Bài giảng Vật lý Lớp 10 - Bài 7: Sai số của phép đo các đại lượng vật lý

Nội dung text: Bài giảng Vật lý Lớp 10 - Bài 7: Sai số của phép đo các đại lượng vật lý

1. Phép đo các đại lượng vật lý là gì? Vì sao có sự sai lệch giữa các giá trị của đại lượng cần đo và kết quả đo? Dùng phương pháp thực nghiệm từ đó rút ra quy luật vật lý Cách xác định kết quả và đánh giá được độ chính xác của phép đo?
2. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI 1. Phép đo các đại lượng vật lí - Phép đo các đại lượng vật lí là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị. Quả cân là những mẫu vật được quy ước có khối lượng: Vật Quả bằng bội số bằng một cân nguyên lần đơn vị đơn vị (1g, 1kg ) Cân Rô-bec-van – dụng khối lượng. cụ đo khối lượng
3. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI 1. Phép đo các đại lượng vật lí - Phép đo các đại lượng vật lí là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị. - Công cụ thực hiện phép so sánh trên là dụng cụ đo, phép so sánh trực tiếp qua dụng cụ đo gọi là phép đo trực tiếp. Cân Rô-bec-van – dụng cụ đo khối lượng
4. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI 1. Phép đo các đại lượng vật lí - Phép đo các đại lượng vật lí là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị. - Công cụ thực hiện phép so sánh trên là dụng cụ đo, phép so sánh trực tiếp qua dụng cụ đo gọi là phép đo trực tiếp. - Phép đo gián tiếp là phép xác định một đại lượng vật lí thông qua một công thức liên hệ với các đại lượng trực tiếp. Để đo g, ta đo s và t
5. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI 1. Phép đo các đại lượng vật lí 2. Đơn vị đo: Hệ SI quy định 7 đơn vị cơ bản: • Đơn vị độ dài: mét (m) • Đơn vị thời gian: giây (s) • Đơn vị khối lượng: kilogam (kg) • Đơn vị nhiệt độ (K) Mẫu 1 mét chuẩn • Đơn vị cường độ dòng điện: ampe (A) • Đơn vị cường độ sáng: canđêla (Cd) • Đơn vị lượng chất: mol (mol) Ðơn vị dẫn xuất: Diện tích: m2, Thể tích: m3, Vận tốc: v: m/s, Gia tốc a: m/s2. Đơn vị lực F: 1N = 1kg.m/s2.
6. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 1. Sai số hệ thống: Do đặc điểm cấu tạo của dụng cụ và sự hiệu chỉnh ban đầu. Sai số do đặc điểm cấu tạo của dụng Nguyên nhân cụ, gọi là sai số dụng cụ. gây ra sai số: - Dụng cụ đo không chính xác - Mỗi dụng cụ chỉ có độ chia nhỏ nhất nhất định. VD: l = 32,7mm. Dùng thước đo có ĐCNN 1mm.
7. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO C1: Em hãy cho biết giá trị nhiệt độ trên nhiệt kế hình 7.1 bằng bao nhiêu?
8. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO Để hạn chế sai số hệ thống ta phải làm gì? - Ta chọn dụng cụ đo chính xác có độ chia nhỏ nhất và giới hạn đo phù hợp. - Trước khi đo phải hiệu chỉnh lại dụng cụ.
9. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 1. Sai số hệ thống: Do đặc điểm cấu tạo của dụng cụ và sự hiệu chỉnh ban đầu. Sai số do đặc điểm cấu tạo của dụng Nguyên nhân cụ, gọi là sai số dụng cụ. gây ra sai số: 2. Sai số ngẫu nhiên: do các nguyên nhân không kiểm soát được, chẳng hạn do thao tác của người đo không chuẩn, điều kiện làm thí nghiệm không ổn định
10. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO Lấy đồng hồ bấm giây có độ chính xác 0,01s để đo thời gian t quả cầu chạy từ A đến B mất bao lâu? v1 v2 O A t B t1 t2
11. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 3. Giá trị trung bình Khi đo n lần cùng một đại lượng A, ta nhận được các giá trị khác nhau: A1, A2, A3, , An.
12. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 4. Cách xác định sai số phép đo: AAA + + + =A 12 n n
13. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 5. Cách viết kết quả đo: - Chú ý: Sai số tuyệt đối thu được từ phép tính sai số thường chỉ được viết đến một hoặc tối đa là hai chữ số có nghĩa, còn giá trị trung bình A được viết đến bậc thập phân tương ứng. Ví dụ: Phép đo thời gian đi hết quảng đường S cho giá trị trung bình t = 2,2458s, với sai số phép đo tính được là Δt = 0,00256s. Hãy viết kết qủa phép đo trong các trường hợp này: a. Δt lấy 1 chữ số có nghĩa b. Δt lấy 2 chữ số có nghĩa Kết quả: a. t = (2,246 ± 0,003)s b. t = (2,2458 ± 0,0026)s
14. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 6. Sai số tỉ đối: Là tỉ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình A A = 100% A Sai số tỉ đối càng nhỏ thì phép đo càng chính xác. ❖ Một người đo chiều dài một cuốn sách l = 22 1cm. Người thứ hai đo quãng đường từ SG đến Ban Mê Thuột s = 440 1 km. Người nào đo chính xác hơn? l s l ==100% 4,5%  s ==100% 0,23% l s
15. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 7. Cách xác định sai số của phép đo gián tiếp: * QT1: Sai số tuyệt đối của một tổng hay một hiệu thì bằng tổng các sai số tuyệt đối của các số hạng. F = x + y − z → F = x + y + z * QT2: Sai số tỉ đối của một tích hay một thương thì bằng tổng các sai số tỉ đối của các thừa số . y F = x → F = x + y + z z
16. I. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ. HỆ ĐƠN VỊ SI II. SAI SỐ PHÉP ĐO 7. Cách xác định sai số của phép đo gián tiếp: - Chú ý: + Nếu trong công thức vật lí xác định chứa các hằng số thì hằng số phải được lấy gần đúng đến số lẻ thập phân sao cho sai số tỉ đối nhỏ hơn 1/10 tổng các sai số tỉ đối có mặt trong cùng công thức tính. VD: Xác định diện tích của một mặt tròn thông qua phép đo trực+tiếpNếuđườngcôngkínhthứcd. Biếtxácd định= 50,6đại 0,lượng1mm. đo gián tiếp Cóphức: S =tạp d2/và4 cácSai sốdụngtỉ đốicụcủađophépcó độđo:chính xác cao thì người ta thường∆푆 bỏ2∆qua sai∆ số dụng∆cụ . = + = 0,4% + 푆ҧ ҧ ത ത ∆ Ta phải lấy sao cho: < 0,04% = 3,142 ഥ
17. “Tôi có một triết lý đơn giản đó là: lấp đầy những khoảng trống, làm trống những khoảng đầy và gãi những chỗ ngứa.” – Alice Roosevelt Longworth –