PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Bài tốn thí nghiệm chia thành dạng bản: Chọn dụng cụ dụng cụ đo đại lượng Sắp xếp trình tự tiến hành thí nghiệm đo đại lượng Xử lý sai số DỤNG CỤ ĐO Ví dụ: Để đo chu kỳ dao động lắc lò xo ta cần dùng dụng cụ A Thước B Đồng hồ bấm giây C Lực kế D Cân Ví dụ: Độ cứng đại lượng đặc trưng cho mức độ đàn hồi lò xo Độ cứng phụ thuộc chất vật liệu lò xo tỉ lệ nghịch với chiều dài lò xo Nói chung, lị xo “càng ngắn cứng” Bố trí lắc lị xo nơi có biết gia tốc trọng trường g Để đo độ cứng lị xo khơng sử dụng dụng cụ nào? Chọn đáp án bạn “thích” nhất??? A Thước Đồng hồ B Đồng hồ cân C Lực kế thước D Mỹ nhân kế Phân tích: m 4 2m => Đáp án B T 2 k k T2 kx F / x => Đáp án A F k kA F / A mg mg => Đáp án C l k k l Mỹ nhân kế: loại dụng cụ đa năng, khó sử dụng, khó bảo quản lại đo nhiều thơng số Ví dụ đo độ “cứng” “thanh niên cứng” :D Tuyệt nhiên loại dụng cụ không đo độ cứng lị xo TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM B1: Bố trí thí nghiệm B2: Đo đại lượng trực tiếp (Thường tiến hành tối thiểu lần đo cho đại lượng) B3: Tính giá trị trung bình sai số B4: Biểu diễn kết Để làm dạng tập em cần nắm dạng 1: dụng cụ đo công thức liên hệ đại lượng cần đo gián tiếp đại lượng đo trực tiếp Ví dụ: Dụng cụ thí nghiệm gồm: Máy phát tần số; Nguồn điện; sợi dây đàn hồi; thước dài Để đo tốc độ sóng truyền sợi dây người ta tiến hành bước sau a Đo khoảng cách hai nút liên tiếp lần b Nối đầu dây với máy phát tần, cố định đầu lại c Bật nguồn nối với máy phát tần chọn tần số 100Hz d Tính giá trị trung bình sai số tốc độ truyền sóng e Tính giá trị trung bình sai số bước sóng Sắp xếp thứ tự A a, b, c, d, e B b, c, a, d, e C b, c, a, e, d D e, d, c, b, a Phân tích: B1: Bố trí thí nghiệm ứng với b, c B2: Đo đại lượng trực tiếp ứng với a B3: Tính giá trị trung bình sai số ứng với e, d Vậy chọn đáp án C ThuVienDeThi.com SAI SỐ VÀ XỬ LÝ SAI SỐ cần đo Ngun nhân sai số gì? Có ngun nhân mà bạn cần biết, hế này: - Sai số ngẫu nhiên Đã bảo ngẫu nhiên đừng hỏi Vậy nên đo nhiều lần vào nhé! - Sai số dụng cụ Khơng có sản phẩm hoàn hảo, kể tài liệu Dụng cụ đo khơng nằm ngồi quy luật Quy ước: Sai số dụng cụ Adc lấy 0,5 độ chia nhỏ dụng cụ Ví dụ: Đồng hồ bấm dây có độ chia nhỏ 0,01s Adc = 0,01s 0,005s Thước có độ chia nhỏ 1mm Adc = 1mm 0,5mm Có loại sai số bạn cần quan tâm: Sai số tuyệt đối A; Sai số tương đối A(%), với A đại lượng 3.1 Phép đo trực tiếp Đại lượng cần đo A Thực n lần đo với kết quả: A1, A1, … An A +A + +A n Giá trị trung bình A : A= n Sai số tuyệt đối ngẫu nhiên trung bình ΔA ΔA1 = A1 -A ΔA = A -A ΔA1 +ΔA + +ΔA n ΔA= n ΔA n = A n -A Sai số tuyệt đối ΔA : ΔA=ΔA ΔA dc ΔA (%) A Sai số tương đối A: εA = Kết phép đo: A=A ΔA A=A ε A Ví dụ: Đùng đồng hồ bấm giây có thang chia nhỏ 0,01s để đo chu kỳ (T) dao động lắc Kết lần đo thời gian dao động toàn phần sau: 3,00s; 3,20s; 3,00s; 3,20s; 3,00s (Thường lập bảng cho oách) Lần đo T (s) 3,00 3,20 3,00 3,20 3,00 Kết T ? Hướng dẫn Tự thấy đề nhân đạo ^^, bị thầy cho lần đo có giá trị khác Trắc nghiệm nên cho nà 3,00 3, 20 T 3,08 s T1 3,00 3,08 0,08s T1 T2 0,096s T T2 3, 20 3,08 0,12 s Sai số tuyệt đối: T T Tdc 0,096s 0,01s 0,106s 0,11s Kết quả: T = 3,08 0,11s * Lỗi thí sinh hay mắc phải quên cộng sai số dụng cụ Tdc ThuVienDeThi.com 3.2 Phép đo gián tiếp x myn Các em chủ yếu gặp trường hợp A= k với m, n, k >0 z A đại lượng cần đo lại không đo trực tiếp (xem bảng 2) Các đại lượng x, y, z đại lượng đo trực tiếp Để tính sai số tuyệt đối tương đối phép đo A, em làm theo bước sau: B1 Tính kết phép đo x, y, z mục 3.1: Δx x = x Δx = x ε x với ε x x Δy y = y Δy = y ε y với ε y y Δy z = z Δz = z ε z với ε z z x myn A= k B2 + Tính giá trị trung bình A : z ΔA Δx Δy Δz m n k m ε x nε y k ε z A x y z + Tính sai số tương đối A: εA = + Sai số tuyệt đối ΔA : ΔA ε A A B3 Kết quả: A=A ΔA A=A ε A Ví dụ: Đo tốc độ truyền sóng sợi dây đàn hồi cách bố trí thí nghiệm cho có sóng dừng sợi dây Tần số sóng hiển thị máy phát tần f = 1000Hz 1Hz Đo khoảng cách nút sóng liên tiếp cho kết quả: d = 20cm 0,1cm Kết đo vận tốc v ? Hướng dẫn Bước sóng = d = 20cm 0,1cm v λf 20000 cm/s Δv Δ Δf εv = 0,6% v f Δv ε v v = 120 cm/s Kết quả: v = 20.000 120 (cm/s) v = 20.000 cm/s 0,6% L , với n > n Đây trường hợp đề cập “vấn đề phát sinh” mục 3.1 Trường hợp đại lượng A Để tính sai số tương đối A ta làm sau: ΔL - Tính L = L ΔL = L ε L với ε x L L ΔA ΔL - Khi đó: A ε A εL n A L Một số phép đo tương ứng với trường hợp này: - Dùng đồng hồ bấm giây đo chu kỳ dao động lắc Thường người ta đo thời gian t n dao động toàn phần suy T = t/n ΔT Δt t T ε T n T t ThuVienDeThi.com - Dùng thước đo bước sóng sóng dừng sợi dây đàn hồi: Người ta thường đo chiều dài L n bước sóng suy = L/n L Δ ΔL λ ε n L - Dùng thước đo khoảng vân giao thoa: Người ta thường đo bề rộng L n khoảng vân suy i = L/n Chứ khoảng vân giao thoa cỡ vài mm có mà đo mắt à? (Vốn dĩ phải đo thước ) L Δi ΔL i ε i n i L Đu du ân đờ sờ ten? Ví dụ: Dùng thí nghiệm giao thoa khe Young để đo bước sóng xạ đơn sắc Khoảng cách hai khe sáng S1S2 nhà sản xuất cho sẵn a = 2mm 1% Kết đo khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng chưa hai khe D = 2m 3% Đo khoảng cách 20 vân sáng liên tiếp L = 9,5mm 2% Kết đo bước sóng = ? Hướng dẫn Khoảng cách 20 vân sáng liên tiếp 19 khoảng vân (cái mà khơng để ý coi tiêu): L = 19i i = L/19 L 9,5 Giá trị trung bình i: i 0,5mm Có tính giá trị bước sóng trung 19 19 bình a i 2.0,5 Bước sóng trung bình: λ 0,5μm D Δ Δa Δi ΔD Δa ΔL ΔD Sai số tương đối bước sóng: ε ε a ε L + ε D 6% a i D a L D Δi ΔL với εi = ε L i L Sai số tuyệt đối bước sóng: Δ ε 6%.0,5 0,03μm Kết quả: = 0,5µm 6% = 0,5µm 0,03 µm CHỮ SỐ CĨ NGHĨA Định nghĩa: Chữ số có nghĩa chữ số (kể chữ số 0) tính từ trái sang phải kể từ chữ số khác không Giả sử sai số tuyệt đối tương đối đại lượng A nhận giá trị sau: + 0,97: chữ số khác không tô màu đỏ in đậm có chữ số có nghĩa + 0,0097: chữ số khác không tô màu đỏ in đậm có chữ số có nghĩa + 2,015: chữ số khác không tô màu đỏ in đậm có chữ số có nghĩa (phải tính chữ số đằng sau) + 0,0669: chữ số khác không tơ màu đỏ in đậm có chữ số có nghĩa (chữ số lặp lại phải tính) + 9,0609: chữ số khác khơng tơ màu đỏ in đậm có chữ số có nghĩa Vậy xác định số chữ số có nghĩa đừng quan tâm dấu phẩy “,” Trong định nghĩa đâu liên quan đến dấy phẩy đâu nà Ok man? BÀI TẬP TỰ RÈN Câu 1: Kết sai số tuyệt đối phép đo 0,0609 Số chữ số có nghĩa A B C D ThuVienDeThi.com Câu 2: Kết sai số tuyệt đối phép đo 0,2001 Số chữ số có nghĩa A B C D Câu 3: Kết sai số tuyệt đối phép đo 1,02 Số chữ số có nghĩa A B C D Câu 4: Để đo lực kéo cực đại lò xo dao động với biên độ A ta cần dùng dụng cụ đo A Thước mét B Lực kế C Đồng hồ D Cân Câu 5: Cho lắc lị xo đặt nơi có gia tốc trọng trường biết Bộ dụng cụ dùng để đo độ cứng lò xo A thước cân B lực kế thước C đồng hồ cân D lực kế cân Câu 6: Để đo bước sóng xạ đơn sắc thí nghiệm giao thoa khe Y âng, ta cần dùng dụng cụ đo A thước B cân C nhiệt kế D đồng hồ Câu 7: Để đo công suất tiêu thụ trung bình đoạn mạch có điện trở thuần, ta cần dùng dụng cụ đo A Ampe kế B Vôn kế C Ampe kế Vôn kế D Áp kế Câu 8: Để đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động lắc đơn, ta cần dùng dụng cụ đo A đồng hồ B đồng hồ thước C cân thước D thước Câu 9: Để đo gia tốc trọng trường trung bình vị trí (không yêu cầu xác định sai số), người ta dùng dụng cụ gồm lắc đơn; giá treo; thước đo chiều dài; đồng hồ bấm giây Người ta phải thực bước: a Treo lắc lên giá nơi cần xác định gia tốc trọng trường g b Dùng đồng hồ bấm dây để đo thời gian dao động tồn phần để tính chu kỳ T, lặp lại phép đo lần c Kích thích cho vật dao động nhỏ d Dùng thước đo lần chiều dài l dây treo từ điểm treo tới tâm vật e Sử dụng công thức g 4 l để tính gia tốc trọng trường trung bình vị trí T2 f Tính giá trị trung bình l T Sắp xếp theo thứ tự bước A a, b, c, d, e, f B a, d, c, b, f, e C a, c, b, d, e, f D a, c, d, b, f, e Câu 10: Để đo công suất tiêu thụ trung bình điện trở mạch mắc nối tiếp (chưa lắp sẵn) gồm điện trở R, cuộn dây cảm tụ điện, người ta dùng thêm bảng mạch ; nguồn điện xoay chiều ; ampe kế ; vôn kế thực bước sau a nối nguồn điện với bảng mạch b lắp điện trở, cuộn dây, tụ điện mắc nối tiếp bảng mạch c bật công tắc nguồn d mắc ampe kế nối tiếp với đoạn mạch e lắp vôn kế song song hai đầu điện trở f đọc giá trị vôn kế ampe kế g tính cơng suất tiêu thụ trung bình Sắp xếp theo thứ tự bước A a, c, b, d, e, f, g B a, c, f, b, d, e, g C b, d, e, f, a, c, g D b, d, e, a, c, f, g Câu 11: Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động điều hòa T vật cách đo thời gian dao động Ba lần đo cho kết thời gian dao động 2,00s; 2,05s; 2,00s ; 2,05s; 2,05s Thang chia nhỏ đồng hồ 0,01s Kết phép đo chu kỳ biểu diễn A T = 2,025 0,024 (s)B T = 2,030 0,024 (s)C T = 2,025 0,024 (s)D T = 2,030 0,034 (s) Câu 12: Một học sinh làm thí nghiệm đo chu kỳ dao động lắc đơn Dùng đồng hồ bấm giây đo lần thời gian 10 đao động toàn phần 15,45s; 15,10s; 15,86s; 15,25s; 15,50s Bỏ qua sai số dụng cụ Kết chu kỳ dao động A 15,43 (s) 0,21% B 1,54 (s) 1,34% C 15,43 (s) 1,34% D 1,54 (s) 0,21% ThuVienDeThi.com Câu 13: Một học sinh làm thí nghiệm đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động lắc đơn Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 10 đao động tồn phần tính kết t = 20,102 0,269 (s) Dùng thước đo chiều dài dây treo tính kết L = 0,001(m) Lấy 2=10 bỏ qua sai số số pi (π) Kết gia tốc trọng trường nơi đặt lắc đơn A 9,899 (m/s2) 1,438% B 9,988 (m/s2) 1,438% C 9,899 (m/s2) 2,776% D 9,988 (m/s2) 2,776% Câu 14: Một học sinh làm thí nghiệm đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động lắc đơn Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 10 đao động tồn phần tính kết t = 20,102 0,269 (s) Dùng thước đo chiều dài dây treo tính kết L = 0,001(m) Lấy 2=10 bỏ qua sai số số pi (π) Kết gia tốc trọng trường nơi đặt lắc đơn A 9,899 (m/s2) 0,142 (m/s2) B 9,988 (m/s2) 0,144 (m/s2) 2 C 9,899 (m/s ) 0,275 (m/s ) D 9,988 (m/s2) 0,277 (m/s2) Câu 15: Một học sinh dùng cân đồng hồ bấm giây để đo độ cứng lò xo Dùng cân để cân vật nặng cho kết khối lượng m = 100g 2% Gắn vật vào lò xo kích thích cho lắc dao động dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t dao động, kết t = 2s 1% Bỏ qua sai số số pi () Sai số tương đối phép đo độ cứng lò xo A 4% B 2% C 3% D 1% Câu 16: Để đo tốc độ truyền sóng v sợ dây đàn hồi AB, người ta nối đầu A vào nguồn dao động có tần số f = 100 (Hz) 0,02% Đầu B gắn cố định Người ta đo khoảng cách hai điểm dây gần không dao động với kết d = 0,02 (m) 0,82% Tốc độ truyền sóng sợi dây AB A v = 2(m/s) 0,84% B v = 4(m/s) 0,016% C v = 4(m/s) 0,84% D v = 2(m/s) 0,016% ( Tham khảo Thầy Trần Quốc Lâm ) ThuVienDeThi.com ... thời gian 10 đao động toàn phần 15 ,45s; 15 ,10 s; 15 ,86s; 15 ,25s; 15 ,50s Bỏ qua sai số dụng cụ Kết chu kỳ dao động A 15 ,43 (s) 0, 21% B 1, 54 (s) 1, 34% C 15 ,43 (s) 1, 34% D 1, 54 (s) 0, 21% ThuVienDeThi.com... 3, 20 3,08 0 ,12 s Sai số tuyệt đối: T T Tdc 0,096s 0,01s 0 ,10 6s 0 ,11 s Kết quả: T = 3,08 0 ,11 s * Lỗi thí sinh hay mắc phải quên cộng sai số dụng cụ Tdc ThuVienDeThi.com... cho lần đo có giá trị khác Trắc nghiệm nên cho nà 3,00 3, 20 T 3,08 s T1 3,00 3,08 0,08s T1 T2 0,096s T T2 3, 20 3,08 0 ,12 s Sai số tuyệt đối: T