BÀI 3 SAI số TRONG PHÉP đo THỰC HÀNH vật lý

SAI SỐ TRONG PHÉP ĐO THỰC HÀNH VẬT LÝ I Hệ đơn vị SI, đơn vị đơn vị dẫn xuất  Trong khoa học có nhiều đơn vị sử dụng, thơng dụng hệ đơn vị đo lường quốc tế SI (Système International d’unités) xây dựng sở đơn vị Bảng 3.1 Các đơn vị hệ SI STT Đơn vị Mét Kilôgam Giây Kelvin Ampe Mol Candela Kí hiệu m kg s K A mol cd Đại lượng Chiều dài Khối lượng Thời gian Nhiệt độ Cường độ dòng điện Lượng chất Cường độ ánh sáng  Ngoài đơn vị bản, đơn vị lại gọi đơn vị dẫn xuất Mỗi đơn vị dẫn xuất phân tích thành đơn vị dựa vào mối liên hệ đại lượng tương ứng II Các phép đo vật lí  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) III Các loại sai số phép đo a Sai số hệ thống + Sai số hệ thống sai số có tính quy luật lặp lại tất lần đo Sai số hệ thống làm cho giá trị đo tăng giảm lượng định so với giá trị thực + 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: hiệu chỉnh dụng cụ trước đo, lựa chọn dụng cụ đo phù hợp, thao tác đo cách b Sai số ngẫu nhiên + 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 IV Cách biểu diễn sai số phép đo  B1: Tính giá trị trung bình đại lượng cần đo tiến hành phép đo nhiều lần:  B2: Sai số tuyệt đối ứng với lần đo:  Sai số tuyệt đối trung bình n lần đo xác định theo công thức  Sai số tuyệt đối phép đo: 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,…  B3: Giá trị A đại lượng vật lí thường ghi dạng  B4: Sai số tương đối (tỉ đối) xác định tỉ số sai số tuyệt đối giá trị trung bình đại lượng cần đo theo công thức Sai số tương đối (tỉ đối) cho biết mức độ xác phép đo V Nguyên tắc xác định sai số phép đo gián tiếp Xác định sai số phép đo gián tiếp sau:  Sai số tuyết đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng: Nếu  Sai số tương đối (tỉ đối) tích thương tổng sai số tương đối (tỉ đối) thừa số: Nếu VI Lưu ý:  Các chữ số có nghĩa gồm: Các chữ số khác 0, chữ số nằm hai chữ số khác nằm bên phải dấu thập phân chữ số khác không  Quy ước viết giá trị: Sai số tuyệt đối A thường viết đến hai chữ số có nghĩa Cịn giá trị trung bình viết đến bậc thập phân tương ứng Ví dụ: s = 1,52723 m; s = 0,002 m thì: s = (1,527  0,002) m BÀI TẬP Câu Điền từ thích hợp vào chỗ trống Câ Đơn vị Kí hiệu u Đại lượng a mét b c ……… ……… d kelvin e ……… ……… candela f g ………… kg ………… ………… A ………………… ………… ………… Lượng chất ………………… Thời gian ………………… ………………… …………………  Lời giải: Câu a mét – m – chiều dài b Kilogam – kg – khối lượng c Giây – s – thời gian d Kelvin – K – nhiệt độ e Ampe – A – cường độ dòng điện f mol – mol – lượng chất g candela – cd – cường độ ánh sáng Câu Hãy điền vào chổ trống đại lượng thứ nguyên số đơn vị sau Đại lượng Thứ nguyên Chiều dài ……… Khối lượng ……… Thời gian ……… Cường độ dòng điện ……… Nhiệt độ ………  Lời giải: Câu L – M – T – I - K Thứ nguyên đại lượng quy luật nêu lên phụ thuộc đơn vị đo đại lượng vào đơn vị Ví dụ: Biểu thức tính khối lượng riêng: ρ = m/V Ta có thứ nguyên khối lượng m M, thứ nguyên thể tích V L3  Thứ nguyên khối lượng riêng ρ M.L-3  Đơn vị ρ hệ SI kg/m3 Câu Bảng thể kết đo khối lượng túi trái cân đồng hồ Em xác định sai số tuyệt đối ứng với lần đo, sai số tương đối phép đo Biết sai số dụng cụ 0,1 kg Lần đo m (kg) m (kg) 4,2 4,4 4,4 4,2 Trung bình Sai số tuyệt đối phép đo: Sai số tương đối phép đo: Kết phép đo:  Lời giải: Giá trị trung bình khối lượng túi trái là: Sai số tuyệt đối ứng với lần đo là: Sai số tuyệt đối trung bình phép đo: Sai số tuyệt đối phép đo là: Sai số tương đối phép đo là: Kết phép đo: Câu Một người đo chiều dài sách l = 22  1cm Người thứ hai đo quãng đường từ SG đến Ban Mê Thuột s = 440  km Người đo xác hơn?  Lời giải: Ta có:  Người đo qng đường xác TRẮC NGHIỆM Câu Sai số loại trừ trước đo? A Sai số hệ thống B Sai số ngẫu nhiên C Sai số dụng cụ D Sai số tuyệt đối Câu Chọn ý sai? Sai số hệ thống A sai số cấu tạo dụng cụ gây B sai số điểm ban đầu dụng cụ đo bị lệch C tránh khỏi đo D chịu tác động yếu tố ngẫu nhiên bên Câu Phép đo đại lượng vật lý A sai xót gặp phải đo đại lượng vật lý B sai số gặp phải dụng cụ đo đại lương vật lý C phép so sánh với đại lượng loại quy ước làm đơn vị D công cụ đo đại lượng vật lý thước, cân…vv Câu Chọn phát biểu sai ? A Phép đo trực tiếp phép so sánh trực tiếp qua dụng cụ đo B Các đại lượng vật lý ln đo trực tiếp C Phép đo gián tiếp phép đo thông qua từ hai phép đo trực tiếp trở lên D Phép đo gián tiếp thông qua công thức liên hệ với đại lượng đo trực tiếp Câu 5: Trong đơn vị SI, đơn vị đơn vị dẫn xuất ? A mét(m) B giây (s) C mol(mol) D Vôn (V) Câu Chọn phát biểu sai? Sai số dụng cụ ΔA’ A lấy nửa độ chia nhỏ dụng cụ B Lấy độ chia nhỏ dụng cụ C tính theo cơng thức nhà sản xuất quy định D loại trừ đo cách hiệu chỉnh đo Câu Người ta bỏ qua sai số dụng cụ phép đo không gồm yếu tố sau đây? A Công thức xác định đại lượng đo gián tiếp tương đối phức tạp B Các dụng cụ đo trực tiếp có độ xác tương đối cao C Sai số phép đo chủ yếu gây yếu tố ngẫu nhiên D Trong công thức xác định sai số gián tiếp có chứa số Câu Cho số 13,1; 13,10; 1,3.103; 1,30.103; 1,3.10-3; 1,30.10-3 a Có số có hai chữ số có nghĩa ? 1,3.103 ; 1,3.10-3 A B C D b Có số có ba chữ số có nghĩa ? 13,1 ; 1,30.103 ; 1,30.10-3 A B C D c Có số có bốn chữ số có nghĩa ? 13,10 A B C D Nguyên tắc đếm số chữ 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 khơng số “0” số có nghĩa Các số 2004; 40,67; 1,503 → có số có nghĩa; c) Những số “0” xuất trước tất số không số “0” nghĩa Các số 0,0062; 0,32; 0,000094 → có số có nghĩa; d) Những số “0” cuối số bên phải dấu phảy 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 nguyên tính vào số có nghĩa Số 1064 = 1,064 103 → có số có nghĩa Câu Để đo chu vi ngồi miệng cốc hình vẽ Em dùng thước để đo: A thước dây B thước kẹp C com pa D thước thẳng Câu 10 Để đo độ sâu cốc hình vẽ Em dùng thước để đo: A thước dây B thước kẹp C com pa D thước thẳng Câu 11 Để đo đường kính phần thân cốc đáy cốc hình vẽ Em dùng thước để đo: A thước dây B thước kẹp C com pa D thước thẳng Câu 12 Để đo độ dày miệng cốc hình vẽ Em dùng thước để đo: A thước dây B thước kẹp C com pa D thước thẳng Câu 13 Để xác định thành tích vận động viên chạy 100 m người ta phải sử dụng loại đồng hồ sau đây? A Đồng hồ lắc B Đồng hồ hẹn C Đồng hồ bấm giây D Đồng hồ đeo tay Câu 14 GHĐ ĐCNN nhiệt kết hình vẽ A 50 0C 10C B 50 0C 20C C Từ 200C đến 500C 10C D Từ 200C đến 500C 20C Câu 15 Bảng ghi tên loại nhiệt kế nhiệt độ ghi thang đo chúng Loại nhiệt kế Thang nhiệt độ Rượu Từ - 300C đến 600C Thủy ngân Từ - 100C đến 1100C Kim loại Từ 00C đến 4000C Y tế Từ 340C đến 420C a Phải dùng loại nhiệt kế để đo nhiệt độ bàn là: A Nhiệt kế kim loại B Nhiệt kế y tế C Nhiệt kế thủy ngân D Nhiệt kế rượu b Phải dùng loại nhiệt kế để đo nhiệt độ thể người: A Nhiệt kế kim loại B Nhiệt kế y tế C Nhiệt kế thủy ngân D Nhiệt kế rượu c Phải dùng loại nhiệt kế để đo nhiệt độ khơng khí phịng: A Nhiệt kế kim loại B Nhiệt kế y tế C Nhiệt kế thủy ngân D Nhiệt kế rượu d Phải dùng loại nhiệt kế để đo nhiệt độ nước sôi: A Nhiệt kế kim loại B Nhiệt kế y tế C Nhiệt kế thủy ngân D Nhiệt kế rượu Câu 16 Đơn vị đo độ dài hệ thống đo lường thức nước ta A đềximét (dm) B mét (m) C centimét (cm) D milimét (mm) Câu 17 Giới hạn đo thước A chiều dài lớn ghi thước C chiều dài hai vạch liên tiếp thước B chiều dài nhỏ ghi thước D chiều dài hai vạch chia nhỏ thước Câu 18 Độ chia nhỏ thước A giá trị cuối ghi thước B giá trị nhỏ ghi thước C chiều dài hai vạch chia liên tiếp thước D Cả ba đáp án sai Câu 19 Một hộp cân có cân loại g, g, 10 g, 50 g, 200 g, 200 mg, 500 g, 500 mg Để cân vật có khối lượng 257,5 g sử dụng cân nào? A 200 g, 200 mg, 50 g, g, 50 g B g, g, 50 g, 200 g, 500 mg C g, g, 10 g, 200 g, 500 g D g, g, 10 g, 200 mg, 500 mg Câu 20 Khi đo nhiều lần thời gian chuyển động viên bi mặt phẳng nghiêng mà thu nhiều giá trị khác nhau, giá trị sau lấy làm kết phép đo? A Giá trị lần đo cuối B Giá trị trung bình giá trị lớn giá trị nhỏ C Giá trị trung bình tất giá trị đo D Giá trị lặp lại nhiều lần Câu 21 Nhiệt kết thủy ngân đo nhiệt độ nhiệt độ sau? A Nhiệt độ nước đá B Nhiệt độ thể người C Nhiệt độ khí D Nhiệt độ lò luyện kim Câu 22 Cho bước sau: (1) Thực phép đo nhiệt độ (2) Ước lượng nhiệt độ vật (3) Hiệu chỉnh nhiệt kế (4) Lựa chọn nhiệt kế phù hợp (5) Đọc ghi kết đo Các bước thực đo nhiệt độ vật là: A (2), (4), (3), (1), (5) B (1), (4), (2), (3), (5) C (1), (2), (3), (4), (5) D (3), (2), (4), (1), (5) Câu 23 Một học sinh tiến hành đo gia tốc rơi tự phịng thí nghiệm theo hướng dẫn SGKVL 10CB Phép đo gia tốc RTD học sinh cho giá trị trung bình sau nhiều lần đo = 9,7166667m/s2 với sai số tuyệt đối tương ứng Δ = 0,0681212 m/s Kết phép đo biễu diễn A g = 9,72 ± 0,068 m/s2 B g = 9,7 ± 0,1 m/s2 C g = 9,72 ± 0,07 m/s2 D g = 9,717 ± 0,068 m/s2 Câu 24 Đường kính sợi dây đo thước pame lần đo 2,620cm; 2,625cm; 2,630cm; 2,628cm 2,626cm Bỏ qua sai số dụng cụ Sai số tỉ đối A 0,1% B 0,2% C 0,3% D 0,4% = = 2,6258 cm d1 = 0,0058; d2 = 0,0008; d3 = 0,0042; d4 = 0,0022; d5 = 0,0002 = 0,00264 = d d = 100% = 0,1% Câu 25 Để xác định tốc độ vật chuyển động đều, người đo quãng đường vật (16,0 0,4)m khoảng thời gian s Tốc độ vật A m/s B m/s C m/s D m/s = = = = 4m/s = = s + t = 100% + 100% = 7,5% = = 0,3 Câu 26 Trong thực hành, gia tốc RTD tính theo cơng thức g = 2h/t Sai số tỉ đối phép đo tính theo cơng thức nào? A B C D Câu 27 Để xác định gia tốc chuyển động thẳng biến đổi đều, học sinh sử dụng đồng hồ bấm thước mét để xác định thời gian t đo quãng đường , sau xác định công thức Kết cho thấy Gia tốc bằng: A m/s2 B m/s2 C m/s2 D m/s2 a = = = = 0,23m/s = L + 2t = 100% + 100% 9,8% = 0,02 Câu 28 Dùng thước thẳng có giới hạn đo 20cm độ chia nhỏ 0,5cm để đo chiều dài bút máy Nếu bút có độ dài cỡ 15cm phép đo có sai số tuyệt đối sai số tỷ đối A l = 0,25cm; B l = 0,5cm; C l = 0,25cm; D l = 0,5cm; l = ĐCNN = 0,25cm 100% 1,67% Câu 29 Dùng thước có chia độ đến milimét 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 = (mm) B d = (m) C d = (mm) D d = (m) d = + ddc = + = 1mm = 0,001m Câu 30 Dùng thước chia độ đến milimét để đo khoảng cách l hai điểm A, B có kết đo 600 mm Lấy sai số dụng cụ độ chia nhỏ Cách ghi sau khơng với số chữ số có nghĩa phép đo? A ℓ = (6,00 ± 0,01) dm C ℓ = (60,0 ± 0,1) cm B ℓ = (0,6 ± 0,001) m D ℓ = (600 ± 1) mm  ... nhiên D Trong công thức xác định sai số gián tiếp có chứa số Câu Cho số 13, 1; 13, 10; 1 ,3. 1 03; 1 ,30 .1 03; 1 ,3. 10 -3; 1 ,30 .10 -3 a Có số có hai chữ số có nghĩa ? 1 ,3. 1 03 ; 1 ,3. 10 -3 A B C D b Có số có... chữ số có nghĩa ? 13, 1 ; 1 ,30 .1 03 ; 1 ,30 .10 -3 A B C D c Có số có bốn chữ số có nghĩa ? 13, 10 A B C D Nguyên tắc đếm số chữ số có nghĩa: a) Tất chữ số khơng số “0” phép đo số có nghĩa Các số 23, 4;... có:  Người đo quãng đường xác TRẮC NGHIỆM Câu Sai số loại trừ trước đo? A Sai số hệ thống B Sai số ngẫu nhiên C Sai số dụng cụ D Sai số tuyệt đối Câu Chọn ý sai? Sai số hệ thống A sai số cấu tạo