PHẠM NGUYỄN THÀNH VINH (Chủ biên)
NGUYỄN LÂM DUY – ĐOÀN HỒNG HÀ – BÙI QUANG HÂN – ĐỖ XUÂN HỘI
ĐÀO QUANG THIỀU – TRƯƠNG ĐẶNG HOÀI THU – TRẦN THỊ MỸ TRINH

VẬT LÍ

10

PHẠM NGUYỄN THÀNH VINH (Chủ biên)
NGUYỄN LÂM DUY – ĐOÀN HỒNG HÀ – BÙI QUANG HÂN – ĐỖ XUÂN HỘI
ĐÀO QUANG THIỀU – TRƯƠNG ĐẶNG HOÀI THU – TRẦN THỊ MỸ TRINH

Hướng dẫn sử dụng sách
Trong mỗi bài học gồm các nội dung sau:
MỞ ĐẦU
Khởi động, đặt vấn đề, gợi mở và tạo hứng thú vào bài học
HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
Hoạt động hình thành kiến thức mới qua việc
quan sát hình ảnh, thí nghiệm hoặc trải nghiệm thực tế

Tóm tắt kiến thức trọng tâm
LUYỆN TẬP
Củng cố kiến thức và rèn luyện kĩ năng đã học

VẬN DỤNG
Vận dụng kiến thức và kĩ năng đã học vào thực tiễn
cuộc sống
MỞ RỘNG
Giới thiệu thêm kiến thức và ứng dụng liên quan đến
bài học, giúp các em tự học ở nhà

2

2

/¢,1Œ,ôp8
Các em học sinh, quý thầy, cô giáo và phụ huynh thân mến!
Vật lí được biết đến như là một trong những ngành của Khoa học tự nhiên xuất hiện
sớm nhất trong lịch sử loài người. Vật lí nghiên cứu sự vận hành của vật chất, năng lượng
cấu thành vũ trụ và sự tương tác giữa chúng. Những kiến thức vật lí đã, đang và sẽ có tác
động mạnh mẽ vào sự phát triển của mọi lĩnh vực trong cuộc sống, công nghệ, khoa học
kĩ thuật. Môn Vật lí ở cấp Trung học phổ thông góp phần trang bị cho các em học sinh
những kiến thức nền tảng, giúp các em hiểu biết hơn về thế giới tự nhiên, có khả năng
vận dụng kiến thức vào thực tiễn và hiểu rõ hơn về sự bảo vệ và phát triển thế giới tự
nhiên một cách bền vững.
Trong Chương trình giáo dục phổ thông 2018, Vật lí là môn học lựa chọn thuộc nhóm
môn Khoa học tự nhiên (Vật lí, Hoá học, Sinh học) và được coi là một phân nhánh định
hướng nghề nghiệp, tiếp nối sự tích hợp trong môn Tự nhiên và Xã hội, môn Khoa học ở
cấp Tiểu học và môn Khoa học tự nhiên ở cấp Trung học cơ sở.
Sách giáo khoa Vật lí 10 gồm phần Mở đầu và 6 chủ đề học tập được chia thành 9 chương
mang đến cho các em những tri thức liên quan đến những đặc trưng của chuyển động,
nguyên nhân tạo ra sự thay đổi trạng thái chuyển động, các dạng năng lượng cơ học, động
lượng và định luật bảo toàn động lượng, các đặc điểm của chuyển động tròn, sự biến dạng
của vật rắn.
Mỗi chương được chia thành một số bài học, mỗi bài học gồm một chuỗi các hoạt động
nhằm hình thành năng lực cho học sinh bao gồm: khởi động, khám phá, luyện tập, vận
dụng, mở rộng và cuối mỗi bài học sẽ có hệ thống bài tập giúp học sinh rèn luyện và tự
đánh giá kết quả học tập của mình. Học sinh có thể tra cứu nhanh các thuật ngữ khoa học
liên quan đến bài học dựa vào bảng Giải thích thuật ngữ cuối sách.
Sách giáo khoa Vật lí 10 thuộc bộ sách giáo khoa Chân trời sáng tạo của Nhà xuất bản
Giáo dục Việt Nam được biên soạn dựa trên định hướng phát triển phẩm chất và năng
lực người học và theo quan điểm chú trọng bản chất, ý nghĩa vật lí của các đối tượng, đề
cao tính thực tiễn; tạo điều kiện để học sinh phát triển tư duy khoa học dưới góc độ vật lí,
khơi gợi sự ham thích trong học tập bộ môn và tăng cường khả năng vận dụng kiến thức,
kĩ năng vật lí trong thực tiễn dưới sự giúp đỡ của giáo viên.
Rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy, cô giáo, phụ huynh và các em học sinh để
sách ngày càng hoàn thiện hơn.
Các tác giả

3

0š&/š&
Hướng dẫn sử dụng sách............................................................................................2
Lời nói đầu ...................................................................................................................3
Chương 1. MỞ ĐẦU
5
Bài 1. Khái quát về môn Vật lí ...................................................................................5
Bài 2. Vấn đề an toàn trong Vật lí ..............................................................................12
Bài 3. Đơn vị và sai số trong Vật lí ............................................................................15
Chương 2. MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG
24
Bài 4. Chuyển động thẳng ..........................................................................................24
Bài 5. Chuyển động tổng hợp ....................................................................................32
Bài 6. Thực hành đo tốc độ của vật chuyển động thẳng ........................................36
Chương 3. CHUYỂN ĐỘNG BIẾN ĐỔI
40
Bài 7. Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều ..................................................40
Bài 8. Thực hành đo gia tốc rơi tự do .......................................................................48
Bài 9. Chuyển động ném ............................................................................................50
Chương 4. BA ĐỊNH LUẬT NEWTON. MỘT SỐ LỰC TRONG THỰC TIỄN 55
Bài 10. Ba định luật Newton về chuyển động ..........................................................55
Bài 11. Một số lực trong thực tiễn.............................................................................66
Bài 12. Chuyển động của vật trong chất lưu ............................................................74
Chương 5. MOMENT LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG
80
Bài 13. Tổng hợp lực – Phân tích lực ........................................................................80
Bài 14. Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật ....................................................87
Chương 6. NĂNG LƯỢNG
94
Bài 15. Năng lượng và công .......................................................................................94
Bài 16. Công suất – Hiệu suất ....................................................................................100
Bài 17. Động năng và thế năng. Định luật bảo toàn cơ năng ................................105
Chương 7. ĐỘNG LƯỢNG
114
Bài 18. Động lượng và định luật bảo toàn động lượng ..........................................114
Bài 19. Các loại va chạm .............................................................................................120
Chương 8. CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
126
Bài 20. Động học của chuyển động tròn ..................................................................126
Bài 21. Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm ...............................131
Chương 9. BIẾN DẠNG CỦA VẬT RẮN
136
Bài 22. Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo...................................................136
Bài 23. Định luật Hooke .............................................................................................140
Giải thích thuật ngữ
4

144

&KòðQJ
Bài

1

0ĿïŜ8

.+k,48k79019t7/‡
– Đối tượng nghiên cứu, mục tiêu và phương pháp nghiên cứu của Vật lí.
– Ảnh hưởng của Vật lí đối với cuộc sống và sự phát triển của khoa học,
công nghệ và kĩ thuật.

Ở cấp Trung học cơ sở, các em đã tìm hiểu về: lực, năng lượng, âm thanh, ánh sáng,
điện, từ, …; tất cả đều thuộc môn Vật lí. Tuy nhiên, trước khi bắt đầu vào chương
trình Vật lí cấp Trung học phổ thông, các em cần trả lời câu hỏi: Vật lí nghiên cứu gì?
Nghiên cứu vật lí để làm gì? Nghiên cứu vật lí bằng cách nào?

1 ĐỐI TƯỢNG – MỤC TIÊU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẬT LÍ
Đối tượng nghiên cứu của Vật lí
Vật lí là môn khoa học tìm hiểu về thế giới tự nhiên. Trong
tiếng Hy Lạp, "Vật lí" cũng có nghĩa là "kiến thức về tự nhiên".
Ngày nay, Vật lí được phân làm rất nhiều lĩnh vực, nhiều
phân ngành. Khi xem xét nội dung nghiên cứu thuộc các
lĩnh vực và phân ngành của Vật lí, ta có kết luận sau:

1. Nêu đối tượng nghiên cứu tương
ứng với từng phân ngành sau
của Vật lí: cơ, ánh sáng, điện, từ.

Đối tượng nghiên cứu của Vật lí gồm:
các dạng vận động của VẬT CHẤT và NĂNG LƯỢNG
E = mc2

Vào năm 1905, nhà vật lí vĩ đại
Albert Einstein (An-be Anh-xtanh)
đã đưa ra được biểu thức mô tả mối
liên hệ giữa năng lượng và khối
lượng (Hình 1.1).

SHình 1.1. Albert Einstein (1879 – 1955)
5

Mục tiêu của vật lí

a)

b)

S Hình 1.2. Minh hoạ các cấp độ của vật chất
Theo các Từ điển bách khoa về Khoa học:
Mục tiêu của Vật lí là khám phá ra quy luật tổng quát
nhất chi phối sự vận động của vật chất và năng lượng,
cũng như tương tác giữa chúng ở mọi cấp độ: vi mô,
vĩ mô.

2. Quan sát Hình 1.2, thảo luận
để nêu thế nào là cấp độ vi mô,
vĩ mô.

Đến thời điểm hiện nay, tuy Vật lí chưa đạt tới mục tiêu này,
nhưng các định luật vật lí được tìm ra đã và đang không chỉ
giúp loài người giải thích mà còn tiên đoán được rất nhiều
hiện tượng tự nhiên. Việc vận dụng các định luật này rất đa
dạng, phong phú và có ý nghĩa thiết thực trong đời sống và
nghiên cứu khoa học.
Học tập môn Vật lí giúp học sinh hiểu được các quy luật
của tự nhiên, vận dụng kiến thức vào cuộc sống, từ đó hình
thành các năng lực khoa học và công nghệ. Những người có
năng khiếu và đam mê có thể học tiếp lên các bậc cao hơn
để trở thành các nhà khoa học trong lĩnh vực Vật lí.

Phương pháp nghiên cứu của Vật lí
Phương pháp nghiên cứu của Khoa học nói chung và Vật lí
nói riêng được hình thành qua các thời kì phát triển của
nền văn minh nhân loại, bao gồm hai phương pháp chính:
phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết.
Phương pháp thực nghiệm
Thí nghiệm về sự rơi của vật được thực hiện bởi Galileo
Galilei (Ga-li-lê-ô Ga-li-lê) tại đỉnh tháp nghiêng Pisa cao
57 m (nước Ý) (Hình 1.3) là một ví dụ minh hoạ cho phương
pháp thực nghiệm. Tại đây, Galileo Galilei đã thả rơi hai vật
có khối lượng khác nhau (nhưng cùng hình dạng). Kết quả S Hình 1.3. Galileo Galilei (1564 – 1642)
và tháp nghiêng Pisa
cho thấy hai vật rơi và chạm đất cùng lúc.
6

Nhờ kết quả từ thí nghiệm này, Galileo Galilei đã bác
bỏ được nhận định của Aristotle (A-ri-xtốt) (384 trước
Công nguyên – 322 trước Công nguyên) (một triết học
gia lỗi lạc thời Hy Lạp cổ đại) cho rằng việc vật nặng rơi
nhanh hơn vật nhẹ là bản chất tự nhiên của các vật.

3. Trình bày một số ví dụ khác để
minh hoạ cho phương pháp
thực nghiệm trong Vật lí.

Ở cấp Trung học cơ sở, các em đã có cơ hội thực hành một
số thí nghiệm trong môn Khoa học tự nhiên. Đây chính
là các trường hợp đơn giản của phương pháp thực nghiệm
trong Vật lí.
Phương pháp lí thuyết
Trong quá trình nghiên cứu khoa học, việc hình thành các
giả thuyết khoa học là vô cùng quan trọng. Lí thuyết vật lí
được xây dựng dựa trên các quan sát ban đầu và trực giác
của các nhà vật lí, trong nhiều trường hợp có tính định
hướng và dẫn dắt cho thực nghiệm kiểm chứng. Một ví dụ
cụ thể cho phương pháp lí thuyết trong Vật lí là công trình
dự đoán sự tồn tại của Hải Vương tinh trong hệ Mặt Trời
(Hình 1.4), được thực hiện độc lập bởi các nhà vật lí Johann
Gottfried Galle (Giô-han Gót-phơ-rai Ga-lơ) (1812 – 1910),
Urbain Jean Joseph Le Verrier (Ơ-ban Giên Giô-sép Lơ
Va-ri-e) (1811 – 1877) và John Couch Adams (Giôn Cốp
A-đam-xơ) (1819 – 1892) vào thế kỉ XIX.
Hải Vương tinh không thể quan sát được bằng kính thiên văn
một cách thuần tuý vào thời đại đó. Việc phát hiện ra Hải
Vương tinh là nhờ các nhà thiên văn học tiến hành phân
tích các dữ liệu liên quan đến chuyển động của Thiên Vương
tinh, họ nhận thấy vị trí của Thiên Vương tinh bị nhiễu loạn
khi quan sát vị trí của nó, Thiên Vương tinh không ở đúng
vị trí mà các phương trình toán học nghiên cứu chuyển động
tiên đoán.

5
1

2

3

4

6
7

8

S Hình 1.4. Mô hình mô phỏng vị trí các hành tinh trong hệ Mặt Trời: 1. Thuỷ tinh; 2. Kim tinh; 3. Trái Đất;
4. Hoả tinh; 5. Mộc tinh; 6. Thổ tinh; 7. Thiên Vương tinh; 8. Hải Vương tinh

7

Vào giai đoạn đó, có nhiều giả thuyết về sự không chính xác
vị trí của Thiên Vương tinh, một số người còn cho là định
luật hấp dẫn của Newton (Niu-tơn) (1643 – 1727) không còn
đúng ở khoảng cách quá xa so với Mặt Trời. Vậy điều gì làm
cho quỹ đạo chuyển động của Thiên Vương tinh không còn
đúng khi tính toán bằng định luật hấp dẫn của Newton?
Vấn đề quỹ đạo của Thiên Vương tinh đã khiến các nhà
thiên văn học bắt đầu nghĩ có một hành tinh khác xa hơn,
có thể ảnh hưởng đến chuyển động của Thiên Vương tinh.
Nhà thiên văn học người Pháp Urbain Le Verrier sử dụng
toán học để xác định hành tinh bí ẩn này, và cho ra kết quả
vào tháng 6 năm 1845. Nhà thiên văn học người Anh John
Couch Adams cũng làm việc trên lí thuyết này cho ra một
kết quả tương tự. Giả thuyết về một hành tinh khác ở gần
Thiên Vương tinh được sử dụng và qua tính toán, các nhà
thiên văn học định hướng được vị trí quan sát trên bầu trời
để xác định hành tinh này. Lí thuyết này đã có thành công rực
rỡ vào ngày 23 tháng 9 năm 1846, Galle đã sử dụng các tính
toán của Le Verrier để tìm ra Hải Vương tinh, chỉ lệch 1o so
với các tính toán của Le Verrier. Hành tinh này cũng được
xác định lệch 12o so với các tính toán của Adams.

4. Nêu nhận định về vai trò của thí
nghiệm trong phương pháp thực
nghiệm và xác định điểm cốt lõi
của phương pháp lí thuyết.

Việc hình thành lí thuyết dẫn dắt các thực nghiệm kiểm
chứng phụ thuộc rất nhiều yếu tố, các dữ liệu quan sát ban
đầu, trực giác của nhà khoa học, sự hoàn thiện của công cụ
toán học, tính toán tỉ mỉ,… Thực nghiệm kiểm chứng càng
nhiều, lí thuyết càng đúng, nhưng chỉ cần một thí nghiệm
không phù hợp với lí thuyết, lí thuyết đó hoàn toàn bị bác
bỏ, các nhà khoa học lại tiếp tục hành trình xây dựng lại giả
thuyết và lí thuyết mới phù hợp với thực nghiệm. Đó là con
đường nghiên cứu khoa học.
t
1IԋԊOH
QIÈQ
UIբD
OHIJՍN
EáOH
UIÓ
OHIJՍN
ÿՋ
QIÈU
IJՍO
LՉU
RVԻ
N՗J
HJÞQ
LJՋN
DI՞OH


hoàn thiện, bổ sung hay bác bỏ giả thuyết nào đó. Kết quả mới này cần được giải thích
bằng lí thuyết đã biết hoặc lí thuyết mới.
t
1IԋԊOH
QIÈQ
MÓ
UIVZՉU
Tՠ
E՜OH
OHÙO
OHա
UPÈO
IՐD
WË
TVZ
MVՀO
MÓ
UIVZՉU
ÿՋ
QIÈU
IJՍO
NՖU

kết quả mới. Kết quả mới này cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm.
t
)BJ
QIԋԊOH
QIÈQ
IՕ
US՛
DIP
OIBV

USPOH
ÿØ
QIԋԊOH
QIÈQ
UIբD
OHIJՍN
DØ
UÓOI

quyết định.
8

Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí
Quá trình nghiên cứu của các nhà khoa học nói chung và nhà vật lí nói riêng chính là
quá trình tìm hiểu thế giới tự nhiên. Quá trình này có tiến trình gồm các bước như sau:
– Quan sát hiện tượng để xác định đối tượng nghiên cứu.
– Đối chiếu với các lí thuyết đang có để đề xuất giả thuyết nghiên cứu.
– Thiết kế, xây dựng mô hình lí thuyết hoặc mô hình thực nghiệm để kiểm chứng
giả thuyết.
– Tiến hành tính toán theo mô hình lí thuyết hoặc thực hiện thí nghiệm để thu thập
dữ liệu. Sau đó xử lí số liệu và phân tích kết quả để xác nhận, điều chỉnh, bổ sung hay
loại bỏ mô hình, giả thuyết ban đầu.
– Rút ra kết luận.
Lưu ý: Trong mỗi bước của tiến trình, công cụ toán học có
tính định hướng và hỗ trợ các tính toán, đặc biệt là đối với
Vật lí hiện đại.
Để đạt hiệu quả cao, quá trình học tập môn Vật lí ở trường
Trung học phổ thông cần được thực hiện theo tiến trình
tương tự, trong đó có sự kết hợp hài hoà giữa phương
pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết.
Hãy sơ đồ hoá quá trình tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.

2 ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LÍ ĐẾN MỘT SỐ LĨNH VỰC
TRONG ĐỜI SỐNG VÀ KĨ THUẬT

a)

e)

b)

c)

f)

d)

g)

h)

S Hình 1.5. So sánh một số trường hợp không có và có ứng dụng những kĩ thuật của Vật lí hiện đại:
a) và b) thông tin liên lạc; c) và d) chẩn đoán bệnh; e) và f) quy trình đóng gói; g) và h) quan sát thiên văn

9

Ảnh hưởng của Vật lí trong một số lĩnh vực
– Thông tin liên lạc: Ngày nay, nền tảng internet kết hợp với
điện thoại thông minh và một số thiết bị công nghệ đã tạo ra
một phương tiện thông tin liên lạc vô cùng hữu ích. Tin tức,
tiếng nói, hình ảnh được truyền đi nhanh chóng đến mọi
nơi trên thế giới. Nhờ đó, khoảng cách địa lí không còn là
trở ngại và thế giới hiện nay ngày càng trở nên “phẳng” hơn.
– Y tế: Các phương pháp chẩn đoán và chữa bệnh có áp
dụng kiến thức vật lí như phép nội soi, chụp X-quang, chụp
cắt lớp vi tính (CT), chụp cộng hưởng từ (MRI), xạ trị,...
đã giúp cho việc chẩn đoán và chữa trị của bác sĩ đạt hiệu
quả cao. Nhờ đó, sức khoẻ của con người ngày càng tăng.
Tuổi thọ trung bình của người Việt Nam vào năm 2020 là
73,7 tuổi (theo Cục thống kê).

5. Quan sát Hình 1.5 và phân tích ảnh
hưởng của Vật lí trong một số lĩnh
vực. Từ đó, trình bày ưu điểm của
việc ứng dụng Vật lí vào đời sống
so với các phương pháp truyền
thống ở các lĩnh vực trên.
6. Hãy nêu và phân tích một số
ứng dụng khác của Vật lí trong
đời sống hằng ngày.

– Công nghiệp: Vật lí là động lực của các cuộc cách mạng công
nghiệp. Nhờ vậy, nền sản xuất thủ công nhỏ lẻ được chuyển
thành nền sản xuất dây chuyền, tự động hoá. Từ đó giải phóng
sức lao động của con người. Hiện nay, công nghiệp sản xuất
đang bước vào thời kì 4.0 với cốt lõi là Internet vạn vật (IoT) và
điện toán đám mây.
– Nông nghiệp: Việc ứng dụng những thành tựu của Vật lí
đã chuyển đổi quá trình canh tác truyền thống thành các
phương pháp hiện đại với năng suất vượt trội nhờ vào máy
móc cơ khí tự động hoá. Ngoài ra, việc tạo ra các giống cây
trồng có đặc tính ưu việc dựa vào đột biến bằng việc chiếu
xạ cũng ngày càng phổ biến. Công nghệ cảm biến không
dây cũng giúp cho quá trình kiểm soát chất lượng nông sản S Hình 1.6. Công nghệ cảm biến trong
việc kiểm soát chất lượng nông sản
được thuận tiện và đạt hiệu quả cao (Hình 1.6).
– Nghiên cứu khoa học: Vật lí đã giúp cải tiến thiết bị và
phương pháp nghiên cứu của rất nhiều ngành khoa học. Ví
dụ: Kính hiển vi điện tử (Hình 1.7) phóng lớn ảnh hàng trăm
nghìn lần giúp quan sát vi khuẩn, virus; nhiễu xạ tia X giúp
khám phá cấu trúc của phân tử DNA; máy quang phổ giúp
xác định cấu tạo hoá học;…
Trong chính môn Vật lí, việc tìm hiểu kiến thức vật lí cũng
tạo ra những phương pháp mới, những thiết bị hiện đại, tối
tân giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về vật chất,
năng lượng, vũ trụ. Một trong những thành tựu nổi bật là
kính thiên văn không gian Hubble (Hớp-bơn) (HST) bay
quanh Trái Đất ở độ cao hơn 600 km. Kính này đã chụp được
ảnh của thiên hà cách xa Trái Đất hơn 13 tỉ năm ánh sáng và
tạo được kho dữ liệu khổng lồ về không gian và vũ trụ.
10

S Hình 1.7. Kính hiển vi điện tử

t
7ՀU
MÓ
ԻOI
IԋՙOH
NԺOI
NՈ
WË
DØ
UÈD
ÿՖOH
MËN
UIBZ
ÿՔJ
NՐJ
MʜOI
WբD
IPԺU
ÿՖOH

của con người. Dựa trên nền tảng vật lí, các công nghệ mới được sáng tạo với tốc độ
vũ bão.
t
,JՉO
UI՞D
WՀU
MÓ
USPOH
DÈD
QIÉO
OHËOI
ÿԋ՛D
ÈQ
E՜OH
LՉU
I՛Q
ÿՋ
UԺP
SB
LՉU
RVԻ
UՒJ

ưu. Các kĩ năng vật lí như tính chính xác, đúng thời điểm và thời lượng, quan sát,
suy luận nhạy bén,… đã thành kĩ năng sống cần có của con người hiện đại.

Có ý kiến nhận định điện năng là thành tựu cốt lõi và huyết mạch của Vật lí cho nền
văn minh của nhân loại. Hình 1.8 cho thấy các châu lục sáng rực về đêm. Trình bày
quan điểm của em về nhận định này.

a)
b)
S Hình 1.8. Các châu lục sáng rực về đêm nhờ điện năng: a) Châu Á; b) Châu Âu

Tìm hiểu để viết bài thuyết trình ngắn về quá trình sản xuất, truyền tải và lợi ích của điện năng.

%j,7t3
1. Vào đầu thế kỉ XX, J. J. Thomson (Tôm-xơn) đã đề xuất
mô hình cấu tạo nguyên tử gồm các electron phân bố đều
trong một khối điện dương kết cấu tựa như khối mây. Để kiểm
chứng giả thuyết này, E. Rutherford (Rơ-dơ-pho) đã sử dụng
tia alpha gồm các hạt mang điện dương bắn vào các nguyên
tử kim loại vàng (Hình 1P.1). Kết quả của thí nghiệm đã bác bỏ
giả thuyết của J. J. Thomson, đồng thời đã giúp khám phá ra
hạt nhân nguyên tử. E. Rutherford đã vận dụng phương pháp S Hình 1P.1. Thí nghiệm Rutherford
nghiên cứu nào để nghiên cứu vấn đề này? Giải thích.
2. Tìm hiểu thực tế một số thiết bị vật lí dùng trong y tế để chẩn đoán, đo lường và chữa bệnh.
Gợi ý: Các thiết bị quang học của bệnh viện mắt, của các phòng khám bệnh chẩn đoán bằng
hình ảnh,…
11

Bài

2

9q1ô$172j17521*9t7/‡
Quy tắc an toàn trong nghiên cứu và học tập môn Vật lí.

Khi học tập và nghiên cứu Vật lí, học sinh cũng như các nhà khoa học cần phải lưu
ý đến những nguyên tắc nào để đảm bảo an toàn cho bản thân và cộng đồng?

VẤN ĐỀ AN TOÀN TRONG NGHIÊN CỨU VÀ HỌC TẬP VẬT LÍ

a)

b)

c)

d)

S Hình 2.1. Một số vấn đề liên quan đến phóng xạ:
a) nhà vật lí Marie Curie (Ma-ri Quy-ri) (1867 – 1934); b) thuốc phóng xạ; c) và d) an toàn khi làm việc với chất phóng xạ

Những quy tắc an toàn trong nghiên cứu và học tập môn Vật lí
Vấn đề 1: Phóng xạ
Hiện tượng phóng xạ tự nhiên được nhà vật lí người Pháp
Becquerel (Béc-cơ-ren) (1852 – 1908) tình cờ khám phá ra
vào cuối thế kỉ XIX và được phát triển nhờ những nghiên cứu
của Marie Curie – người phụ nữ đầu tiên đoạt hai giải Nobel
(Nô-ben) (Vật lí và Hoá học).
Việc sử dụng chất phóng xạ không đúng cách sẽ ảnh hưởng
nghiêm trọng đến sức khoẻ con người. Đã có những trường
hợp tử vong bởi phóng xạ do chiến tranh, do vô ý phơi
nhiễm hay do bị đầu độc.
12

1. Quan sát Hình 2.1, trình bày
những hiểu biết của em về tác
hại và lợi ích của chất phóng xạ.
Từ đó, nêu những quy tắc an toàn
khi làm việc với chất phóng xạ.

Để hạn chế những rủi ro và sự nguy hiểm do chất phóng
xạ gây ra, chúng ta phải đảm bảo một số quy tắc an toàn
như: giảm thời gian tiếp xúc với nguồn phóng xạ, tăng
khoảng cách từ ta đến nguồn phóng xạ, đảm bảo che chắn
những cơ quan trọng yếu của cơ thể.
Ngày nay, các chất phóng xạ đã được ứng dụng rất rộng rãi
trong đời sống: sử dụng trong y học để chẩn đoán hình ảnh
và điều trị ung thư, sử dụng trong nông nghiệp để tạo đột
biến cải thiện giống cây trồng, sử dụng trong công nghiệp
để phát hiện các khiếm khuyết trong vật liệu, sử dụng trong
khảo cổ để xác định tuổi của các mẫu vật,...
Vấn đề 2: An toàn trong phòng thí nghiệm
Trong Vật lí, việc tiến hành các hoạt động học trong phòng thí
nghiệm nhằm khảo sát, kiểm chứng kiến thức có vai trò
quan trọng trong việc phát triển năng lực tìm hiểu thế giới
tự nhiên của học sinh. Tuy nhiên, nếu những vấn đề an
toàn không được đảm bảo, quá trình tổ chức hoạt động học
tập trong phòng thí nghiệm có thể xảy ra nhiều sự cố nguy
hiểm cho học sinh.
Ví dụ: Học sinh có thể bị bỏng khi xảy ra sự cố chập điện
hoặc cháy nổ do lửa, hoá chất. Học sinh cũng có thể bị chấn
thương cơ thể khi sử dụng những vật sắc nhọn hoặc thuỷ
tinh trong quá trình tiến hành thí nghiệm không đúng cách.
Ngoài ra, những tai nạn liên quan đến điện giật thường
gây ra hậu quả nghiêm trọng khi học sinh không đảm bảo
những nguyên tắc an toàn khi sử dụng điện.

2. Quan sát Hình 2.2 và chỉ ra những
điểm không an toàn khi làm việc
trong phòng thí nghiệm.

S Hình 2.2. Một số tình huống xảy ra trong phòng thí nghiệm
13

Từ đó, ta thấy rằng trong một số trường hợp, đối tượng hoặc
hiện tượng cần nghiên cứu có thể đem đến những rủi ro,
gây nguy hiểm đến sức khoẻ của học sinh và nhà nghiên cứu.

3. Hãy nêu một số biện pháp an toàn
khi sử dụng điện.

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.
Quan sát Hình 2.3, nêu ý nghĩa của mỗi biển báo cảnh báo và công dụng của mỗi
trang thiết bị bảo hộ trong phòng thí nghiệm.

a)

b)

e)

c)

f)

d)

g)

S Hình 2.3. Một số biển báo cảnh báo cùng một số trang bị bảo hộ thường gặp
Hãy thiết kế bảng hướng dẫn các quy tắc an toàn tại phòng thí nghiệm vật lí.

%j,7t3
1. Tìm hiểu và trình bày những quy tắc an toàn đối với nhân viên làm việc liên quan đến phóng xạ.
2. Trạm không gian quốc tế ISS có độ cao khoảng 400 km, trong khi bầu khí quyển có bề dày hơn
100 km. Trong trạm không gian có tình trạng mất trọng lượng, mọi vật tự do sẽ lơ lửng.
Hãy tìm hiểu các bất thường và hiểm nguy mà các nhà du hành làm việc lâu dài ở trong trạm
có thể gặp.
14

Bài

3

ô¡19Š9j6$,6’7521*9t7/‡
– Đơn vị và thứ nguyên.
– Các loại sai số đơn giản và cách hạn chế.

Khi tiến hành đo một đại lượng vật lí, ta cần quan tâm đến đơn vị. Vậy, có những
loại đơn vị nào? Ngoài ra, không có phép đo nào có thể cho ta kết quả thực của đại
lượng cần đo mà luôn có sai số. Ta có thể gặp phải những loại sai số nào và cách
hạn chế chúng ra sao?

1 ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN TRONG VẬT LÍ
Hệ đơn vị SI, đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn suất
Trong chương trình môn Khoa học tự nhiên ở Trung học
cơ sở, các em đã tìm hiểu một số đại lượng vật lí như:
khối lượng, chiều dài, thời gian, diện tích, thể tích, áp suất,
nhiệt độ,… và cũng đã thực hành đo từ lớp 6. Kết quả của
phép đo bao gồm hai thông tin: số đo cho biết giá trị của
đại lượng đang xét và đơn vị của số đo.

1. Kể tên một số đại lượng vật lí và
đơn vị của chúng mà các em đã
được học trong môn Khoa học
tự nhiên.

Tập hợp của đơn vị được gọi là hệ đơn vị. Trong khoa học
có rất nhiều hệ đơn vị được sử dụng, trong đó thông dụng
nhất là hệ đơn vị đo lường quốc tế SI (Système International
d'unités) được xây dựng trên cơ sở của 7 đơn vị cơ bản
(Bảng 3.1).
Khi số đo của đại lượng đang xem xét là một bội số hoặc
ước số thập phân của mười, ta có thể sử dụng tiếp đầu ngữ
như trong Bảng 3.2 ngay trước đơn vị để phần số đo được
trình bày ngắn gọn.
Ví dụ: Ta có thể viết khoảng cách từ Thành phố Hồ Chí Minh
đến Thủ đô Hà Nội là khoảng 1 730 km thay vì 1 730∙103 m,
hoặc khối lượng trung bình của một con muỗi có thể được
viết là 2 mg thay vì 2∙10–3 g.
15

T Bảng 3.1. Các đơn vị cơ bản trong hệ SI
STT

ĈѫQYӏ

.tKLӋX

ĈҥLOѭӧQJ

1

mét

m

Chiều dài

2

kilôgam

kg

Khối lượng

3

giây

s

Thời gian

4

kelvin

K

Nhiệt độ

5

ampe

A

Cường độ dòng điện

6

mol

mol

Lượng chất

7

candela

cd

Cường độ ánh sáng

T Bảng 3.2. Tên và kí hiệu tiếp đầu ngữ của
bội số, ước số thập phân của đơn vị

Kí 7rQ
KLӋX ÿӑF

+Ӌ Kí 7rQ
Vӕ KLӋX ÿӑF

+Ӌ
Vӕ

Y

yotta

1024

y

yokto

10–24

Z

zetta

1021

z

zepto

10–21

E

eta

1018

a

atto

10–18

P

peta

1015

f

femto

10–15

T

tera

1012

p

pico

10–12

G

giga

109

n

nano

10–9

M

mega

106

μ

micro

10–6

k

kilo

103

m

mili

10–3

h

hecto

102

c

centi

10–2

da

deka

101

d

deci

10–1

Ngoài 7 đơn vị cơ bản, những đơn vị còn lại được gọi là
đơn vị dẫn xuất. Mọi đơn vị dẫn xuất đều có thể phân tích
thành các đơn vị cơ bản dựa vào mối liên hệ giữa các đại
lượng tương ứng.

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.
Thứ nguyên của một đại lượng X được biễn diễn dưới dạng
[X]. Thứ nguyên của một số đại lượng cơ bản thường sử
dụng được thể hiện trong Bảng 3.3.
Một đại lượng vật lí có thể được biểu diễn bằng nhiều đơn
vị khác nhau nhưng chỉ có một thứ nguyên duy nhất. Một
số đại lượng vật lí có thể có cùng thứ nguyên.

2. Phân biệt đơn vị và thứ nguyên
trong Vật lí.

T Bảng 3.3. Thứ nguyên của một số
đại lượng cơ bản

Ví dụ:

ĈҥLOѭӧQJ
FѫEҧQ

7Kӭ
QJX\rQ

[Chiều dài]

L

– Toạ độ, quãng đường đi được có thể được biểu diễn bằng
đơn vị mét, cây số, hải lí, feet, dặm,… nhưng chỉ có một thứ
nguyên L.

[Khối lượng]

M

[Thời gian]

T

[Cường độ
dòng điện]

I

[Nhiệt độ]

K

– Tốc độ, vận tốc có thể được biểu diễn bằng đơn vị m/s, km/h,
dặm/giờ nhưng chỉ có một thứ nguyên L·T–1.
16

Lưu ý: Trong các biểu thức vật lí:
– Các số hạng trong phép cộng (hoặc trừ) phải có cùng thứ
nguyên.
– Hai vế của một biểu thức vật lí phải có cùng thứ nguyên.

3. Phân tích thứ nguyên của khối
lượng riêng ȡ theo thứ nguyên
của các đại lượng cơ bản. Từ đó
cho biết đơn vị của ȡ trong hệ SI.

Vận dụng mối liên hệ giữa đơn vị dẫn xuất với 7 đơn vị cơ bản của hệ SI
Ví dụ: Để xác định quãng đường đi được s của một chất
điểm chuyển động thẳng đều, một bạn học sinh đã viết
công thức như sau: s = Į·v·t2 với v và t lần lượt là vận tốc và
thời gian, Į là hằng số không thứ nguyên. Dựa vào việc xác
định thứ nguyên, em hãy cho biết công thức trên là đúng
hay sai.
Bài giải
Thứ nguyên của các đại lượng s, v và t lần lượt là L, L∙T–1 và T.
Từ đó, ta thấy vế trái của công thức trên có thứ nguyên L trong
khi vế phải lại có thứ nguyên L∙T. Do 2 vế của công thức không
cùng thứ nguyên nên bạn học sinh chưa đưa ra được công thức
chính xác.
Dựa vào phân tích thứ nguyên, ta cần sửa lại công thức
chính xác như sau:
s = Į·v·t
Trong hệ SI, s, v và t lần lượt có đơn vị là m, m∙ s–1, s.

Hiện nay có những đơn vị thường được dùng trong đời sống như picômét (pm),
miliampe (mA) (ví dụ như kích thước của một hạt bụi là khoảng 2,5 pm; cường độ
dòng điện dùng trong châm cứu là khoảng 2 mA). Hãy xác định các đơn vị cơ bản
và các tiếp đầu ngữ của 2 đơn vị trên.

Lực cản không khí tác dụng lên vật phụ thuộc vào vận tốc chuyển động của vật theo công thức F = –k·v2.
Biết thứ nguyên của lực là M∙L∙T -2. Xác định thứ nguyên và đơn vị của k trong hệ SI.

17

Ngày 23 tháng 9 năm 1999, tàu quỹ đạo thăm dò khí hậu của Hoả tinh có trị giá 125 triệu
USD của NASA đã bị phá huỷ hoàn toàn khi không đáp ứng được độ cao cần thiết so với
bề mặt Hoả tinh. Sau khi tiến hành điều tra, các nhà khoa học của NASA đã phát hiện ra
nguyên nhân của vụ tai nạn chính là sự thiếu thống nhất trong việc chuyển đổi giữa hệ
đơn vị SI và hệ đơn vị của Anh đối với nhóm thiết kế và nhóm thực hiện nhiệm vụ phóng
tàu. Đây là một trong những ví dụ cho thấy tầm quan trọng của việc xác định chính xác
đơn vị khi tiến hành tính toán và đo đạc, từ đó giúp cho chúng ta phòng tránh được những
thiệt hại đáng tiếc.

2 SAI SỐ TRONG PHÉP ĐO VÀ CÁCH HẠN CHẾ
Các phép đo trong Vật lí

a)

4. Với các dụng cụ là bình chia độ
(ca đong) (Hình 3.1a) và cân
(Hình 3.1b), đề xuất phương án
đo khối lượng riêng của một quả
cân trong phòng thí nghiệm.

b)

S Hình 3.1. a) Bình chia độ; b) Cân
Phép đo các đại lượng vật lí là phép so sánh chúng với đại
lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị.
Phép đo trực tiếp: giá trị của đại lượng cần đo được đọc trực
tiếp trên dụng cụ đo (ví dụ như đo khối lượng bằng cân, đo
thể tích bằng bình chia độ).
Phép đo gián tiếp: giá trị của đại lượng cần đo được xác định
thông qua các đại lượng được đo trực tiếp (ví dụ như đo
khối lượng riêng).

Các loại sai số của phép đo

0cm

2

4

6

a)

0cm 1

2

3

4

5

6

7

8

9

0cm 1

2

3

4

5

6

7

8

9

8

b)

S Hình 3.2. Một số nguyên nhân gây ra sai số khi đo

18

c)

Trong quá trình thực hiện phép đo, chúng ta không thể
tránh khỏi sự chênh lệnh giữa giá trị thật và số đo (giá trị đo
được). Độ chênh lệch này gọi là sai số.
Như vậy, mọi phép đo đều tồn tại sai số. Nguyên nhân gây
ra sai số là do giới hạn về độ chính xác của dụng cụ đo, do kĩ
thuật đo, quy trình đo, chủ quan của người đo,…

5. Quan sát Hình 3.2 và phân tích
các nguyên n...