đo với các chữ số có nghĩa cần thiết. Vận dụng cách tính sai số vào từng trương fhợp cụ thể.c. Thái độ: II. Chuẩn bị.Một vài dụng cụ đo đơn giản thước đo độ dài, ampe kế,…TGTrợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinhNội dung4’10’5’ - Nêu ví dụ chứng tỏ quỹ đạo và vậntốc của chuyển động có tính tương đối.- Viết công thức cộng vận tốc trong trường hợp các chuyển động cùngphương, cùng chiều ngược chiều? - ĐVĐ như SGK.- Các em hãy dùng thức thẳng để đo chiều dài quyển SGK?- Sử dụng cân để cân 1 vật về nhà làm- Phép đo khối lượng thực chất là phép so sánh khối lượng của các quảcân, phép đo chiều dài cũng là phép so sánh với chiều dài được ghi trênthước. Đó là những mẫu vật đã được qui ước chọn làm đơn vị- Phép đo các đại lượng vật lí là gì? - Phép so sánh trực tiếp như thế gọilà phép đo trực tiếp. - Làm thế nào để đo diện tích hìnhchữ nhật? - Phép đo không có sẵn dụng cụ đotrực tiếp mà thôgn qua 1 công thức liên hệ với các đại lượng đo trực tiếp.Pjép đo như thế gọi là phép đo gián tiếp.- Trong các địa lượng đã học, đại lượng nào có thể thực hiện phép đotrực tiếp, địa lượng nào có thể thực hiện phép đo gián tiếp?- Trogn các đại lượng vật lí đã biết, địa lượng nào có đơn vị theo quyđịnh của hệ SI? - Các em đọc SGK để hiểu rõ hơn hệđơn vị SI- Trong các phép đo các đại lượng VL mà ta tiến hành, khi đo nhiều lầncùng 1 đại lượng với những lí do khác nhau, kết quả thu được khácnahu không nhiều. - Nếu lấy giá trị trung bình của nhiềulần đo cùng 1 đại lượng cho ta kết quả gần giá trị thực hơn cả.- Sự sai lệch so với giá trị trung bình tính được gọi là sai số của phép đo.- Vậy sai số đó là do đâu? - Các em đọc SGK để hiểu rõ hơnkhái niệm sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên và cách tính giá trị trungbình. - Công thức tính giá trị trung bìnhnhư thế nào?Hoạt đợng 1: Ơn lại kiến thức có liên quan và đặt vấn đề bài học.- Hs chú ý trả lời các câu hỏi của GV.Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm về phép đo các đại lượng vật lí. HệSI. - Hs làm theo yêu cầu gv.- Trong 2 TN trên thức thẳng và cân là những dụng cụ đo.- Phép đo 1 đại lượng vật lí là phép so sánh nó với đại lượng cùng loạiđược qui ước làm đơn vị - Ta đo lần lượt 2 cạnh, sau đó sửdụng công thức S = a.b- Hs trả lời:- Hs trả lời khối lượng m, chiều dài l,…- Đọc SGK: Hoạt động 3: Tìm hiểu các kháiniệm sai số, giá trị trung bình của phép đo.- Chú ý vấn đề đặt ra.- HS suy nghĩ trả lời.I. Phép đo các đại lượng vật lí. Hệ đơn vị SI.1. Phép đo các đại lượng vật lí Phép đo 1 đại lượng vật lí là phépso sánh nó với đại lượng cùng loại được qui ước làm đơn vịPhép so sánh trực tiếp nhờ dụng cụ đo gọi là phép đo trực tiếp.Phép xác định 1 địa lượng vật lí thông qua 1 công thức liên hệ vớicác đại lượng đo trực tiếp, gọi là phép đo gián tiếp. Sai số ngẫu nhiên làm cho kết quả phép đơ trở nên kém tin cậy.Để khắc phục người ta lặp lại phép đo nhiều lần. Khi đo n lần cùngmột đại lượng A, ta được các giá trị khác nhau: A1, A2.,…, AnGiá trị trung bình được tính:1 2...nA A AA n+ + +=2520’6’ - Các em đọc SGK để thu thập thôngtin. - Thế nào là sai số tuyệt đối? Sai sốthuyệt đối trung bình được tính như thế nào? Khi xác định sai số ngẫunhiên cần chú ý điều gì? - Sai số tuyệt đối của phép đo đượcxác định như thế nào? Xác định sai số dụng cụ như thế nào?- Cách viết kết quả đo của đại lượng A như thế nào?- Chữ số được coi là chữ số có nghĩa?- Khi viết kết quả đo, sai số tuyệt đối thu được từ phép tính sai số thườngchỉ từ 1 đến tối đa 2 chữ số có nghĩa. VD:- Trong các phép đo, có những lúc tính được sai số tuyệt đối có giá trịnhỏ nhưng kết quả vẫn bị coi là chưa đạt đến độ chíng xác cho phép.- Sai số tỉ đối của phép đo là tỉ số giữa sai số thuyệt đối và giá trị trungbình của đại lượng cần đo. - Được tính bằng công thức ntn?- Chú ý sai số tỉ đối càng nhỏ phép đo càng chính xác. VD: 1 hs đochiều dài quyễn sách cho giá trị trung bình là24,457 scm =, với sai số phép đo tính được là0,025 scm ∆ =. + Hs thứ 2 đo chiều dài lớp học chogiá trị trung bình là10,354 sm =, với sai số phép đo tính được là0,25 sm ∆ =. - Vậy phép đo nào chính xác hơn?- So sánh1A δvà2A δ- Việc tính sai số trong các phép đo gián tiếp thực sự quan trọng vì trognhầu hết các bài thực hành đều phải thực hiện các phép đo gián tiếp.- Muốn tính được sai số trong phép đo gián tiếp thì trước hết phải tínhđược sai số trong phép đo trực tiếp. + Sai số thuyệt đối của 1 tổng hayhiệu, thì bằng tổng các sai số thuyệt đối của các số hạng.+ Sai số tuyệt đối của một tích hay một thương, thì bằng tổng các sai sốtỉ đối của các thừa số.1 2...nA A AA n+ + +=Hoạt động 4: Tìm hiểu cách xác định sai số của phép đo, cách viếtkết quả đo và khái niệm sai số tỉ đối.- Từng các nhân đọc SGK để thu thập thông tin.1 12 2; AA A AA A ∆ = −∆ = −…1 2...nA AA An ∆ + ∆ + + ∆∆ = AA A∆ = ∆ + ∆Trong đó:A ∆là sai số dụng cụ, thông thường có thể lấy bằng nửahoặc 1độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ.A A A= ± ∆.100 AA Aδ ∆=Tính:1 110,025 .1000,00102 24,457A AA δ∆ == ≈2 220,0025 .1000,00024 10,354A AA δ∆ == ≈1 2A Aδ δVậy phép đó thứ 2 chính xác hơn phép đo thứ nhất.Hoạt động 5: Tìm hiểu cách xác định sai số phép đo gián tiếp.- Chú ý để nhận thức vấn đề -a. Trị tuyệt đối của hiệu số giữa giá trị trung bình và giá trị của mỗi lầnđo gọi là sai số tuyệt đối ứng với lần đo đó1 12 2; AA A AA A ∆ = −∆ = −… Sai số tuyệt đối trung bình của nlần đo được tính theo công thức:1 2...nA AA An ∆ + ∆ + + ∆∆ =b. Sai số tuyệt đối của phép đo là tổng sai số ngẫu nhiên và sai sốdụng cụ:A AA ∆ = ∆ + ∆Trong đó:A ∆là sai số dụng cụ, thông thường có thể lấy bằng nửahoặc 1độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ.5. Cách viết kết quả đo Kết quả đo đại lượgn A được viếtdưới dạng:A A A= ± ∆Trong đóA ∆là tổng của sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụgiữa sai số thuyệt đối và giá trị trung bình của đại lượng cần đo..100 AA Aδ ∆=Sai số tỉ đối càng nhỏ phép đo càng chính xác. CÁCH TÍNH SAI SỐ VÀ BIỂU DIẾN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Cách tính sai số của phép đo trực tiếp a) Giá trị trung bình Khi đo n lần cùng một đại lượng A, ta nhận được các giá trị khác nhau: A1, A2,... An. Trung bình số học của đại lượng đo sẽ là giá trị gần giá trị thực A: Số lần đo n càng lớn, thì giá trị càng tiến gần đến giá trị thực A. b) Sai số tuyệt đối của mỗi lần đo là trị tuyệt đối của các hiệu số: với k = 1, 2, 3, n c) Sai số tuyệt đối trung bình của n lần được coi là sai số ngẫu nhiên: (3) Trong trường hợp không cho phép thực hiện phép đo nhiều lần (n < 5) người ta không lấy sai số ngẫu nhiên bằng cách lấy trung bình như (3), mà chọn giá trị cực đại ΔAMax trong số các giá trị sai số tuyệt đối thu được làm sai số ngẫu nhiên. Sai số tuyệt đối của phép đo là tổng sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụ (sai số hệ thống): Trong đó sai số dụng cụ thường lấy bằng nửa độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ. Chú ý: Khi đo các đại lượng điện bằng các dụng cụ chỉ thị kim hay hiển thị số, sai số được xác định theo cấp chính xác của dụng cụ (do nhà sản xuất quy định được ghi trên dụng cụ đo). Ví dụ: Vôn kế có cấp chính xác là 3. Nếu dùng thang đo 250V để đo hiệu điện thế thì sai số mắc phải là . Nếu kim chỉ thị vị trí 120V thì kết quả đo sẽ là: d)Sai số tỉ đối (hay còn gọi là sai số tương đối): 2. Cách tính sai số của phép đo gián tiếp và ghi kết quả đo lường a. Phương pháp chung để tính sai số của phép đo gián tiếp Giả sử đại lượng cần đo A phụ thuộc vào các đại lượng x, y, z theo hàm số Trong đó x, y, z là các đại lượng đo trực tiếp và có giá trị = = = * Giá trị trung bình được xác định bằng cách thay thế các giá trị trung bình x, y, z vào hàm trên, nghĩa là = (,,). * Cách xác định cụ thể sai số: - Sai số tuyệt đối : Nếu , trong hàm f chỉ có phép tổng và hiệu của x,y,z thì - Sai số tương đối: Nếu , trong hàm f chỉ có phép tích và thương của x,y,z thì - Sai số tương đối: Nếu , trong hàm f có phép tích, thương và số mũ của x,y,z thì trong đó a,b,c là số mũ của x,y,z Ví dụ : Gia tốc trọng trường được xác định bằng biểu thức: g = ở đây: ;; = Sai số tương đối - Nếu , trong đó hàm f vừa có tổng, hiệu, tích, thương, số mũ thì vi phân hàm f theo các biến x,y,z Ví dụ1: Một vật ném xiên góc có độ cao Trong đó: ;;; Ta có: = ... = Sử dụng quy ước viết kết quả ta có: Ví dụ2: Trong giờ thực hành một học sinh dùng vôn kế lí tưởng đo điện áp 2 đầu R và tụ C của một đoạn mạch R, C nối tiếp . Kết quả đo được là : UR = 14 ± 1,0 (V); UC = 48 ± 1,0 (V). . Điện áp hai đầu đoạn mạch là A. U = 50 ± 2,0 (V). B. U = 50 ± 1,0 (V) C. U = 50 ± 1,2 (V); D. U = 50 ± 1,4 (V). Ta có: U2 = UR2 + UC2 ----à U = = 50 (V) và 2U.DU = 2UR.DUR + 2UC.DUC Do đó U = 50 ± 1,2 (V). Đáp án C Lưu ý: Thực chất của việc tính sai số chỉ là phép tính vi phân của biểu thức b. Ghi kết quả: + Số chử số có nghĩa(CSCN) của kết quả không được nhiều hơn số CSCN của dữ kiện kém chính xác nhất. + Sai số tuyệt đối lấy 1 hoặc tối đa 2 chữ số có nghĩa (số CSCN của một số là tất cả các chữ số từ trái qua phải kể từ số khác 0 đầu tiên), còn giá trị trung bình lấy số chữ số phần thập phân tương ứng theo sai số tuyệt đối. Ví dụ: + x = 3.00 ± 0.07 đúng cách. + x = 2000 ± 5 đúng cách. + x = 18.12345 ± 0.01 sai vì khi sai số là 0.01 thì việc viết x quá chính xác là vô căn cứ. |
