Kế hoạch dạy vật lý lớp 10 bai 3 thuc hanh tinh sai so trong phep do ghi ket qua do

TIẾT: BÀI 3: THỰC HÀNH TÍNH SAI SỐ TRONG PHÉP ĐO GHI KẾT QUẢ ĐO I MỤC TIÊU Kiến thức - Phát biểu định nghĩa phép đo đại lượng vật lí, phép đo trực tiếp phép đo gián tiếp - Nắm khái niệm sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên, khái niệm tuyệt đối sai số tỉ đối - Hiểu nhận dạng chữ số có nghĩa cách ghi kết phép đo có sai số Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thơng tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực thực nghiệm - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù môn học - Phân biệt phép đo trực tiếp phép đo gián tiếp - Biết cách xác định sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên phân biệt hai loại sai số - Biết tính sai số tuyệt đối, sai số tương đối - Biết cách viết kết phép đo, với số chữ số có nghĩa cần thiết - Biết sử dụng số dụng cụ thí nghiệm để đo độ dài, lực, thời gian, nhiệt độ, khối lượng - Biết xác định sai số phép đo gián tiếp Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập mơn Vật lí - Có u thích tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học - Có thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc học tập II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Bài giảng powerpoint: Chuẩn bị số đoạn video việc hướng dẫn HS xác định sai số, số câu hỏi trắc nghiệm có liên quan tới học - Một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản để HS xác định sai số - Chuẩn bị số kiến thức để giải đáp thắc mắc cho HS - Phiếu học tập Phiếu học tập số Câu 1: Để đảm bảo an tồn sử dụng thiết bị phịng thực hành, ta cần lưu ý điều gì? Câu 2: Quan sát biển báo, nêu ý nghĩa biển báo cảnh báo? 27 Câu 3: Quan sát hình ảnh sau, điểm khơng an tồn làm việc phịng thí nghiệm nêu biện pháp an toàn tương ứng? 28 Phiếu học tập số Câu 1: Phép đo đại lượng vật lý gì? Thế phép đo trực tiếp? Thế phép đo gián tiếp? Câu 2: Em lập phương án đo tốc độ chuyển động xe ô tô đồ chơi dùng thước; đồng hồ bấm giây trả lời câu hỏi sau: a Để đo tốc độ chuyển động xe cần đo đại lượng nào? b Xác định tốc độ chuyển động xe theo công thức nào? c Phép đo phép đo trực tiếp? Tại sao? d Phép đo phép đo gián tiếp? Tại sao? Phiếu học tập số Câu 1: Quan sát hình 3.2 phân tích ngun nhân gây sai số phép đo trường hợp nêu? Câu 2: Dựa vào nguyên nhân gây sai số, ta phân làm loại sai số? Thế sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên? Đề xuất phương án hạn chế sai số thực phép đo? Câu 3: Quan sát hình 3.3, em xác định sai số dụng cụ thước đo Để đo chiều dài bút chì, em nên sử dụng loại thước hình 3.3 để thu kết xác hơn? Câu 4: Một bạn chuẩn bị thực đo khối lượng túi trái cân hình 3.4 Hãy sai số bạn mắc phải Từ nêu cách hạn chế sai số Phiếu học tập số Câu Cách xác định giá trị trung bình? Xác định sai số tuyệt đối lần đo, sai số tuyệt đối trung bình, sai số dụng cụ đại lượng cần đo, từ xác định sai số tuyệt đối phép đo? Câu Cách xác định sai số tương đối? Sai số tương đối cho biết điều gì? Câu Cách ghi giá trị x đại lượng vật lí kèm sai số? Câu Nêu cách xác định sai số phép đo gián tiếp trường hợp: a Sai số tuyết đối tổng hay hiệu b Sai số tương đối tích thương Câu Định nghĩa chữ số có nghĩa? Nêu quy tắc làm tròn số viết kết quả? 29 Phiếu học tập số Câu 1: Phép đo thời gian hết quảng đường S cho giá trị trung bình t = 2,2458s, với sai số phép đo tính Δt = 0,00256s Hãy viết kết qủa phép đo trường hợp này: a Δt lấy chữ số có nghĩa b Δt lấy chữ số có nghĩa Câu 2: Giả sử chiều dài hai đoạn thẳng có giá trị đo a = 51  cm b = 49  cm Trong đại lượng tính theo cách sau đây, đại lượng có sai số tương đối lớn nhất: A a + b B a – b C a x b D a/b Câu 3: Dùng thước có ĐCNN mm đồng hồ đo thời gian có ĐCNN 0,01s để đo lần thời gian chuyển động xe đồ chơi chạy pin từ điểm A (v A = 0) đến điểm B (Hình 3.1) Ghi giá trị vào Bảng 3.1 trả lời câu hỏi Lần đo (n) s (m) t (s) s (m) t (s) Trung bình … … … … a Nguyên nhân gây sai khác lần đo? b Tính sai số tuyệt đối phép đo s, t điền vào Bảng 3.1 c Sai số tuyệt đối phép đo: Viết kết đo: d Tính tốc độ trung bình: e Tính sai số tỉ đối: ; ;  f Viết kết tính v: Học sinh - Ơn lại kiến thức phép đo học THCS - Xem trước Đơn vị sai số vật lí - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Ơn lại cũ, tạo tình phát biểu vấn đề để tìm hiểu sai số phép đo đại lượng vật lí (thời gian… ) a Mục tiêu - Ơn tập kiến thức cũ - Kích thích tị mị, hứng thú tìm hiểu nội dung kiến thức b Nội dung - Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c Sản phẩm - Sự tị mị, hứng thú tìm hiểu nội dung kiến thức học sinh kết trả lời phiếu học tập số 1: Câu 1: Để đảm bảo an tồn sử dụng thiết bị phịng thực hành, ta cần lưu ý: + Đọc kĩ hướng dẫn kí hiệu thiết bị + Thực nghiêm túc quy định an tồn phịng thực hành Câu 2: 30 a Bình khí nén áp suất cao b Cảnh báo tia laser c Nhiệt độ cao d Nơi có từ trường cao e Dụng cụ để đứng f Tránh ánh nắng mặt trời g Dụng cụ dễ vỡ h Không phép bỏ vào thùng rác i Lưu ý cẩn thận k Chất độc sức khỏe l Chất dễ cháy m Chất độc môi trường n Chất ăn mòn o Nơi nguy hiểm điện p Nơi cấm lửa q Nơi có chất phóng xạ r Lối thoát hiểm Câu 3: Các biện pháp an tồn sử dụng điện tương ứng với hình vẽ: a Tránh sử dụng thiết bị điện sạc b Trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ cá nhân c Lắp đặt vị trí cầu dao, cầu chì, cơng tắc, ổ điện quy định d Không dùng tay ướt nhiều mồ hôi sử dụng dây điện e Giữ khoảng cách an toàn với nguồn điện f Tránh xa nơi điện nguy hiểm g Dây điện bị sờn: cầm tay trần vào dây điện mà khơng có đồ bảo hộ  dễ bị giật điện h Chiếu tia laser: mắt nhìn trực tiếp vào tia laser gây nguy hiểm cho mắt i Để kẹp điện gần nhau: gây chập điện k Để kẹp điện gần nhau: gây chập điện l Khơng đeo găng tay cao su làm thí nghiệm với nhiệt độ cao: có nguy bị bỏng d Tổ chức thực Bước thực Nội dung bước Bước 1: GV - Giáo viên kiểm tra cũ thông trò chơi liên quan đến phiếu học tập số giao nhiệm vụ - Giáo viên đặt vấn đề  Khơng có phép đo cho ta kết thực đại lượng cần đo mà ln có sai số Ta gặp phải loại sai số cách hạn chế chúng sao? Ta tìm hiểu điều qua hơm Bước 2: HS thực Học sinh tiếp nhận vấn đề nhiệm vụ Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1 Tìm hiểu phép đo trực tiếp phép đo gián tiếp (thời gian……) a Mục tiêu - Phát biểu định nghĩa phép đo đại lượng vật lí, phép đo trực tiếp phép đo gián tiếp - Phân biệt phép đo trực tiếp phép đo gián tiếp b Nội dung - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm A PHÉP ĐO TRỰC TIẾP VÀ PHÉP ĐO GIÁN TIẾP - Phép đo đại lượng vật lý phép so sánh chúng với đại lượng loại quy ước làm đơn vị - Phép đo trực tiếp: giá trị đại lượng cần đo đọc trực tiếp dụng cụ đo (ví dụ đo khối lượng cân, đo thể tích bình chia độ) - Phép đo gián tiếp: giá trị đại lượng cần đo xác định thông qua đại lượng đo trực tiếp (ví dụ đo khối lượng riêng) d Tổ chức thực Bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - Giáo viên chiếu video minh họa phép đo: Dùng bình chia độ nhiệm vụ để đo thể tích vật, dùng cân để đo khối lượng vật, thông báo cho HS đâu dụng cụ đo, đâu phép đo - Từ đó, GV chuyển giao nhiệm vụ Yêu cầu HS đọc mục I trang 17 SGK trả lời câu hỏi phiếu học tập số 31 Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Phiếu học tập số Câu 1: Phép đo đại lượng vật lý phép so sánh chúng với đại lượng loại quy ước làm đơn vị - Phép đo trực tiếp: giá trị đại lượng cần đo đọc trực tiếp dụng cụ đo (ví dụ đo khối lượng cân, đo thể tích bình chia độ) - Phép đo gián tiếp: giá trị đại lượng cần đo xác định thông qua đại lượng đo trực tiếp (ví dụ đo khối lượng riêng, đo vận tốc) Câu 2: Từ cơng thức tính tốc độ: Ta có phương án đo tốc độ chuyển động xe ô tô đồ chơi: - Dụng cụ: ô tô đồ chơi, thước, đồng hồ bấm giây - Cách tiến hành: + Chọn vạch xuất phát làm mốc, cho ô tô bắt đầu chuyển động + Dùng đồng hồ bấm giây để xác định thời gian từ lúc ô tô bắt đầu chuyển động đến ô tô dừng lại + Dùng thước đo quãng đường từ vạch xuất phát đến điểm ô tô dừng lại a Để đo tốc độ chuyển động xe cần đo đại lượng là: Thời gian (t) quãng đường (s) b Xác định tốc độ chuyển động xe công thức: c Phép đo thời gian quãng đường phép đo trực tiếp chúng đo dụng cụ đo đồng hồ thước Kết phép đo đọc trực tiếp dụng cụ đo d Phép đo tốc độ phép đo gián tiếp xác định thơng qua cơng thức liên hệ với đại lượng đo trực tiếp quãng đường thời gian - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1 Bước 4: GV kết luận nhận định Hoạt động 2.2 Tìm hiểu sai số phép đo cách hạn chế (thời gian… ) a Mục tiêu - Nắm khái niệm sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên, khái niệm tuyệt đối sai số tương đối - Hiểu nhận dạng chữ số có nghĩa cách ghi kết phép đo có sai số - Biết cách xác định sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên phân biệt hai loại sai số - Biết tính sai số tuyệt đối, sai số tương đối - Biết cách viết kết phép đo, với số chữ số có nghĩa cần thiết - Biết sử dụng số dụng cụ thí nghiệm để đo độ dài, lực, thời gian, nhiệt độ, khối lượng… - Biết xác định sai số phép đo gián tiếp b Nội dung - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm B SAI SỐ TRONG PHÉP ĐO Phân loại sai số: + Sai số hệ thống: sai số có tính quy luật lặp lại tất lần đo Sai số hệ thống thường xuất phát từ dụng cụ đo (ví dụ: khơng hiệu chỉnh dụng cụ số 0…) Ngoài sai số 32 hệ thống xuất phát từ độ chia nhỏ dụng cụ đo (gọi sai số dụng cụ, thường xác định nửa độ chia nhỏ nhất)  Sai số hệ thống hạn cách hiệu chỉnh dụng cụ trước đo, lựa chọn dụng cụ đo phù hợp, thao tác đo cách + Sai số ngẫu nhiên: sai số xuất phát từ sai xót, phản xạ người làm thí nghiệm từ yếu tố ngẫu nhiên bên Sai số thường có ngun nhân khơng rõ ràng dẫn đến phân tán kết đo xung quanh giá trị trung bình  Sai số ngẫu nhiên hạn chế cách: thực phép đo nhiều lần lấy giá trị trung bình để hạn chế phân tán số liệu đo Cách xác định sai số phép đo + Giá trị trung bình đại lượng cần đo tiến hành phép đo nhiều lần: + Sai số tuyệt đối ứng với lần đo xác định trị tuyệt đối hiệu giá trị trung bình giá trị lần đo: với giá trị lần đo thứ i + Sai số tuyệt đối trung bình n lần đo xác định theo công thức + Sai số tuyệt đối phép đo cho biết phạm vi biến thiên giá trị đo tổng sai số ngẫu nhiên sai số dụng cụ: Trong sai số dụng cụ thường xem có giá trị độ chia nhỏ với dụng cụ đơn giản thước kẻ, cân bàn, bình chia độ,… + Sai số tỉ đối: xác định tỉ số hai số tuyệt đối giá trị trung bình đại lượng cần đo theo công thức Sai số tỉ đối cho biết mức độ xác phép đo Cách xác định sai số phép đo gián tiếp Nguyên tắc xác định sai số phép đo gián tiếp sau: + Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng: Nếu + Sai số tương đối tích thương tổng sai số tương đối thừa số: Nếu Cách ghi kết đo Khi tiến hành đo đạc, giá trị x đại lượng vật lí thường ghi dạng Lưu ý: + Các chữ số có nghĩa gồm: Các chữ số khác 0, chữ số không nằm hai chữ số khác nằm bên phải dấu thập phân chữ số khác khơng + Quy tắc làm trịn số: * Nếu chữ số hàng bỏ nhỏ chữ số bên trái giữ nguyên * Nếu chữ số hàng bỏ lớn chữ số bên trái tăng thêm đơn vị d Tổ chức thực Bước thực Nội dung bước Bước - GV chuyển giao nhiệm vụ Yêu cầu HS đọc mục II.1 trang 17 SGK trả lời câu hỏi phiếu học tập số Bước Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Bước Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu 1: a Chưa đặt đầu bút vạch số 33 Bước Bước Bước b Hướng đặt mắt quan sát chưa c Chưa hiệu chỉnh cân đến vạch số Câu 2: Dựa vào nguyên nhân gây sai số, ta phân làm loại sai số: + Sai số hệ thống: sai số có tính quy luật lặp lại tất lần đo Sai số hệ thống thường xuất phát từ dụng cụ đo (ví dụ: khơng hiệu chỉnh dụng cụ số 0…) Ngồi sai số hệ thống cịn xuất phát từ độ chia nhỏ dụng cụ đo (gọi sai số dụng cụ, thường xác định nửa độ chia nhỏ nhất)  Sai số hệ thống hạn chế cách: + Ta chọn dụng cụ đo xác có độ chia nhỏ giới hạn đo phù hợp + Trước đo phải hiệu chỉnh lại dụng cụ - Sai số ngẫu nhiên: sai số xuất phát từ sai xót, phản xạ người làm thí nghiệm từ yếu tố ngẫu nhiên bên Sai số thường có ngun nhân khơng rõ ràng dẫn đến phân tán kết đo xung quanh giá trị trung bình Sai số ngẫu nhiên hạn chế cách: thực phép đo nhiều lần lấy giá trị trung bình để hạn chế phân tán số liệu đo Câu 3: Sai số dụng cụ thước đo a: 0,5cm; thước đo b: 0,05cm  Để đo chiều dài bút chì, nên sử dụng loại thước hình 3.3b để thu kết xác Câu 4: Những sai số bạn mắc phải: + Sai số dụng cụ  Phải hiệu chỉnh trước cân + Đĩa cân bị lệch  Đặt đĩa cân thăng + Đặt mắt nhìn chưa  Đặt mắt quan sát trực diện với vị trí kim đồng hồ - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên nhận xét câu trả lời, nhấn mạnh lại nội dung cần nắm - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS đọc mục II.2, II.3, II.4 SGK trang 18 trả lời câu hỏi phiếu học tập số Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày Câu Giá trị trung bình đại lượng cần đo tiến hành phép đo nhiều lần: - Sai số tuyệt đối ứng với lần đo: với giá trị lần đo thứ i Sai số tuyệt đối trung bình n lần đo xác định theo công thức - Sai số dụng cụ thường xem có giá trị độ chia nhỏ với dụng cụ đơn giản thước kẻ, cân bàn, bình chia độ, - Sai số tuyệt đối phép đo cho biết phạm vi biến thiên giá trị đo tổng sai số ngẫu nhiên sai số dụng cụ: Câu Sai số tương đối: Sai số tương đối cho biết mức độ xác phép đo Câu Giá trị x đại lượng vật lí thường ghi dạng 34 Câu - Sai số tuyết đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng: Nếu - Sai số tương đối tích thương tổng sai số tương đối thừa số: Nếu Câu Các chữ số có nghĩa gồm: Các chữ số khác 0, chữ số không nằm hai chữ số khác nằm bên phải dấu thập phân chữ số khác không - Quy tắc làm tròn số: + Nếu chữ số hàng bỏ nhỏ chữ số bên trái giữ nguyên + Nếu chữ số hàng bỏ lớn chữ số bên trái tăng thêm đơn vị - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2 Hoạt động 3: Luyện tập (thời gian… ) a Mục tiêu - HS hệ thống hóa kiến thức vận dụng giải tập liên quan đến nội dung b Nội dung - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm - Kiến thức hệ thống hiểu sâu định nghĩa d Tổ chức thực Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao Giáo viên hệ thống lại nội dung cần nắm hướng dẫn thêm bước làm nhiệm vụ tốn tính sai số: a Với phép đo trực tiếp: B1: Tính giá trị trung bình A B2: Tính sai số lần đo Ai B3: Tính tổng sai số A (thêm sai số dụng cụ) B4: Ghi kết A b Với phép đo gián tiếp: B1: Tính giá trị trung bình F theo cơng thức B2: Tính sai số - Nếu - Nếu  v B3: Ghi kết - Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS làm tập phiếu học tập số Bước 2: HS thực Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo Báo cáo kết thảo luận luận - Đại diện nhóm trình bày Câu 1: a t = (2,246 ± 0,003) s b t = (2,2458 ± 0,0026)s Câu 2: A B C & D 35  Đáp án: B Câu 3: a Nguyên nhân gây sai khác lần đo là: - Do đặc điểm cấu tạo dụng cụ đo - Do điều kiện làm thí nghiệm chưa chuẩn - Do thao tác đo Lần đo (n) s (m) t (s) s (m) 0,649 0,0024 3,49 0,651 0,0004 3,51 0,654 0,0026 3,54 0,653 0,0016 3,53 0,650 0,0014 3,50 Trung bình 0,6514 0,00168 3,514 b Sai số tuyệt đối phép đo: t (s) 0,024 0,004 0,026 0,016 0,014 0,0168 += c Viết kết đo: 0,6514 ± 0,00218(m) 3,514 ± 0,0218(s) d Tính tốc độ trung bình: e Tính sai số tỉ đối: ; ;  f Viết kết tính v: - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước 4: GV kết luận Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học nhận định sinh + Ưu điểm: ……… + Nhược điểm cần khắc phục: ……… Hoạt động 4: Vận dụng (thời gian…….) a Mục tiêu - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung - Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm - Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực Nội dung Về nhà ơn lại nội dung bài, đọc phần Em có biết làm Ơn tập phần Em SGK trang 19 Nội dung Câu 1: Một người đo chiều dài sách l = 22  1cm Người thứ hai đo Mở rộng quãng đường từ SG đến Ban Mê Thuột s = 440  km Người đo xác hơn? Kết quả: Ta có:  Người đo quãng đường xác Câu 2: Xác định diện tích mặt trịn thơng qua phép đo trực tiếp đường kính d Biết d = 50,6  0,1mm Giải: Có:S = d2/4  Sai số tỉ đối phép đo: 36 Ta phải lấy  cho: < 0,04%   = 3,142 Câu 3: Cho bảng số liệu: Độ chia nhỏ đồng hồ 0,001s a Viết kết thời gian? Phép đo trực tiếp hay gián tiếp? b Cho Viết kết gia tốc trọng trường? Giải: a + +  Kết thời gian:  Phép đo trực tiếp dựa vào đồng hồ b + +   Kết gia tốc g: Xem trước 4: Độ dịch chuyển quãng đường Nội dung 3: Chuẩn bị IV ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) V KÝ DUYỆT Ngày…tháng…năm… BGH nhà trường TTCM Giáo viên 37 ... dụng cụ đo - Do điều kiện làm thí nghiệm chưa chuẩn - Do thao tác đo Lần đo (n) s (m) t (s) s (m) 0,649 0,0024 3, 49 0,651 0,0004 3, 51 0,654 0,0026 3, 54 0,6 53 0,0016 3, 53 0,650 0,0014 3, 50 Trung... xuất phương án hạn chế sai số thực phép đo? Câu 3: Quan sát hình 3. 3, em xác định sai số dụng cụ thước đo Để đo chiều dài bút chì, em nên sử dụng loại thước hình 3. 3 để thu kết xác hơn? Câu 4: Một... tuyệt đối sai số tương đối - Hiểu nhận dạng chữ số có nghĩa cách ghi kết phép đo có sai số - Biết cách xác định sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên phân biệt hai loại sai số - Biết tính sai số tuyệt