Bài 3. Giới thiệu các ứng dụng của vật lí trong một số ngành nghề - Chuyên đề học tập Lí 10 Kết nối tri thức

CH

Em hãy tìm hiểu : Từ xa xưa, con người đã sử dụng các máy cơ như thế nào trong quân sự?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức trong sách

Lời giải chi tiết:

Từ xa xưa, con người đã sử dụng các máy cơ trong quân sự là:

+ Cung và máy bắn tên là loại vũ khí sử dụng lực đàn hồi

+ Máy bắn đá Trebuchet hoạt động bằng nguyên lí cơ học về lực đòn bẩy: Cấu tạo của nó gồm sợi dây treo, cánh tay đòn và đối trọng nặng. Khi sợi treo và cánh tay đòn vung lên thành tư thế thẳng đứng, đoạn cuối sợi dây treo tung ra đẩy tảng đá về phía mục tiêu

+ Archimedes được cho là đã phát minh ra một loại vũ khí tia nhiệt gồm hàng loạt tấm gương sẽ được đặt ở các vị trí chiến lược nhằm hội tụ ánh sáng mặt trời vào một điểm trên thuyền gỗ của địch và thiêu rụi nó. Cơ chế này tương tự việc dùng kính lúp đốt cháy tờ giấy dưới ánh nắng mặt trời.

CH

Hãy tìm hiểu trên Internet về những nghiên cứu đột phá của vật lí nhằm thúc đẩy sự hình thành và phát triển của các loại vũ khí quân sự hiện đại

Phương pháp giải:

Tìm hiểu trên Internet

Lời giải chi tiết:

Những nghiên cứu đột phá của vật lí nhằm thúc đẩy sự hình thành và phát triển của các loại vũ khí quan sự hiện đại là: chế tạo súng máy, đại bác cỡ lớn, máy bay, các loại súng trường mới, lựu đạn, ngư lôi, tàu ngầm, xe tăng và các loại vũ khí mới

CH

Năng lượng hạt nhân đã được con người sử dụng như thế nào?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết trong sách

Lời giải chi tiết:

Năng lượng hạt nhân hay năng lượng nguyên tử là một dạng năng lượng được giải phóng khi hạt nhân nguyên tử bị tách ra thành nhiều hạt nhân nhỏ hơn (phân hạch) hoặc các hạt nhân nhỏ hợp nhất thành hạt nhân lớn hơn (nhiệt hạch)

Sau chiến tranh thế giới thứ hai, nhu cầu tiêu thụ năng lượng của thế giới ngày càng tăng. Việc tạo ra năng lượng hạt nhân từ các lò phản ứng và sử dụng năng lượng hạt nhân vì mục đích hòa bình đã trở nên cấp thiết

CH

Hãy tìm hiểu trên Internet về:

1. Sử dụng các nguồn phóng xạ và các thiết bị hạt nhân trong công nghiệp và nghiên cứu ô nhiễm môi trường như thế nào?

2. Lợi ích của công nghiệp hạt nhân mang lại cũng như các thảm họa cho nhân loại khi không kiểm soát được phản ứng hạt nhân và việc sử dụng năng lượng hạt nhân không vì mục đích hòa bình

Phương pháp giải:

Tìm hiểu trên Internet

Lời giải chi tiết:

1. 

- Môi trường nước:

Môi trường nước là một trong những nguồn lực quan trọng của con người. Nguồn nước bị nhiễm phóng xạ dẫn đến việc gây khó khăn trong đời sống hằng ngày của con người

Các chất phóng xạ ngấm vào lòng đất, ngấm vào mạch nước ngầm dẫn đến hệ lụy không thể nào lường trước được

- Môi trường đất:

Nguyên tử phóng xạ ảnh hưởng đến môi trường đất làm giảm chất lượng của đất. Các chất phóng xạ ngấm vào đất, đất là nơi trồng canh tác, chăn nuôi gia súc gia cầm, từ đó cung cấp lương thực thực phẩm cho con người, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người

- Môi trường không khí

Trong các lò phản ứng hạt nhân đều có những dạng khói bay hơi bốc lên và trong những dạng khí đấy có chứa các đồng vị phóng xạ. Từ đó, gây nguy hiểm cho những người vô tình hít phải.

CH 1

Hãy tìm hiểu những ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật điện tử và trả lời câu hỏi:

1. Vật lí có vai trò gì trong các sản xuất các linh kiện điện tử, đặc biệt là các chip điện tử?

2. Các thiết bị điện tử có vai trò gì trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết trong sách

Lời giải chi tiết:

1. 

Vật lí có vai trò quan trọng trong sản xuất các linh kiện điện tử, đặc biệt là các chip điện tử:

+ Các linh kiện điện tử được nghiên cứu và chế tạo được tích hợp trên các vi mạch, nó có thể là các điện trở, các diode bán dẫn để tạo thành các mạch điện tử, được lắp ghép vào trong các thiết bị điều khiển từ xa, các thiết bị điện tử hiện đại

+ Chip là một bộ phận hoạt động như trung tâm truyền thông và điều khiển, quyết định sức mạnh của hệ thống điện tử. Đóng vai trò giống như bộ não của con người, điều khiển mọi hoạt động thiết bị

2. Các thiết bị điện tử có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Nó cho phép nghiên cứu chế tạo máy tính lượng tử, giúp máy tính hoạt động nhanh hơn, giải quyết được các vấn đề phức tạp một cách nhanh chóng

CH 2

Hãy tìm hiểu những ứng dụng của vật lí trong cơ khí, tự động hóa và đánh giá triển vọng cũng như tác động của ngành này đối với khoa học và đời sống

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết trong sách chuyên đề

Lời giải chi tiết:

Ứng dụng của vật lí trong cơ khí, tự động hóa giúp:

+ Điều khiển , kiểm soát máy móc thiết bị công nghiệp và quy trình sản xuất, giảm bớt sự cần thiết phải can thiệp của con người

+ Sự phát triển của khoa học vật liệu giúp chế tạo các cảm biến. Cảm biến có vai trò quan trọng trong các hệ thống điều khiển tự động. Cùng với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo giúp máy tính có thể tự động hóa các hành vi thông minh như con người. Một số ứng dụng như ứng dụng trên những phương tiện vận tải tự lái, điển hình là ô tô tự lái hay robot trí tuệ nhân tạo.

CH

1. Vật lí có vai trò gì trong sự phát triển của thông tin và truyền thông?

2. Những ứng dụng của vật lí trong thông tin, truyền thông và đánh giá triển vọng cũng như tác động của ngành này đối với khoa học và đời sống như thế nào?

Phương pháp giải:

Vận dụng lí thuyết trong sách chuyên đề

Lời giải chi tiết:

1. 

Vật lí có vài trò cực kì quan trọng trong sự phát triển của thông tin và truyền thông:

+ Ngành vật lí vô tuyến nghiên cứu các quá trình liên quan đến sự dao động điện từ và sóng vô tuyến. Từ đó, thiết kế các bộ thu phát sóng vô tuyến dựa theo nguyên tắc thông tin liên lạc bằng sóng vô tuyến.

+ Ngành vật lí kĩ thuật và điện tử là ngành khoa học cung cấp khối kiến thức nền tảng về vật lí ứng dụng và điện tử, là lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế, xây dựng các mạch điện tử để tạo ra và tối ưu hóa các giải pháp kĩ thuật, đã chế tạo và tối ưu hóa các giải pháp kĩ thuật, đã chế tạo các thiết bị điện hữu dụng trong khoa học và cuộc sống thường nhật như màn hình tinh thể lỏng, tivi thông minh, điện thoại thông minh

CH

1. Vì sao phải nghiên cứu khí tượng, thủy văn?

2. Vật lí có vai trò gì trong công tác dự báo thời tiết?

3. Vật lí có vai trò gì trong xác định hải lưu, sóng biển, thủy triều

Lời giải chi tiết:

1. Cần phải nghiên cứu khí tượng, thủy văn để ứng phó với các vấn đề biến đổi khí hậu, thiên tai, lũ lụt, hạn hán

CH

Những ứng dụng của vật lí trong nông nghiệp là gì và triển vọng cũng như tác động của vật lí đối với nông nghiệp thông minh như thế nào?

Lời giải chi tiết:

- Những ứng dụng của vật lí trong nông nghiệp là:

+ Công nghệ nano được áp dụng để tăng hiệu quả và an toàn của phân bón và thuốc bảo vệ thực vật làm tăng sản lượng và chất lượng sản phẩmcuar cây lương thực. Đối với chăn nuôi, thú y, công nghệ nano áp dụng để cải thiện khả năng miễn dịch cho vật nuôi, ngăn ngừa bệnh, giảm việc sử dụng kháng sinh, giảm mùi hôi của chất thải, tăng năng suất chăn nuôi và chất lượng sản phẩm

+ Công nghệ nhà kính được áp dụng phổ biến nhất trong nông nghiệp để tạo môi trường ổn định cho cây trồng, vật nuôi, chống côn trùng, bệnh tật lây lan,... cho ănng suất tăng cao gấp nhiều lần so với nuôi trồng trong môi trường ngoài trời.

+ Chiếu xạ là phương pháp sử dụng bức xạ nhằm tiêu diệt các vi sinh vật còn tồn dư trong sản phẩm nông nghiệp, nhờ đó ngăn chănh sự lây lan của vi sinh vật và làm chậm hay loại bỏ mọc mầm hoặc chín, hỏng

+ Công nghệ hạt nhân sử dụng phương pháp chiếu xạ để tạo ra các giống cây trồng có năng suất và chất lượng cao, tăng thời gian dự trữ rau quả...

CH

Hãy tìm hiểu những ứng dụng của vật lí trong lâm nghiệp và đánh giá triển vọng cũng như tác động của ngành này đối với khoa học và đời sống

Lời giải chi tiết:

- Ứng dụng của vật lí trong lâm nghiệp:

+ Vật lí đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu nhân giống cây trồng, sản xuất và chế biến gỗ, nghiên cứu và phát triển các hệ thống quản lí và bảo vệ tài nguyên rừng, phòng chống cháy rừng

+ Hệ thống cảm biến giúp phân tích nhiệt độ, độ ẩm không khí, tốc độ gió,... cung cấp dữ liệu cũng như cảnh báo đến các điểm báo cháy tự động

+ ứng dụng công nghệ viễn thám, việc theo dõi tài nguyên rừng được triển khai thuận lợi và có độ chính xác cao, không tốn nhiều thời gian, công sức khảo sát tại hiện trường, thông qua ảnh chụp xác định được sự thay đổi của rừng

+ Công nghệ laser ứng dụng trong chế biến lâm sàn có năng suất và tính an toàn cao. Đặc biệt, ứng dụng kĩ thuật CNC trong sản xuất đồ gỗ, nội thất, đồ gỗ xây dựng đã tạo ra thành phẩm có sự đồng nhất và độ chính xác cao giúp tiết kiệm nguyên liệu đầu vào

CH

Hãy tìm hiểu ứng dụng của vật lí trong kinh tế và đánh giá triển vọng cũng như tác động của ngành này đối với khoa học và đời sống

Lời giải chi tiết:

- Ứng dụng của vật lí trong kinh tế đã được bắt đầu bởi một số nhà vật lí làm việc trong lĩnh vực cơ học thống kê. Kết hợp các mô hình lí thuyết với dữ liệu thực nghiệm, họ đã thử áp dụng các công cụ và phương pháp từ vật lí kinh tế

Ví dụ: Mô hình lực hấp dẫn trong kinh tế học quốc tế, tương tự như mô hình lực hấp dẫn trong vật lí, việc trao đổi thương mại song phương giữa hai quốc gia phụ thuộc v

Ào quy mô của hai nền kinh tế và khoảng cách giữa các quốc gia, được biểu diễn bằng công thức:

- Đánh giá triển vọng và tác động của ngành kinh tế đối với khoa học và đời sống: Nhờ ứng dụng vật lí vào kinh tế đã đưa ra những dự báo, kế hoạch, dự định tương lai cho nền kinh tế, tài chính dựa vào các mô hình tương tự trong vật lí góp phần phát triển nền kinh tế toàn diện, cải thiện đời sống con người