ học cổ điển

Thiên văn học

Cơng nghệ nano

Điện học

Hóa học

Lý sinh học

Điện từ học

Toán học

Điện – Điện tử

Quang học

Nhiệt – Luyện kim

Âm học

Cơ khí - CĐT

Vật lí hiện đại
Nhiệt học
Nhiệt động lực học
Cơ học lượng tử


II. CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ
1. Đại lượng vật lý
Có hai loại đại lượng: vô hướng và vector → Định trị bằng các đơn vị đo, Tính tốn
theo các qui tắc tốn học
- Các đại lượng vơ hướng thường gặp: nhiệt độ, áp suất, khối lượng, năng lượng. Khi
xác định ta chỉ dùng các phép tốn đại số tìm ra giá trị
- Các đại lượng vector thường gặp: độ dịch chuyển, vận tốc, lực, gia tốc, động
lượng…Khi xác định đại lượng vector ta phải xác định: Điểm đặt, phương chiều và
độ lớn

2. Đo lường và đơn vị đo
Vật lý là KH thực nghiệm → Cần đo lường
- Từ thực nghiệm → Quy luật của tự nhiên và phát biểu ở dạng định luật
- Qua thực nghiệm → Kiểm tra và khẳng định lại tính đúng đắn của lý thuyết
- Để nghiên cứu vật lý trước tiên cần phải đo: Tiến hành thực nghiệm → Cần thực
hiện các phép đo. Do vậy, cần xây dựng các hệ đơn vị đo


3. Hệ đo lường SI
- Các quy luật Vật lý được mô tả qua các biểu thức của các đại lượng vật lý → Các đại
lượng vật lý cần có một qui chuẩn (mẫu chuẩn chung thống nhất)
- Năm 1960, Ủy ban Quốc tế đã xây dựng quy tắc xác định tập hợp mẫu các đại lượng
cơ bản và đưa ra thống nhất một hệ các đơn vị đo lường gọi là Hệ đơn vị đo lường
quốc tế (SI: System International)
- Xây dựng Hệ đơn vị dẫn xuất


Các đơn vị cơ bản trong hệ SI


Đơn vị dẫn xuất

- Diện tích: mét vng (𝑚2 )

- Thể tích: mét khối (𝑚3 )

- Vận tốc: mét trên giây (m/s)

- Gia tốc: mét trên giây bình phương (m/𝑠 2 )

- Cơng suất: ốt (W=J/s)

- Năng lượng: jun (J)


4. Thứ nguyên
- Thứ nguyên của một đại lượng là quy luật nêu lên sự phụ thuộc của đơn vị đo đại
lượng đó vào các đơn vị cơ bản
- Ý nghĩa: dùng để kiểm tra sự chính xác của các công thức vật lý, dựa trên các quy
tắc:
+ Các số hạng của 1 tổng đại số phải có cùng thứ nguyên
+ Hai vế của cùng 1 công thức, một phương trình vật lý phải có cùng thứ ngun
VD: thứ ngun vận tốc: 𝑣 =

𝑠
𝑡

→

𝑣 = 𝑠 / 𝑡 = 𝐿. 𝑇 −1


III. SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÍ
1. Phép đo đại lượng vật lý
- Phép đo vật lý có 2 loại: trực tiếp và gián tiếp

-Phép đo trực tiếp: kết quả của nó được đọc trực tiếp ngay trên thang đo (hoặc
hiển vị dạng số) của dụng cụ đo

-Phép đo gián tiếp: ta không thể đọc được kết quả trên dụng cụ đo, mà cần tính
tốn ra kết quả đó theo một biểu thức trung gian


2. Sai số của phép đo ĐLVl
Kết quả đo bao giờ cũng có sai số !!!
Phân loại theo quy luật suất hiện:
- Sai số ngẫu nhiên: là sai số xuất hiện một cách ngẫu
nhiên → KQ đo có lúc lơn/nhỏ hơn giá trị thực của đại
lượng cần đo → Khắc phục: đo nhiều lần

- Sai số hệ thống: sai số lặp lại có tính hệ thống, quy
luật → Kết quả đo ln lệch về một phía (lớn hơn
hoặc nhỏ hơn) so với giá trị thực cần đo → Khắc phục:
hiệu chỉnh lại dụng cụ đo


3. Phân loại nguyên nhân dẫn đến sai số
- Sai số dụng cụ: là sai số phát sinh
do những nguyên nhân liên quan
đến dụng cụ, thiết bị đo được sử
dụng trong phép đo

- Sai số không liên quan đến dụng cụ: (ví dụ
do người đo, do quan sát)
Khắc phục: nhiều người đo, loại bỏ
những giá trị quá lệch

Khi thực hiện phép đo vật lý, cần phải tính được sai số dụng cụ và sai số ngẫu

nhiên của phép đo


Xử lí số liệu thí nghiệm


1. Số chữ số có nghĩa
Định nghĩa: Chữ số có nghĩa là những chữ số (kể cả chữ số 0)
tính từ trái sang phải kể từ chữ số khác không đầu tiên

VD: 0,010034
001,102

có 5 chữ số có nghĩa
có 4 chữ số có nghĩa


2. Trình tự thí nghiệm
Bước 1: Bố trí thí nghiệm
Bước 2: Đo các đại lượng trực tiếp
Bước 3: Tính giá trị trung bình và sai số
Bước 4: Biểu diễn kết quả


3. SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SAI SỐ
Kết quả phép đo: 𝐴 = 𝐴ҧ ± △ 𝐴
trong đó: 𝐴ҧ - giá trị trung bình của đại lượng đo
△ 𝐴 - sai số tuyệt đối của phép đo

△ 𝐴 = △ 𝐴 + △ 𝐴𝑑𝑐

trong đó: △ 𝐴 - sai số trung bình của phép đo
△ 𝐴𝑑𝑐 - sai số dụng cụ


a. Đại lượng đo trực tiếp
Thực hiện n lần đo với kết quả: 𝐴1 , 𝐴2 … … 𝐴𝑛

𝐴ҧ =

Giá trị trung bình:

𝐴1 +𝐴2 + …+ 𝐴𝑛
𝑛

Sai số phép đo
△ 𝐴1 = 𝐴1 − 𝐴ҧ
△ 𝐴2 = 𝐴2 − 𝐴ҧ
…………………..
……………………
△ 𝐴𝑛 = 𝐴𝑛 − 𝐴ҧ
Sai số tuyệt đối: △A = △ 𝐴 + △ 𝐴𝑑𝑐
Sai số tỉ đối: 𝜀𝐴 =

△A
𝐴ҧ

%

△ 𝐴1 +△ 𝐴2 + … + △ 𝐴𝑛
△𝐴 =

𝑛


b. Đại lượng đo gián tiếp
A = f(x,y,z)
trong đó x, y, z được đo trực tiếp
x = 𝑥ҧ ± △ 𝑥
y = 𝑦ത ± △ 𝑦
z = 𝑧ҧ ± △ 𝑧

𝐴ҧ = 𝑓(𝑥,ҧ 𝑦,
ത 𝑧)ҧ
△ 𝐴 ????


- Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu bằng tổng sai số tuyệt đối của các số hạng:
Nếu 𝐹 = 𝑥 ± 𝑦 ∓ 𝑧 … . Thì ∆𝐹 = ∆𝑥 + ∆𝑦 + ∆𝑧 … … .

- Sai số tỉ đối của một tích hoặc thương bằng tổng sai số tỉ đối của các thừa số:

Nếu 𝐹 =

𝑦𝑛
𝑚
𝑥 𝑘
𝑧

thì 𝜀𝐹 = 𝑚. 𝜀𝑥 + 𝑛. 𝜀𝑦 + 𝑘. 𝜀𝑧