(SKKN 2022) kĩ năng xử lý nhanh các câu hỏi thực nghiệm vật lí, nhằm nâng cao chất lượng ôn thi môn vật lí tại trường THPT hàm rồng

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ MỤC LỤC TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu .1 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm .2 2.1.1 Các chữ số có nghĩa quy tắc làm tròn 2.1.2 Đo lường Vật lí……………………………………………….2 2.1.3 Sai số phép đo đại lượng Vật lí 2.1.4 Thực hành thí nghiệm Vật lí S¸NG KIÕN KINH NGHIƯM 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Các sáng kiến kinh nghiệm giải phápHỎI sử dụng để giải vấn KĨ 2.3 NĂNG XỬ LÝ NHANH CÁC CÂU THỰC NGHIỆM đề VẬT2.4.LÍ, NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ƠNdục, THI Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo vớiMÔN thân, đồng nghiệp nhà trường 16 VẬT LÍ TẠI TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 18 3.1 Kết luận: 18 3.2 Kiến nghị: 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 Họ và tên: LÊ DUY DŨNG Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lí THANH HĨA NĂM 2022 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, dó kết toán phải phù hợp với thực tế, tuân theo quy luật tự nhiên kiểm chứng qua thí nghiệm thực hành Nhiều năm lại đề thi THPT Quốc gia, thi tốt nghiệp THPT, đề thi đánh giá tư duy, đánh giá lực… xuất nhiều câu hỏi liên quan đến bước thực hành thí nghiệm, xử lý kết thí nghiệm, đồ thị thực nghiệm, gây nhiều khó khăn cho học sinh chí giáo viên ôn luyện, chưa thực trọng đến mảng kiến thức Do tơi chọn đề tài “ Kĩ xử lý nhanh câu hỏi thực nghiệm Vật lí, nhằm nâng cao chất lượng ơn thi mơn Vật lí trường THPT Hàm Rồng ’’ 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nhằm nâng cao hiệu ôn thi tốt nghiệp THPT, ôn thi đánh giá lực, đánh giá tư cho học sinh khối 12 - Xây dựng nguồn tài liệu tham khảo cho học sinh đội tuyển Vật lí 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết chữ số có nghĩa, cách làm tròn, cách đo số liệu, xử lý số liệu đo - Tiến trình tiến hành thí nghiệm để đạt kết xác - Đưa phương pháp giải nhanh, hiệu câu hỏi thực nghiệm, xử lý sai số, đồ thị … 1.4 Phương pháp nghiên cứu * Nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu tài liệu sách giáo khoa, sách giáo viên, sách tập, sách chuẩn kiến thức kỹ để xác định nội dung trọng tâm chương - Nghiên cứu lý thuyết thực hành thí nghiệm * Phương pháp điều tra - Tìm hiểu thực tế dạy học phần thực hành xử lý số liệu thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên - Phân tích kết học tập ý kiến học sinh * Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phương pháp thực nghiệm Vật lí thực nghiệm Sư phạm NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Các chữ số có nghĩa và quy tắc làm tròn a Các chữ số có nghĩa Tất chữ số từ trái sang phải, kể từ số khác không chữ số có nghĩa Với số 0,57 → có chữ số có nghĩa; Với số 0,0087 có chữ số có nghĩa; Với số 5,018 → có chữ số có nghĩa (tính chữ số đằng sau); Với số 0,014030 → có chữ số có nghĩa (tính chữ số đằng sau); b Qui tắc xác định số có nghĩa a) Tất chữ số không số “0” phép đo số có nghĩa Các số 23,4; 0,243; 615; 100 → có số có nghĩa; b) Những số “0” xuất số không số “0” số có nghĩa Các số 2004; 40,67; 1,503 → có số có nghĩa; c) Những số “0” xuất trước tất số khơng số “0” khơng có nghĩa Các số 0,0062; 0,32; 0,000094 → có số có nghĩa; d) Những số “0” cuối số bên phải dấu phẩy thập phân số có nghĩa Các số 43,00; 1,010; 8,000 → có số có nghĩa; e) Những số luỹ thừa thập phân số phần ngun tính vào số có nghĩa Số 1064 = 1,064 103 → có số có nghĩa; Chú ý: Số liệu 2,4 g có số có nghĩa qui mg phải viết 2,4.103 mg (2 số có nghĩa) Khơng viết 2400 mg (4 số có nghĩa) c Quy tắc làm tròn số Nếu chữ số hàng bỏ có giá trị < chữ số bên trái giữ nguyên Chẳng hạn: 0,0832 → 0,08 Nếu chữ số hàng bỏ có giá trị > chữ số bên trái tăng thêm đơn vị Chẳng hạn: 3,83545 → 3,84 2.1.2 Đo lường Vật lí a Đo trực tiếp và đo gián tiếp Vật lí khoa học thực nghiệm hầu hết định luật, thuyết vật lí phải xây dựng từ sở kết đo đạc thực nghiệm định lượng cách chuẩn xác hợp lý theo chất vật lí đối tượng Cho nên việc đo lường đại lượng vật lí lĩnh vực quan trọng khơng thể thiếu nghiên cứu vật lí Đo lường vật so sánh vật cần đo với vật chuẩn gọi đơn vị Khi cần đo độ dài bàn, ta so sánh với độ dài thước quy ước mét, gấp 2,5 lần độ dài thước, ta nói, độ dài bàn 2,5m Trong thực tế, đại lượng vật lí dùng phương pháp so sánh để đo kết người ta gọi chúng đại lượng đo trực tiếp Chiều dài, khối lượng, thời gian đại lượng đo trực tiếp Đại đa số đại lượng vật lí khác khối lượng riêng, gia tốc, xung lượng khơng thể đo trực tiếp được, mà phải thơng qua tính tốn, chúng gọi chung đại lượng đo gián tiếp Đo đại lượng vật lí nghĩa so sánh với đại lượng loại mà ta quy ước chọn làm đơn vị Công cụ dùng để thực phép so sánh gọi dụng cụ đo, phép so sánh trực tiếp nói gọi phép đo trực tiếp Trong trường hợp, đại lượng vật lí cần đo xác định thơng qua cơng thức g 2S t Tuy khơng có sẵn dụng cụ để đo trực tiếp vật lí, chẳng hạn gia tốc rơi tự g, ta thông qua hai phép đo trực tiếp: chiều dài quãng đường S thời gian rơi t Phép đo gọi phép đo gián tiếp b Đơn vị đo Thực đại lượng vật lí phải có đơn vị đo riêng, có số đại lượng vật lí khơng thể đo trực tiếp, đại lượng vật lí liên hệ với qua cơng thức, định luật vật lí, nên người ta chọn số đơn vị đo trực tiếp mang tính phổ biến thơng dụng làm đơn vị để xây dựng đơn vị đo đạc đại lượng vật lí khác Đơn vị dẫn xuất đơn vị suy từ đơn vị qua công thức định luật định lý Ví dụ: đơn vị đo gia tốc m/s 2, đơn vị đo khối lượng riêng kg/m Đó đơn vị dẫn xuất Vì nước dùng đơn vị đo khác gây khó khăn cho việc trao đổi thơng tin khoa học nên từ năm 1960, nhà khoa học thống sử dụng hệ thống đơn vị đo lường bản, viết tắt SI Đây hệ thống đơn vị đo lường quốc tế hợp pháp đa số nước giới (Xem bảng) Đơn vị đo hệ SI Đại lượng Đơn vị Ký hiệu Độ dài L (Length) Mét M Thời gian t (Time) Giây S Khối lượng M Kilôgam Kg (Mass) Nhiệt độ T Độ kelvin K Cường độ dòng điện Ampe A I Đơn vị phân tử Mol Mol Độ sáng cadela Cd Để biểu diễn đơn vị dẫn xuất thông qua đơn vị người ta dùng công thức chung gọi công thức thứ nguyên có dạng sau:  X    M   L  T  (1) p q r p, q, r số nguyên; [X] ký hiệu thứ nguyên đại lượng vật lí Vận tốc Đơn vị Ký hiệu (Tên Biểu thức gọi) m/s m/s Lực N(Newton) kg.ms/2 Năng lượng J (Jole) kg.m/s2 Đại lượng Thứ nguyên  V    L  T 2  F   M   L   T  2  E    M   L  T  1 Công thức thứ nguyên dùng để kiểm tra xác cơng thức 2.1.3 – Sai số phép đo đại lượng Vật lí a Sai số phép đo Ta ln ln mong đợi kết đo xác, nhiên phép đo, ta nhận giá trị thực đại lượng đo, mà nhận giá trị gần Có nghĩa giá trị thực giá trị cho cơng cụ có sai số Có nhiều nguyên nhân gây sai số phép đo Trước hết cơng cụ đo có độ xác giới hạn, gây sai số dụng cụ Tiếp theo nguyên nhân không kiểm soát được, chẳng hạn thao tác người đo khơng chuẩn, điều kiện làm thí nghiệm khơng ổn định gây sai ngẫu nhiên Sai số ngẫu nhiên không nguyên nhân rõ ràng làm cho kết phép đo tin cậy Cần kể đến nguyên nhân làm cho kết đo lớn nhỏ giá trị thực, thường điểm ban đầu dụng cụ đo bị lệch đi, hạn chế dụng cụ đo cộng với sơ suất người đo gọi sai số hệ thống b Cách xác định sai số phép đo trực tiếp + Giá trị trung bình Để khắc phục, người ta lặp lại phép đo nhiều lần Khi đo n lần đại lượng A, ta nhận giá trị khác nhau: A 1, A2, An Trung bình số học đại lượng đo A  A   A n A n giá trị gần giá trị thực A: (2) Số lần đo n lớn, giá trị A tiến gần đến giá trị thực A + Sai số ngẫu nhiên Sai số tuyệt đối lần đo trị tuyệt đối hiệu số: A n  A n  A (3) với k = 1, 2, 3, n Sai số tuyệt đối trung bình n lần coi sai số ngẫu nhiên A1  A   A n A  n (4) Trong trường hợp không cho phép thực phép đo nhiều lần (n < 5) người ta không lấy sai số ngẫu nhiên cách lấy trung bình (4), mà chọn giá trị cực đại số giá trị sai số tuyệt đối thu làm sai số ngẫu nhiên + Sai số dụng cụ đo Đối với loại dụng cụ đo chọn, có độ xác định, ta xác định sai số tuyệt đối gây dụng cụ ΔA’ theo cấp xác dụng cụ đo Thơng thường, sai số dụng cụ lấy nửa độ chia nhỏ dụng cụ đo Chẳng hạn: Dùng thước đo chiều dài có độ chia nhỏ mm ΔA’ = 0,5mm ΔA’ = lmm Trong số dụng cụ đo có cấu tạo phức tạp, ví dụ đồng hồ đo điện đa số, sai số dụng cụ tính theo công thức nhà sản xuất quy định Chẳng hạn: Vơn kế có cấp xác Nếu dùng thang đo 200V để đo hiệu điện sai số mắc phải ΔU' = 2%.200 = 4V Nếu kim thị vị trí 150 V kết đo là: u = (l 50 ± 4) V Khi đo đại lượng điện đồng hồ đo số, cần phải lựa chọn thang đo thích hợp Nếu số hiển thị mặt đồng hồ ổn định (con số cuối bên phải khơng bị thay đổi) sai số phép đo lấy giá trị tích cấp xác số hiển thị Chẳng hạn, đồng hồ số có ghi cấp sai số 1.0% rdg (kí hiệu quốc tế cho dụng cụ đo số), giá trị điện áp hiển thị mặt đồng hồ 358 V lấy sai số dụng cụ là: U '  1%.358  3, 458  3,6V U   358,0  3,6  V Kết đo: Nếu số cuối khơng hiển thị ổn định (nhảy số), sai số phép đo phải kể thêm sai số ngẫu nhiên đo Chẳng hạn, đọc giá trị hiển thị điện áp đồng hồ nêu trên, số cuối không ổn định (nhảy số): 355 V, 356 V, 357 V, 358 V, 359 V (số hàng đơn vị không ổn định) Trong trường hợp lấy giá trị trung bình U = 357,0V; U n  2V Do vậy: u = 357,0 ± 3,6 ±2 = 357,0 +5,6 V Kinh nghiệm: Nhiều loại đồng hồ số có độ xác cao, sai số phép đo cần ý tới thành phần sai số ngẫu nhiên + Sai số phép đo Sai số phép đo (ΔA) tổng sai số ngẫu nhiên ( A ) sai số dụng cụ (ΔA’): A  A  A ' (5) Sai số tỉ đối  A : A % A (6) Sai số tỉ đối nhỏ phép đo xác Kinh nghiệm: A  Cịn có sai số hệ thống lệch điểm ban đầu Để loại trừ sai số phải hiệu chỉnh xác điểm không ban đầu cho dụng cụ đo trước tiến hành đo Trong đo, cịn mắc phải sai sót Do lỗi sai sót, kết nhận khác xa giá trị thực Trong trường hợp nghi ngờ có sai sót, cần đo lại loại bỏ giá trị sai sót + Cách viết kết đo Kết đo đại lượng A không cho dạng số, mà cho dạng khoảng giá trị, mà chắn giá trị thực A nằm khoảng này: A  A  A A  A   A (7) c Cách xác định sai số phép đo gián tiếp Để xác định sai số phép đo gián tiếp, ta vận dụng quy tắc sau đây: + Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu, tổng sai số tuyệt đối số hạng + Sai số tỉ đối tích hay thương, tổng sai số tỉ đối thừa số Giả sử F đại lượng đo gián tiếp, X, Y, Z đại lượng đo trực tiếp Nếu F = X + Y − Z ΔF = ΔX + ΔY + ΔZ X Y Nếu F = Z  F   X   Y   Z 2.1.4 – Thực hành thí nghiệm Vật lí a Trình tự thí nghiệm Bước 1: Bố trí thí nghiệm Bước 2: Đo đại lượng trực tiếp (Thường tiến hành tối thiểu lần đo cho đại lượng) Bước 3: Tính giá trị trung bình sai số Bước 4: Biểu diễn kết b Trình tự thực phép đo liên quan đến dụng cụ đo điện điện tử Bước 1: Điều chỉnh dụng cụ đo đến thang đo phù hợp Bước 2: Lắp dây liên kết (bộ phận liên kết) với dụng cụ đo Bước 3: Ấn nút ON OFF để bật nguồn cho dụng cụ hoạt động Bước 4: Lắp dây liên kết (bộ phận liên kết) nối dụng cụ đo nối với đối tượng cần đo Bước 5: Chờ cho ổn định, đọc trị số dụng cụ đo Bước 6: Kết thúc thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn dụng cụ c Xử lí số liệu và biểu diễn kết đồ thị Trong nhiều trường hợp kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị thuận lợi, đồ thị cho thấy phụ thuộc đại lượng y vào đại lượng x cách rõ nét Phương pháp đồ thị thuận tiện để lấy trung bình kết đo Giả sử phép đo trực tiếp, ta xác định cặp giá trị x y sau:  x1  x1  x  x  x n  x n     y1  y1  y  y  y n  y n Muốn biểu diễn hàm y = f (x) đồ thị, ta làm sau: Bước Trên giấy kẻ ô, ta dựng hệ tọa độ Đề vng góc Trên trục hồnh đặt giá trị x, trục tung đặt giá trị y tương ứng Chọn tỉ lệ xích hợp lí để đồ thị choán đủ trang giấy Bước Dựng dấu chữ thập hình chữ nhật có tâm điểm A 1(x1;y); A2(x2;y2) …… An(xn; yn) có cạnh tương ứng (2Δx1,2Δy1), ,(2Axn,2Δyn ) Dựng đường bao sai số chứa hình chữ nhật dấu chữ thập Bước Đường biểu diễn y = f (x) đường cong trơn, đường điểm A1, A2……An, nằm phân bố hai phía đường cong (xem hình bên).  Bước Nếu có điểm tách xa khỏi đường cong phải kiểm tra lại giá trị thực nghiệm Nếu nhận giá trị cũ phải đo thêm điểm lân cận để phát điểm kì dị Bước Dự đốn phương trình đường cong tn theo phương trình đó: − Phương trình đường thẳng y = ax + b − Phương trình đường bậc − Phương trình đa thức − Dạng y = eax, y = abx − Dạng y = a/xn − Dạng y = lnx Việc thiết lập phương trình đường cong thực cách xác định hệ số a, b, .n Các hệ số tính làm khớp phương trình với đường cong thực nghiệm Các phương trình chuyển thành phương trình đường thẳng cách đổi biến thích hợp (tuyến tính hóa) Kinh nghiệm: Ngồi hệ trục có tỉ lệ xích chia đều, người ta cịn dùng hệ trục có trục chia đều, trục khác có thang chia theo logarit để biếu diễn hàm mũ, hàm logarit (y = lnx; y = ax ) 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Những năm gần đề thi THPT quốc gia, thi tốt nghiệp THPT, thi đánh giá lực, đánh giá tư duy… có câu khó, nhiều câu liên quan đến sai số, bước tiến hành thí nghiệm, xử lí số liệu cho đồ thị thực nghiệm… Đây vấn đề hay chương trình vật lí Để giải tốn loại địi hỏi học sinh phải có nhiều kĩ tổng hợp, nên gây nhiều khó khăn cho HS em có lực học TB Hơn tài liệu sách giáo khoa, sách tập, sách tham khảo có tập thuộc dạng nên học sinh khơng rèn luyện nhiều để hình thành kĩ 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Ví du Theo quy ước, số 12,10 có chữ số có nghĩa? A B C D Hướng dẫn Số 12,10 → có số có nghĩa → Chọn B Ví du Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây có thang chia nhỏ 0,0 ls để đo chu kỳ dao động (T) lắc Kết lần đo thời gian dao động toàn phần sau: 3,00s; 3,20s; 3,00s; 3,20s; 3,00s Lần đo t(s) 3,00 3,20 3,00 3,20 3,00 Lấy sai số dụng cụ đo độ chia nhỏ Chu kì dao động lắc A T = (3,08 ± 0,1 l)s B T = (3,08 ± 0,10)s C T = (3,09 ± 0,10)s D T = (3,09 ± 0,1 l)s Hướng dẫn 3x3,00  2x3, 20 T  3,08  s  Giá trị trung bình: Sai số ngẫu nhiên:  3.T1  2.T2  T1  3,00  3,08  0,08s  T   0,096s   T  3, 20  3,08  0,12s   Sai số phép đo: T  T  T '  0,096s  0,01s  0,106s  0,11s Kết quả: T = 3,08 ± 0,1 ls → Chọn A * Lỗi thí sinh hay mắc phải quên cộng sai số dụng cụ ΔT' ! Kinh nghiệm: Nếu tất lần đo giá trị sai số ngẫu nhiên sai số phép đo lấy sai số dụng cụ đo Ví du Dùng thước có chia độ đến milimet đo lần khoảng cách d hai điểm A B cho giá trị 1,345 m Lấy sai số dụng cụ độ chia nhỏ Kết đo viết A d = (1345±2) mm C d = (1345 ± 3) mm B d= (1,345 ± 0,001) m D d = (1,345 ± 0,0005) m Hướng dẫn Giá trị trung bình: d = 1,345m Sai số ngẫu nhiên: d = Sai số phép đo: d  d  d ' = +1 mm = 0,00 mm Kết quả: T = (1,345 ± 0,001) m → Chọn B Kinh nghiệm: Sai số phép đo ΔA thu từ phép tính sai số thường viết đến tối đa chữ số có nghĩa, cịn trị trung bình A viết đến bậc thập phân Ví du Phép đo độ dài quãng đường s cho ta giá trị trung bình 1,36832 m, với sai số phép đo tính 0,0031 m, kết đo viết, với Δs lấy chữ số có nghĩa, sau:  s  1,36832m  s   1,368  0,003 m   s  0,0031m   Kinh nghiệm: Nếu cơng thức vật lí xác định đại lượng đo gián tiếp có chứa số (ví dụ: π, ) số phải lấy gần đến số lẻ thập phân cho sai số tỉ đối phép lấy gần gây bỏ qua, nghĩa phải nhỏ giá trị 1/10 số hạng sai số tỉ đối đứng bên cạnh Ví dụ Xác định diện tích vịng trịn qua phép đo trực tiếp đường kính d nó: s = πd2/4 Cho biết d = 50,6 ± 0,lmm S  d  0,1   2     0, 4% S  d  50,6  Trong trường hợp này, phải lấy π = 3,142  /  < 0,04% Kinh nghiệm: Trong trường hợp công thức xác định đại lượng đo gián tiếp tương đối phức tạp, dụng cụ đo trực tiếp có độ xác tương đối cao, sai số phép đo chủ yếu gây yếu tố ngẫu nhiên, người ta thường bỏ qua sai số dụng cụ Đại lượng đo gián tiếp tính cho lần đo, sau lấy trung bình tính sai số ngẫu nhiên trung bình biểu thức (2), (3), (4) XmYn F Zk với m, n, k >0 ❖Ta chủ yếu gặp trường hợp đo đại lượng gián tiếp Bước Tính: X X  X  X  X  X   X với X Y Y  Y  Y  Y  Y   Y với Y Z Z  Z  Z  Z  Z   Z với Z Thường đề trắc nghiệm cho sẵn kết quả: X  X  X  X   X Y  Y  Y  Y   Y ; Z  Z  Z  Z   Z m F Bước Tính giá trị trung bình: Tính sai số tương đối  A : X Y Z n k F X Y Z m n k  m X  n Y  k Z F X Y Z Sai số tuyệt đối: F   F F A  Bước Kết quả: F = F  F F  F   F Ví du Một học sinh bố trí thí nghiệm để đo tốc độ truyền sóng sợi dây đàn hồi dài Tần số máy phát f = 1000Hz ± 1Hz Đo khoảng cách nút sóng liên tiếp cho kết quả: d = 20cm ± 0,1 cm Kết đo vận tốc v A v = (20.000 ± 140) cm/s B v = 20.000 cm/s ± 0,6% C v = 20.000 cm/s ± 0,7% D v = (25.000 ± 120) cm/s Hướng dẫn * Kiến thức liên quan:   n  1  d Khoảng cách n nút sóng liên tiếp v    v  f f Bước sóng: * Theo số liệu bài tốn: Bước sóng: λ = d = 20cm + 0,1cm v  .f  20000  cm / s  v  f    0,6%  v   v v  120  cm / s  v  f Kết quả: v = 20.000 ± 120 (cm/s) v = 20.000 cm/s ± 0,6% → Chọn B Kinh nghiệm: 1) Dùng đồng hồ bấm giây đo chu kỳ dao động lắc Đo thời gian t n dao V  t t t t     % n n n n động toàn phần (t = nT) 2) Dùng thước đo bước sóng sóng dừng sợi dây đàn hồi Đo chiều dài L t  t  t  t   %  T    n  1    L  L  L  L   % L    n nút sóng liên tiếp  3) Dùng thước đo khoảng vân giao thoa Đo bề rộng L n khoảng vân (L = ni) L L L L L  L  L  L   %  L      0 % n n n n Ví du Một học sinh dùng thí nghiệm giao thoa khe Young để đo bước sóng xạ đơn sắc Khoảng cách hai khe a = 2mm ± 1%, khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng chứa hai khe D = 2m ± 3% độ rộng 20 vân sáng liên tiếp L = 9,5mm + 2% Kết đo sóng λ là: A λ = 0,5μm ± 6% B λ = 0,5μm ± 0,04μm C λ = 0,5μm + 0,04μm D λ = 0,5μm ± 0,06μm Hướng dẫn Khoảng cách 20 vân sáng liên tiếp 19 khoảng vân L = 19i 9,5 i  2%  0,5mm  2% 19 Khoảng vân: 10 2.0,5   0,5m D Bước sóng trung bình:      A  i   D  1%  2%  3%  6%  Sai số bước sóng:       6%.0,5  0,03m Kết quả: λ = 0,5μm + 6% λ = 0,5μm ± 0,03 mm → Chọn A Ví du 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 100 Hz d Tính giá trị trung bình sai số tốc độ truyền sóng e Tính giá trị trung bình sai số bước sóng Trình tự thí nghiệm là: A a, b, c, d, e B b, c, a, d, e C b, c, a, e, d D e, d, c, b, a Hướng dẫn Bước 1: Bố trí thí nghiệm ứng với b, c Bước 2: Đo đại lượng trực tiếp ứng với a Bước 3: Tính giá trị trung bình sai số ứng với e, d => Chọn C Ví du (ĐH − 2014) Các thao tác sử dụng đồng hồ đa số (hình vẽ) để đo điện áp xoay chiều cỡ 120 V gồm:  a Nhấn nút ON OFF để bật nguồn đồng hồ b Cho hai đầu đo hai dây đo tiếp xúc với hai đầu đoạn mạch cần đo điện áp.  c Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 200, vùng ACV d Cắm hai đầu nối hai dây đo vào hai ổ COM V  e Chờ cho chữ số ổn định, đọc trị số điện áp g Kết thúc thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn đồng hồ Thứ tự thao tác A a, b, d, c, e, g B c, d, a, b, e, g C d, a, b, c, e, g D d, b, a, c, e, g Hướng dẫn 11 Bước 1: Vặn đầu đánh dấu núm xoay tới chấm có ghi 200, vùng ACV Bước 2: cắm hai đầu nối hai dây đo vào hai ổ COM V  Bước 3: Nhấn nút ON OFF để bật nguồn đồng hồ Bước 4: Cho hai đầu đo hai dây đo tiếp xúc với hai đầu đoạn mạch cần đo điện áp Bước 5: Chờ cho chữ số ổn định, đọc trị số điện áp Bước 6: Kết thúc thao tác đo, nhấn nút ON OFF để tắt nguồn đồng hồ → Chọn B Ví du 10 Một học sinh làm thí nghiệm xác định độ cứng lị xo Học sinh treo đầu lò xo vào điểm cố định, đầu lò xo gắn vật có khối lượng khác đo độ dãn lò xo kết ghi bảng m(gam) Δm (gam) X (mm) Δx (mm) 100 10 200 10 11 300 10 14 400 10 20 500 10 26 Xử lý số liệu vẽ đồ thị thí nghiệm nói Tính độ cứng lị xo Hướng dẫn Bước 1: Để chọn hệ trục hợp lý phải vào giá trị min, max khối lượng độ dãn lò xo bảng số liệu Bước 2: Từ bảng số liệu, đánh dấu tọa độ điểm Bước 3: 12 Từ sai số tuyệt đối khối lượng độ dãn lị xo → xác định kích thước ô sai số, ý chiều dài cạnh ô sai số gấp đôi sai số tuyệt đối ứng với cạnh Bước 4: Vẽ đồ thị, thích kích thước sai số bổ sung tên đồ thị Bước 5: Phân tích đồ thị Dạng đồ thị: tuyến tính k Có phù hợp với lý thuyết không? Chúng ta biết F = k.x mà F = mg → m = ( g ).x → Đồ thị có dạng đoạn thẳng hợp lí Đại lượng cần xác định từ đồ thị: để ý phương trình m = (k/g).x → hệ số góc đường thẳng chứa thông tin k → xác định hệ số góc tức góc nghiêng hồn tồn có khả xác định giá trị k.  13 B1: Dựng tam giác ABC hình vẽ BC 24    0,0514 AB 470  120 B2: Hệ số góc tính theo cơng thức: B3: Biết hệ số góc dễ dàng tính độ cứng lị xo: k = hsg.g = 0,0514.9,8 = 0,5 ( N / m) Kinh nghiệm: Đề thi trắc nghiệm thông thường cho đồ thị thí nghiệm cho phương trình liên hệ u cầu xác định đại lượng Phương pháp phổ biến từ đồ thị chọn điểm nằm đường thay tọa độ vào phương trình liên hệ từ xác định đại lượng mà tốn u cầu Ví dụ 11 (QG− 2015) Một học sinh xác định điện dung tụ điện cách đặt điện áp u = U0cosωt (U0 không đổi, ω = 314 rad/s) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với biến trở R Biết 2   U U02 U 02 2 C2 R đó, điện áp u hsg  tan   hai đầu R đo đồng hồ đo điện đa số Dựa vào kết thực nghiệm đo hình vẽ, học sinh tính giá trị C A 1,95 10−3 F B 5,20.10−6 F C 5,20 10−3 F Hướng dẫn  1     2  1 U0   C R  Hệ thức liên hệ viết lại: U D 1,95 10−6 F Thay hai điểm có tọa độ (1,00.10 −6; 0,0055) (2,00.10−6; 0,0095) vào hệ thức I ta được: 14  0,0055    0,0095     1 1,00.10 6   2 U  314 C  10 6 0,0055 3142 C2  C  1,95.106  F    2.106 0,0095  6   2,00.10  1  314C U 02  314C  1 BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu l Kết sai số tuyệt đối phép đo 0,0609 số chữ số có nghĩa A B C D Câu Kết sai số tuyệt đối phép đo 0,2001 số chữ số có nghĩa A B C D Câu Kết sai số tuyệt đối phép đo 1,02 số chữ số có nghĩa A B C D Câu 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 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 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 giây 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 l g  42 T để tính gia tốc trọng trường trung bình vị e Sử dụng cơng thức trí f Tính giá trị trung bình l T Sắp xếp theo thứ tự bước trên: 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 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 với hai đầu điện trở f đọc giá trị vôn kế ampe kế g tính cơng suất tiêu thụ trung bình 15 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 Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động điều hòa T vật cách đo thời gian dao động Năm lần đo cho kết thời gian dao động 2,00s; 2,05s; 2,00s ; 2,05s; 2,05s Thang chia nhỏ đồng hồ 0,0 ls 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 Một học sinh làm thí nghiệm đo chu kỳ dao động lắc đơn Dùng đồng hồ bấm giây đo lần thời gian 10 dao 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 15,4300(s) ± 1,34% D 1,5400(s) ± 0,21% Câu 10 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 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 11 Mốt 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 toàn phần tính kết t = 20,102 ± 0,269 (s) Dùng thước đo chiều dài dây treo tính kết L = ± 0,001(m) Lấy π2 = 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) C 9,899 (m/s2) ± 0,275 (m/s2) D 9,988 (m/s2) + 0,277 (m/s2) Câu 12 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 (π) Sai số tương đối phép đo độ cứng lò xo A 4% B 2% C 3% D 1% Câu 13 Để đo tốc độ truyền sóng v sợi 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% Câu 14 Để đo tốc độ truyền sóng v sợi 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) + 0,02 (m/s) B v = 4(m/s) ± 0,01 (m/s) C v = 4(m/s) ± 0,03 (m/s) D v = 2(m/s) ± 0,04 (m/s) 16 Câu 15.Một học sinh xác định điện dung tụ điện cách đặt điện áp u = U 0cosωt (U0 không đổi, ω = 314 rad/s) vào hai đầu đoạn mạch gồm tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp với biến trở R Biết 2   U U 02 U 02 2 C R đó, điện áp U hai đầu R đo điện đa số Dựa vào kết thực nghiệm đo hình vẽ, học sinh tính giá trị U0 là? A 50 V B 52,4 V C 35,8 V D 36,5 V Câu 16 Một học sinh làm thí nghiệm đo bước sóng nguồn sáng thí nghiệm khe Young Khoảng cách hai khe sáng 1,00 ± 0,05 (mm) Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến đo 2000 ± 1,54 (mm); khoảng cách 10 vân sáng liên tiếp đo 10,80 ± 0,14 (mm) Kết bước sóng A 0,60μm ± 6,37% B 0,54μm ± 6,22% C 0,54μm ± 6,37% D 0,6μm ± 6,22% Câu 17 Một học sinh làm thí nghiệm đo bước sóng nguồn sáng thí nghiệm khe Young Khoảng cách hai khe sáng 1,00 ± 0,05 (mm) Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến đo 2000 ± 1,54 (mm); khoảng cách 10 vân sáng liên tiếp đo 10,80 ± 0,14 (mm) Kết bước sóng A 0,600μm ± 0,038μm B 0,540μm ± 0,034μm C 0,540μm ± 0,038μm D 0,600μm ± 0,034μm 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp và nhà trường Trong trình giảng dạy tơi nhận thấy học sinh gặp nhiều khó khăn, chưa có kĩ năng, phương pháp giải hiệu tốn liên quan tới thực nghiệm Vật lí Nhưng học sinh tiếp cận với lý thuyết kinh nghiệm trình bày sáng kiến em có khả nhìn nhận phân tích tốn khác tốt hơn, từ em tìm quy luật vận dụng chúng cách linh hoạt để giải yêu cầu toán hiệu nhiều Sau tiếp cận cách giải học sinh biết cách phân tích nhìn nhận hiểu vấn đề theo nhiều khía cạnh từ tổng quát, thực tế đến đơn giản hóa tốn Giúp em giải nhiều toán khác nhau, tốn thực tế chưa lí tưởng hóa, khơng gói gọn việc giải tốn minh họa Đối với giáo viên, thực chuyên đề buổi sinh hoạt chuyên môn giáo viên tổ đánh giá cao tính ứng dụng 17 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: Xuất phát từ kinh nghiệm thân, từ thực tế nhiều năm giảng dạy trường THPT, thân đúc rút thành kinh nghiệm mong giúp cho học sinh tường minh thực nghiệm Vật lí, xử lý hiệu sai số đồ thị vận dụng để giải tập liên quan Bên cạnh tập vận dụng có hướng dẫn, đưa tập đề nghị nhằm giúp em học sinh lựa chọn cách giải phù hợp để rèn luyện kỹ phương pháp làm Đề tài áp dụng cho học sinh lớp 12 - Trường THPT Hàm Rồng, năm học 2021 – 2022, hầu hết học sinh nắm phương pháp vận dụng tốt việc giải tập liên quan Do thời gian có hạn nên đề tài chưa áp dụng rộng rãi chắn khơng tránh thiếu sót Vì mong góp ý q thầy cô 18 giáo bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện áp dụng phổ biến năm học tới 3.2 Kiến nghị: Các tập sách giáo khoa, sách tập nên viết theo hướng tập sáng tạo Bổ sung thêm câu hỏi thực nghiệm để học sinh luyện tập Để đề tài thực tốt tơi mong thầy dạy mơn vật lí khơng ngừng tự bồi dưỡng cho kĩ phân tích chuyên sâu tượng vật lí, liên hệ kiến thức với thực tỉễn từ bồi dưỡng cho học sinh, nhằm tăng hứng thú hiệu giảng dạy môn XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 17 tháng 04 năm 2022 CAM KẾT KHƠNG COPY Người viết sáng kiến Lê Duy Dũng Tơi xin chân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Quang Hân – Giải toán Vật lý 12 – NXB Giáo dục, 2004 Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết – Sách giáo khoa Vật lý 12 – NXB Giáo dục, 2008 Vũ Thanh Khiết - Tuyển tập toán nâng cao vật lý 12 trung học phổ thông – NXB ĐHQG, Hà Nội, 2008 Phạm Đức Cường - Tuyển tập dạng tập trắc nghiệm vật lí 12 – NXB Hải Phòng, 2006 Bộ Giáo Dục Đào Tạo - Đề Thi Tuyển sinh Đại Học năm Đề thi Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Thế Khôi – Bài tập Vật lý 12 Nâng cao – NXB Giáo dục, 2008 19 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Lê Duy Dũng Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THPT Hàm Rồng T T 1 2 Tên đề tài SKKN Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tính ) Ứng dụng tỉn học dạy học Vật lí “Sử dụng phần mềm Sở Power point việc thiết kế GD&ĐT trình chiếu giảng Vật lí” Một cách giải cho nhiều Sở dạng toán vật lý lớp 12 giúp GD&ĐT học sinh giải nhanh Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Năm học đánh giá xếp loại C 2008-2009 C 2011-2012 20 3 4 5 6 7 8 xác Chứng minh công thức momen quán tính vật rắn quay quanh trục cố định giúp học sinh hiểu rõ chất momen qn tính hình thành kĩ giải tốn Giải toán máy biến áp định luật bảo tồn lượng giúp học sinh có phương pháp giải tổng qt hình thành kĩ giải tốn Phương pháp Chuẩn hóa gán số liệu nhằm giúp học sinh giải nhanh câu hỏi trắc nghiệm phức tạp phần dòng điện xoay chiều Sử dụng phương pháp số phức giải số dạng toán Vật lý lớp 12 có hàm dao động điều hồ ứng dụng giải nhanh máy tính cầm tay Sở GD&ĐT C Sở GD&ĐT B Sở GD&ĐT C 2015-2016 Sở GD&ĐT B 2016-2017 C 2017-2018 B 2019-2020 Phân tích chuyên sâu tốn điển hình phần động lực Sở học định luật bảo toàn GD&ĐT nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi THPT Phát triển mối liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn nhằm giúp học Sở sinh lớp 12 trường THPT Hàm GD&ĐT Rồng giải hiệu nhiều dạng toán vật lí 2012-2013 2014-2015 21 ... chí giáo viên ôn luyện, chưa thực trọng đến mảng kiến thức Do tơi chọn đề tài “ Kĩ xử lý nhanh câu hỏi thực nghiệm Vật lí, nhằm nâng cao chất lượng ơn thi mơn Vật lí trường THPT Hàm Rồng ’’ 1.2... lường Vật lí a Đo trực tiếp và đo gián tiếp Vật lí khoa học thực nghiệm hầu hết định luật, thuyết vật lí phải xây dựng từ sở kết đo đạc thực nghiệm định lượng cách chuẩn xác hợp lý theo chất vật. .. cứu lý thuyết chữ số có nghĩa, cách làm tròn, cách đo số liệu, xử lý số liệu đo - Tiến trình tiến hành thí nghiệm để đạt kết xác - Đưa phương pháp giải nhanh, hiệu câu hỏi thực nghiệm, xử lý sai