Giáo án điện tử chuyên đề Vật lí 10 kết nối Bài 3: Giới thiệu các ứng dụng của Vật lí trong một số ngành nghề

CHÀO MỪNG CẢ LỚP ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI

Vật lí 10

KHỞI ĐỘNG

Đặt vấn đề

Vật lí học có đóng góp to lớn vào khoa học công nghệ, các tiến bộ kĩ thuật được ứng dụng nhiều ngành nghề. Vật lí có vai trò như thế nào với các ngành nghề trong xã hội?

GIỚI THIỆU CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG MỘT SỐ NGÀNH NGHỀ (4 TIẾT)

BÀI 3

NỘI DUNG BÀI HỌC

Ứng dụng của vật lí trong khí tượng, thủy văn

VI

III

Ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật điện tử

V

Ứng dụng của vật lí trong thông tin, truyền thông

II

Ứng dụng của vật lí trong công nghiệp hạt nhân

IV

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

I

Ứng dụng của vật lí trong quân sự

NỘI DUNG BÀI HỌC

IX

Ứng dụng của vật lí trong nông nghiệp

VIII

Ứng dụng của vật lí trong khí tượng thủy văn

VII

Ứng dụng của vật lí trong quân sự

I.

ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG QUÂN SỰ

Thảo luận về vai trò của một số kiến thức vật lí được ứng dụng trong quân sự.

Chia lớp thành các nhóm (mỗi nhóm 4 HS) trả lời câu hỏi sau:

Trả lời

Một số kiến thức vật lí được sử dụng trong quân sự:

• Mũi tên được bắn ra nhờ vào tính chất đàn hồi của dây cung, máy bắn đá hoạt động trên nguyên lí đòn bẩy để ném đá về phía quân địch.

• Hệ thống tên lửa phòng không sử dụng hệ thống phát và thu sóng điện từ kết hợp với các thuật toán quỹ đạo.

• Tàu ngầm quân sự hoạt động dựa trên định luật Archimedes, nguyên lí Pascal, năng lượng hạt nhân.

Vai trò tích cực của các thiết bị quân sự?

Trả lời

Vai trò tích cực của các thiết bị quân sự:

• Đảm bảo an ninh trật tự trong nội bộ đất nước
• Đảm bảo nền an ninh quốc phòng, tăng cường năng lực phòng thủ trước sự xâm lược của các nước khác
• Tăng khả năng răng đe các thế lực có ý định xâm lược.

Trình bày một số ứng dụng khác của vật lí trong lĩnh vực quân sự mà em biết.

Trả lời

Máy bay điều khiển từ xa

Máy bay gắn thiết bị cảm ứng có thể phát hiện khí thải, chụp ảnh trong bóng tối, truyền tin tức tình báo và tọa độ quân đối phương về trung tâm chỉ huy.

Vệ tinh nano

Là hệ thống thiết bị hàng không vũ trụ siêu nhỏ (vi hình) chuyên dụng kết hợp giữa hệ thống vi cơ điện và vi điện tử.

Hệ thống điện tử nano robot

Nhận biết được vị trí hệ thống điện tử, xâm nhập và tấn công làm cho đối phương mất khả năng tác chiến.

Phần cứng côn trùng

Thu thập tin tức tình báo, cũng có thể lợi dụng chúng làm tê liệt khả năng tác chiến của mục tiêu hoặc sát thương binh lính.

Kiến máy: Xâm nhập vào bộ chỉ huy đối phương thu thập tin tức tình báo hoặc phá huỷ mạng máy tính và đường truyền tin.

Côn trùng máy: Dò quét địa lôi, vừa thu thập tin tức tình báo ngoài cự ly 1.000 km.

Người máy cá biển

Khi được lắp thuốc nổ có thể tấn công các chiến hạm trong quân cảng.

02

ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

Khí tượng, thủy văn là ngành có vai trò quan trọng trong xu thế phát triển kinh tế xã hội nhằm ứng phó với các vấn đề biến đổi khí hậu, thiên tai, lũ lụt, hạn hán,...

Nêu một số kinh nghiệm dân gian về dự báo khí tượng thủy văn mà em biết?

Trả lời

Một số kinh nghiệm dân gian về dự báo khí tượng thủy văn:

• Chuồn chuồn bay thấp thì mưa, bay cao thì nắng, bay vừa thì râm.
• Chớp đông nhay nháy, gà gáy thì mưa.
• Mau sao thì nắng, vắng sao thì mưa.

Thảo luận về vai trò của một số kiến thức vật lí được ứng dụng trong khí tượng thủy văn.

Trả lời

Xây dựng phương trình Bernoulli mô tả dòng chảy của chất lưu do nhà Vật lí Daniel Bernoulli đề xuát vào thế kỉ XVIII được sử dụng trông ống piot chế tạo để đo chất lưu để khảo stas donhf chảy của sông.

Phương pháp phân tích hình ảnh KU_STIV nhằm đưa ra những chiến lược quản lí rủi ro, lũ lụt.

Vật lý đóng vai trò quan trọng trong dự báo khí tượng thủy văn nhờ các mô hình vật lý – toán học và siêu máy tính, giúp dự báo sớm thiên tai. Công nghệ vệ tinh và ảnh viễn thám cung cấp dữ liệu chính xác để cải thiện độ chính xác của dự báo.

Trình bày sơ lược những kiến thức vật lí được ứng dụng trong việc cảnh báo động đất và sóng thần.

Trả lời

Các cảm biến địa chấn nhạy cao giúp phát hiện sớm biến động của vỏ Trái Đất, hỗ trợ dự báo động đất và sóng thần. Chúng gồm lò xo, vật nặng, bộ dao động tắt dần và thước đo chuyển động để xác định dư chấn.

Kiến thức vật lý như dao động điều hòa, dao động tắt dần, dao động cưỡng bức và chuyển động tương đối được áp dụng trong thiết kế cảm biến địa chấn. Ngoài ra, cơ học chất lưu, địa vật lý và vật lý tính toán giúp xây dựng mô hình dự đoán, hỗ trợ cảnh báo sớm động đất và sóng thần.

A

B

C

D

03

ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG NÔNG NGHIỆP

Mô tả một số ví dụ thực tế cho thấy việc sử dụng kiến thức vật lí trong nông, lâm nghiệp.

Trả lời

Ứng dụng của vật lí trong nông, lâm nghiệp:

• Chuyển đổi canh tác truyền thống thành các phương pháp hiện đại với năng suất vượt trội.
• Bức xạ ion hóa gây đột biến và tạo ra các giống có đặc tính mới.

• Năng suất cao, chất lượng dinh dưỡng tốt, chịu hạn tốt, đề kháng sâu bệnh và dễ thu hoạch như giống “siêu lúa” NPT5.
• Bức xạ ion hóa giúp tiêu diệt tế bào vi sinh vật, côn trùng gây hại cho cây trồng, lương thực thực phẩm.

• Hệ thống cảm biến không dây được sử dụng trong các hệ thống cảnh báo sớm và giám sát rừng, bảo vệ nguồn oxygen cho Trái Đất.
• Máy bay không người lái: chụp ảnh phân giải cao phát hiện tình trạng sâu bệnh và mức độ phát triển của cây trồng.

• Hệ thống tưới tự động sử dụng cảm biến độ ẩm.
• Hệ thống phun thuốc trừ sâu tự động không gây hại cho sức khỏe con người.
• Máy móc cơ khí giúp cho quá trình nuôi trồng, thu hoạch thuận tiện hơn.

Tìm hiểu những ứng dụng khác của vật lí trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp.

Trả lời

Những ứng dụng khác của vật lí trong lĩnh vực nông, lâm nghiệp:

• Sử dụng bức xạ ion hóa để chiếu xạ, làm phá hủy cấu trúc DNA giúp nông sản được bảo quản lâu hơn ở điều kiện bình thường, góp phần hỗ trợ việc xuất khẩu nông sản.

• Kiến thức về nhiệt động lực học được sử dụng để sản suất máy kéo, máy gặt, máy gieo hạt,... giúp giảm thiểu sức người trong nông nghiệp, lâm nghiệp nhằm đẩy nhanh tiến độ thu hoạch.

• Chế tạo nhà kính để hạn chế tác hại của sâu bệnh lên cây trồng, kiểm soát các thông số môi trường, tưới tiêu tự động giúp tăng sản lượng các sản phẩm nông nghiệp.

• Các kiến thức vật lí phức hợp cũng được vận dụng trong các máy móc cơ khí để khai thác rừng. Công nghệ khắc CNC giúp xử lí và tạo ra những sản phẩm có tính chính xác và thẩm mĩ cao từ gỗ.

04

ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG ĐIỆN TỬ

Giới thiệu

Năm 1745, Ewald Georg von Kleist và Pieter van Musschenbrock đã độc lập phát minh ra thiết bị tích trữ tĩnh điện có tên gọi là chai Layden.

Phát minh đã đặt nền móng cơ bản cho sự phát triển của điện tử học.

Các linh kiện điện tử rời rạc như tụ điện, điện trở, transistor, diode,... các nhà nghiên cứu đã chế tạo ra mạch tích hợp IC điều khiển các thiết bị điện tử, mạch FPGA.

Sử dụng pin năng lượng mặt trời cải tiến năng cao hiệu suất , sử dụng cho thiết bị thăm dò trên Hỏa tinh bởi NASA năm 2021.

Vật lí đóng vai trò như thế nào trong sản xuất các vi xử lí của máy tính và các thiết bị di động.

Trả lời

• Công nghệ quang khắc sử dụng tia siêu cực tím để khắc mạch điện lên bộ vi xử lý, giúp tạo ra transistor nhỏ hơn, tối ưu hiệu suất năng lượng, giảm nhiệt lượng, tăng số lượng nhân tính toán và đồ họa. Điều này nâng cao hiệu năng thiết bị, kéo dài thời gian sử dụng và giảm giá thành sản phẩm.
• Chất bán dẫn là vật liệu chính để sản xuất bộ vi xử lý.

Liệt kê các thiết bị điện tử mà em thường sử dụng trong đời sống hằng ngày.

Trả lời

05

ỨNG DỤNG CỦA VẬT LÍ TRONG CƠ KHÍ, TỰ ĐỘNG HÓA

--------------- Còn tiếp ---------------