Ôn tập vật lý 10 bài 22 thực hành

TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT Chương III: ĐỘNG LỰC HỌC Bài 22: THỰC HÀNH TỔNG HỢP LỰC I TÓM TẮT LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM Tổng hợp lực đồng quy: (Xem lại lí thuyết 13 tài liệu này) Tổng hợp lực phép thay lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt lực Lực thay gọi hợp lực, lực thay gọi lực thành phần    F F1  F2  Tổng hợp lực song song: (Xem lại lí thuyết 13 tài liệu này) Lực tổng hợp hai lực song song chiều lực: Song song, chiều có độ lớn tổng độ lớn hai lực thành phần Có giá nằm mặt phẳng hai lực thành phần, chia khoảng cách hai giá hai lực song song thành đoạn tỉ lệ nghịch với độ lướn hai lực F1 d  F2 d1 Sai số phép đo: (Xem lại lí thuyết tài liệu này) a) Tổng hợp lực đồng quy: * Dụng cụ TN: - Bảng thép (1) - Hai lực kế ống N, có đế nam châm (2) - Thước đo góc có độ chia nhỏ in mica suốt (3) - Một đế nam châm có móc để buộc dây cao su (4) - Dây bền dây cao su (5) - Giá đỡ có trục P10 mm, cắm lên đế ba chân (6) - Bút dùng để đánh dấu * KQ thí nghiệm: Lần F1(N) F1(N) Góc α Ftn(N) Flt(N) F F F F  Ftn  Ftn3 F F F F  Flt  Flt3 Ftn  tn1 tn tn3 Ftn  tn1 Flt  lt1 lt lt3 Flt  lt1 3 3 b) Tổng hợp lực song song: * Dụng cụ TN: - Bảng thép - Hai lò xo xoắn chịu lực kéo tối đa N, dài khoảng 60 mm - Thanh treo nhẹ, cứng, dài 400 mm Trên có gắn thước ba trượt có gắn móc treo - Các nặng có khối lượng 50 g - Hai đế nam châm để gắn lị xo - Giá đỡ có trục 10 mm, cắm lên để ba chân - Bút dùng để đánh dấu * KQ thí nghiệm: Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH Lần F1(N) F1(N) AB F OAtn OAlt OA tn1  OA tn  OA tn3 OA tn1  OA tn  OA tn3 OA tn  3 II PHÂN LOẠI BÀI TẬP OA tn  Dạng 1: Các bước làm thí nghiệm 1.1: Phương pháp giải * Các bước TN_Xác định hợp lực lực có giá đồng quy: A - Xác định hai lực thành phần Đặt thép lên giá đỡ Gắn đế nam châm có móc buộc sợi dây cao su vào móc Buộc Sợi dây vào dây cao su Móc hai lực kế vào đầu cịn lại sợi gắn hai lực kế lên bảng Gắn thước đo góc lên bảng nam châm Di chuyển hai lực kế cho dây cao su đoạn dây song song với mặt phẳng tâm thước trùng với giao điểm sợi dây dây cao su Đánh dấu lên bảng sắt điểm A đầu dây cao su, phương hai lực F1 F2 hai lực kế tác dụng vào dây Ghi số liệu từ số hai lực kế góc α hai lực vào bảng Lặp lại bước thí nghiệm 3, 4, hai lần Ghi số liệu vào bảng B – Xác định lực tổng hợp hai lực F1, F2 thí nghiệm Tháo lực kế bố trí thí nghiệm lực kế Di chuyển lực kế cho đầu dây cao su trùng điểm A đánh dấu ghi giá trị lực F vào Bảng Lặp lại bước hai lần C - Xác định lực tổng hợp theo lí thuyết 10 Tính giá trị lực tổng hợp theo định lí hàm số cosin ghi vào bảng * Các bước TN_Xác định hợp lực song song chiều: Gắn hai đế nam châm lên bảng thép, sau treo kim loại lên hai đế nam châm hai lò xo Treo nặng vào hai trượt có gắn móc treo lên kim loại Dùng bút đánh dấu vị trí vị trí A, B lên bảng thép Ghi lại giá trị trọng lượng F F2 độ dài AB vào bảng Tháo nặng móc tất nặng dùng vào móc treo kim loại Điều chỉnh trượt cho vị trí kim loại trùng với vị trí ban đầu đánh dấu Ghi giá trị F tương ứng với trọng lượng nặng vào bảng Đo ghi giá trị độ dài OA, từ điểm O treo nặng tới A vào bảng Lặp lại bước thí nghiệm 2, 3, 4, 5, 6, thêm hai lần F1 d1 OB AB  OA lt   F d OA OA lt lt Tính giá trị OA theo lí thuyết cơng thức: điền vào bảng lt 1.2: Bài tập minh họa Bài 1: Nêu bước việc xác định hợp lực lực có giá đồng quy phương pháp thực nghiệm? Hướng dẫn giải: - Xác định hai lực thành phần - Xác định lực tổng hợp hai lực F1, F2 thí nghiệm - Xác định lực tổng hợp theo lí thuyết Bài 2: Gắn đế nam châm lên bảng thép, móc sợi dây cao su vào đế nam châm, đặt hai lực ké lên bảng thép móc hai lực kế vào đầu lại dây cao su Dịch chuyển hai lực kế để kéo dây cao su làm dây giãn khoảng thảo luận: F  F đồng quy? a Làm để hai lực  F  F lực  b Làm để thay tác dụng hai lực  F mà dây cao su giãn đoạn hướng ban đầu ? Trang TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT F  F 2? c Làm để xác định lực tổng hợp hai lực  Hướng dẫn giải: F  F đồng quy: Cách để  Di chuyển hai lực kế cho dây cao su đoạn dây song song với mặt phẳng Tâm O thước trùng với giao điểm sợi dây dây cao su Cách xác định lực thay hai lực thành phần: Đánh dấu lên bảng sắt điểm A đầu dây cao su Tháo lực kế Di chuyển lực kế lại cho đầu dây cao su trùng với điểm A đánh dấu Sau bố trí thí nghiệm câu ta ghi lại đáp án lực kế, số lực tổng hợp, thực thí nghiệm thêm lần 1.3: Bài tập vận dụng Bài 3: Nhận xét đánh giá kết thí nghiệm hợp lực lực có giá đồng quy a So sánh kết hợp lực thu lí thuyết thí nghiệm, rút kết luận b Em đề xuất phương án thí nghiệm khác để tiến hành thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy Hướng dẫn giải: a Kết hợp lực thu lí thuyết thí nghiệm gần => Kết luận: kết hợp lực thu thí nghiệm tuân thủ quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy b Đề xuất phương án thí nghiệm khác (1) Dụng cụ gồm: Bảng, hai ròng rọc động, Sợi dây chỉ, Các cân F  F2 (2) Biểu diễn lực thành phần  F  F cân với trọng lực  (3) Lực  F tổng hợp lực thành phần  F chùm cân (4) Đề xuất phương án xác định hợp lực F:   F F Đo độ lớn lực thành phần và góc hợp lực góc α Độ lớn lực dựa vào số cân treo Sử dụng cơng thức định lí hàm cosin tam giác xác định độ lớn F theo lí thuyết thơng qua: F=√ F21 + F 22+2 F F2 cosαα Đo độ lớn trọng lực P (thông qua số cân treo) gián tiếp xác định độ lớn hợp lực F theo thí nghiệm Dạng 2: Tính sai số phép đo 2.1 Phương pháp giải: * Nếu có đại lượng đo trực tiếp Bước 1: Tính giá trị trung bình đại lượng cần đo tiến hành phép đo nhiều lần (ít lần) A 1+ A 2+ + A n ´ A= n Bước 2: Tính sai số tuyệt đối ứng với lần đo: ´ ∆ A i=| A−A i| Bước 3: Tính sai số tuyệt đối trung bình n lần đo: ∆ A +∆ A2 + + ∆ A n ∆´A= n Sai số tuyệt đối trung bình tính cịn gọi sai số ngẫu nhiên Bước 4: Tính sai số tuyệt đối phép đo: ∆ A=∆´A+ ∆ A ht Trong đó, ∆ A ht sai số hệ thống Nếu sai số hệ thống sai số dụng cụ thường lấy nửa độ chia nhỏ dụng cụ Trang TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT Bước 5: Ghi giá trị phép đo: A= A´ ± ∆ A Bước 6: Tính sai số tỉ đổi phép đo: ∆A δAA = 100 % ´ A * Nếu đại lượng tính tổng hiệu đại lượng đo trực tiếp Bước 1: Tính sai số tuyệt đối phép đo trực tiếp (như trên) Bước 2: Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng Nếu H = X + Y – Z ∆H = ∆X + ∆Y + ∆Z 2.2 Bài tập minh họa: Bài 1: Thực phép tính viết kết số chữ số có nghĩa: a.230 + 12,5 + 0,75 b.2022 + 202,2 + 20,22 + 2,022 c.0,0025.365,25 d.5,25.e (e số tốn học, giá trị e tính đến chữ số thập phân 2,71828) Hướng dẫn giải Kết cuối phép tính cộng (trừ) có số chữ số thập phân với số hạng có chữ số thập phân sử dụng phép tính Kết cuối phép tính nhân (chia) có số chữ số a.243 b.2246 c.0,91 d.14,3 Bài 2: Kết đo chiều dài bàn ghi lại bảng Dụng cụ đo thước có ĐCNN đến 1mm Lần đo Chiều dài bàn 120,1 120,2 120,1 120,3 120,2 140,0 (cm) a.Lần đo cho kết thiếu tin cậy? b.Bỏ qua lần đo thiếu tin cậy, tính giá trị trung bình chiều dài bàn c.Tính sai số ngẫu nhiên (sai số tuyệt đối trung bình) phép đo Bỏ qua lần đo thiếu tin cậy d.Tính sai số tuyệt đối sai số tỉ đối phép đo Bỏ qua lần đo thiếu tin cậy Chỉ lấy sai số hệ thống sai số dụng cụ Hướng dẫn giải: a.Lần đo thứ cho kết thiếu tin cậy có giá trị lệch với lần đo khác nhiều b.Tính giá trị trung bình chiều dài bàn: Lần đo TB Chiều dài bàn 120,1 120,2 120,1 120,3 120,2 120,2 (cm) Giá trị trung bình tính 120,18 cm Tuy nhiên, thước đo có độ xác tới mm Do kết trung bình ghi có độ xác tới 0,1cm nên ta có kết trung bình 120,2 cm c.Tính sai số ngẫu nhiên (sai số tuyệt đối trung bình) phép đo Sai số ngẫu Lần đo TB (cm) nhiên (cm) Chiều dài 120,1 120,2 120,1 120,3 120,2 bàn (cm) 120,2 0,1 Sai số tuyệt đối lần 0,1 0,0 0,1 0,1 0,0 đo (cm) ∆ A +∆ A2 +…+ ∆ A5 Sai số tuyệt đối trung bình lần đo: ∆´A= =0,06 cm, nhiên ta lấy xác tới mm nên kết 0,1 cm d.Tính sai số tuyệt đối sai số tỉ đối phép đo Trang TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT Sai số tuyệt đối: ∆ A=∆´A+ ∆ A ht =∆´A+ ∆ A dc =0,1+0,1=0,2cm ∆A Sai số tỉ đối: δAA = ´ 100 % = 0,17% A Bài 3: Bảng sau ghi thời gian vật rơi hai điểm cố định Thời gian rơi (s) Lần Lần Lần Lần Lần 0,2027 0,2024 0,2023 0,2023 0,2022 a.Tính giá trị trung bình thời gian rơi b.Tìm sai số tuyệt đối trung bình Hướng dẫn giải Thời gian rơi (s) Thời gian rơi Sai số tuyệt trung bình (s) đối trung bình (s) Lần Lần Lần Lần Lần 0,2027 0,2024 0,2023 0,2023 0,2022 0,2023 0,001 0,004 0,001 0 0,001 Bài 4: Một người đo độ lớn lực F1 kết F1 =  0,1 N Người thứ hai đo độ lớn lực F2 kết F2 =  0,2 N Kết đo người có độ xác cao hơn? Hướng dẫn giải Δ F1 Δ F2 Ta có: δA F 1= ´ 100 %=3,3%δA F2= ´ 100 %=2,5 % F1 F2 Kết đo người thứ hai có độ xác cao Bài 5: Trong thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy Một bạn làm kết bảng dây: Lần F1 (N) F2 (N) Góc α (độ)) Ftn (N) 2,0 2,5 60 3,7 2,0 3,5 90 4,0 2,0 3,3 120 3,8 ´ ´ ´ ´ Hãy tính giá trị trung bình sai số: F tn=… ; ∆ Ftn … F ¿=…; ∆ F ¿ … Hướng dẫn giải Từ bảng kết quả, tính Flt dựa vào định lí hàm số cơsin: F ¿= √ F 21+ F 22 +2 F F cosαα Do công thức xác định Flt phức tạp, nên Flt tính sau lần đo, sau tính trung bình tính sai số ngẫu nhiên Từ bảng kết tính Flt sau lần đo: Lần F1 (N) F2 (N) Góc α (độ)) Ftn (N) Flt (N) 2,0 2,5 60 3,7 3,6 2,0 3,5 90 4,0 4,0 2,0 3,3 120 3,8 3,9 Tính giá trị trung bình sai số: Lần Ftn (N) Flt (N) 3,7 3,6 4,0 4,0 3,8 3,9 TB 3,8 3,8 Sai số 0,1 0,2 Ta có: F tn1 + F tn2 + Ftn F´ tn= =3,8 N F ¿1+ F ¿ 2+ F ¿3 F´ ¿= =3,8 N Trang TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT ∆ Ftn 1+ ∆ Ftn 2+ ∆ F tn3 =0,1 N ∆ F ¿1 + ∆ F ¿2 + ∆ F ¿3 ∆ ´F ¿ = =0,1 N Như vậy: Ftn = 3,8 ± 0,1 (N); Flt = 3,8 ± 0,2 (N) Bài 6: Trong thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều Một bạn làm kết bảng dây: AB Lần F1 (N) F2 (N) F (N) OAtn (cm) (cm) 1,5 2,5 29,8 4,0 18,9 1,5 2,5 29,9 4,0 18,8 1,5 2,5 30,0 4,0 18,7 F d AB−OA ¿ a.Hãy tính OAlt theo cơng thức: = = F d2 OA ¿ ´ tn =… ; ∆OA ´ tn=… OA ´ ¿ =… ; ∆ OA ´ ¿ =… b.Hãy tính giá trị trung bình sai số: OA Hướng dẫn giải Từ cơng thức trên, ta tính OAlt theo cơng thức sau: F2 OA ¿ = AB F + F2 ´ ¿ ∆ OA ´ ¿ theo công thức sau Ta tinh OA OA ¿1 +OA ¿2 +OA ¿3 ´ ¿= OA ∆ OA ¿ 1+ ∆ OA ¿2 +∆ OA ¿ ´ ¿= ∆ OA Kết sau: AB Lần F1 (N) F2 (N) F (N) OAtn (cm) OAlt (cm) (cm) 1,5 2,5 29,8 4,0 18,9 18,6 1,5 2,5 29,9 4,0 18,8 18,7 1,5 2,5 30,0 4,0 18,7 18,8 ´ ´ ´ ´ Vậy: OA tn =18,8 cm ; ∆ OA tn =0,1 cm OA ¿ =18,7 cm ; ∆ OA ¿ =0,1 cm Bài 7: Xác định độ cứng lò xo, bạn học sinh tiến hành sau: treo lò xo lên giá cố định, dùng cân mẫu treo vào đầu lò xo đo độ dãn lò xo trạng thái cân Kết thu bảng sau: Khối lượng m = 0,20000 ± 0,00005 kg Gia tốc trọng trường g = 9,801 ± 0,003 m/s2 Độ dãn lò xo (m) Lần Lần Lần Lần Lần 0,020 0,019 0,019 0,021 0,018 Biết thước đo có độ chia đến mm Lấy sai số dụng cụ nửa ĐCNN Dựa vào bảng kết trên, tính độ cứng lò xo Hướng dẫn giải Tại trạng thái cân bằng: Fđh = P ⇔ k.∆l = m.g Do đó: k.∆l = m.g Do đó: m g k= ∆l Từ bảng tính độ dãn trung bình sai số sau: Lần Lần Lần Lần Lần TB Độ dãn 0,020 0,019 0,019 0,019 0,018 0,019 (m) Sai số tuyệt 0,001 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 đối ´ tn = ∆F Trang TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT lần đo (m) Như vậy: sai số tuyệt đối phép đo độ dãn là: ∆ A=∆´A+ ∆ A dc =0,000+0,0005=0,0005 m Sai số tỉ đối đại lượng tương ứng: Đại lượng Giá trị trung bình Sai số tuyệt đối Sai số tỉ đối Khối lượng m (kg) 0,20000 0,00005 0,025% Gia tốc trọng trường g 9,801 0,003 0,031% (m/s2) Độ dãn ∆l (m) 0,019 0,0005 2,632% Độ cứng trung bình lị xo: m ´ g´ k´ = =103,168 N / m ∆´ l Sai số tỉ đổi phép đo: δAk=δAm+δAg +δA ( ∆l ) =2,688 % Vậy kết phép đo độ cứng: k = 103,168 ±2,688 % (N/m) 2.3 Bài tập vận dụng: Bài 8: Trong thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy Một bạn làm kết bảng dây: Lần F1 (N) F2 (N) Góc α (độ)) Ftn (N) 1,5 2,5 60 3,5 1,5 3,3 90 3,6 1,5 3,9 120 3,4 ´ ´ a.Hãy tính giá trị trung bình sai số phép đo: F tn=… ; ∆ Ftn … ghi kết đo b.Lần đo thứ 4, bạn quên khơng ghi góc α hai lực thành phần Em điền vào cho Lần F1 (N) F2 (N) Góc α (độ)) Ftn (N) 1,5 4,7 3,5 Hướng dẫn giải a Tính giá trị trung bình sai số: Lần Ftn (N) 3,5 3,6 3,4 TB 3,5 Sai số 0,1 Kết phép đo: F = 3,5 ± 0,1 (N) b Áp dụng định lí hàm số cơsin: F=√ F21 + F 22+2 F F2 cosαα Từ tính α = 1490 Bài 9: Trong thí nghiệm tổng hợp hai lực song song chiều Một bạn làm kết bảng dây: AB Lần F1 (N) F2 (N) F (N) OA (cm) (cm) 1,0 3,0 29,8 4,0 7,6 1,0 3,0 29,9 4,0 7,7 1,0 3,0 30,0 4,0 7,5 ´ ´ a.Hãy tính giá trị trung bình sai số: OA=… ; ∆ OA=… ghi kết đo b.Trong lần đo thứ 4, bạn qn khơng kết OA Hãy tính OA theo cơng thức lí thuyết: F d AB−OA = = F d2 OA 1,0 3,0 29,7 4,0 Hướng dẫn giải ´ ´ =0,1 cm a.Ta có: OA=7,6 cm; ∆ OA Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH F d AB−OA = = , ta tính OA = 7,4cm F d2 OA Bài 10: Một bạn dùng lò xo (đã biết độ cứng) để đo lực kéo cách sau: giữ cố định đầu lò xo, tác dụng lực kéo dọc theo trục lò xo làm lò xo dãn đo độ dãn tương ứng lị xo cân Sau đó, tính độ lớn lực kéo cơng thức F = k.∆l Kết thí nghiệm thu bảng sau: Độ cứng lò xo k = 100,00 ± 0,05 N/m Độ dãn lò xo (m) Lần Lần Lần Lần Lần 0,050 0,049 0,050 0,051 0,048 Dựa vào bảng số liệu, xác định độ lớn lực kéo thí nghiệm Bỏ qua sai số dụng cụ Hướng dẫn giải Từ kết thí nghiệm ta tính độ dãn trung bình lò xo sai số tuyệt đối (bằng với sai số ngẫu nhiên) sau: Lần Lần Lần Lần Lần Trung bình Độ dãn (m) 0,050 0,049 0,050 0,051 0,048 0,050 Sai số tuyệt đối 0,000 0,001 0,000 0,001 0,002 0,001 lần đo (m) Sai số tỉ đối đại lượng tương ứng: Đại lượng Giá trị trung bình Sai số tuyệt đối Sai số tỉ đối b.Từ cơng thức lí thuyết Độ cứng k (N/m) Độ dãn ∆l (m) 100,00 0,050 0,05 0,001 0,05% 2,00% Độ lớn trung bình lực kéo: ´ k´ ∆´ l=5,00 N F= Sai số tỉ đổi phép đo: δAF =δAk +δA ( ∆l ) =2,05 % Vậy, độ lớn lực kéo: F=5,00 ±2,05 % N =5,00 ± 0,10 N III BÀI TẬP BỔ SUNG Bài 11: Nhận xét đánh giá kết thí nghiệm hợp lực lực có giá song song a So sánh kết hợp lực thu lí thuyết thí nghiệm, rút kết luận b Em đề xuất phương án thí nghiệm khác để tiến hành thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy Hướng dẫn giải: a Kết hợp lực thu lí thuyết thí nghiệm gần => Kết luận: kết hợp lực thí nghiệm tuân thủ quy tắc tổng hợp hai lực song song chiều Đề xuất phương án thí nghiệm minh họa quy tắc tổng hợp hai lực song song Một thước cứng, mảnh, đồng chất treo hai sợi dây đàn hồi Hai F  F có độ lớn trọng lượng cân treo vào lực thành phần  O1;O2 làm cho dây treo giãn nằm cân vị trí đánh dấu đường CD F  F lực  Thay hai lực  F chùm cân treo O cho thước nằm cân vị trí đánh dấu lực  F hợp lực hai lực  F  F2 Bài 12: Một cứng có trọng lượng không đáng kể, treo nằm ngang nhờ hai lị xo thẳng đứng có chiều dài tự nhiên hình vẽ bên Độ cứng hai lị xo k = 150N/m k2 = 100N/m Khoảng cách AB Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH hai lò xo 75cm Bạn An muốn treo vật nặng lên AB Hỏi An phải treo vật nặng vào điểm C cách đầu A để nằm ngang Hướng dẫn giải: Để AB nằm cân treo vật vào điểm C phải thỏa mãn điều kiện: F đh1  F đh2 phải cân với trọng lực vật treo -Hợp lực hai lực đàn hồi  -Độ biến dạng hai lò xo phải Từ ta có: ∆ l 1=∆ l k ∆ l d AC AC k 150 1 = = ⇔ = = = F đh d ⇒ k ∆ l d BC BC k 100 = F đh d Mà AC + BC = AB = 75cm nên AC = 30cm Bài 13: Một bạn dùng lò xo (đã biết độ cứng) để đo lực kéo cách sau: giữ cố định đầu lò xo, tác dụng lực kéo dọc theo trục lò xo làm lò xo dãn đo độ dãn tương ứng lị xo cân Sau đó, tính độ lớn lực kéo cơng thức F = k.∆l Kết thí nghiệm thu bảng sau: { Độ cứng lò xo k = 200,00 ± 0,05 N/m Độ dãn lò xo (m) Lần Lần Lần Lần Lần 0,100 0,101 0,102 0,099 0,099 Dựa vào bảng số liệu, xác định độ lớn lực kéo thí nghiệm Bỏ qua sai số dụng cụ Hướng dẫn giải Từ kết thí nghiệm ta tính độ dãn trung bình lị xo sai số tuyệt đối (bằng với sai số ngẫu nhiên) sau: Lần Lần Lần Lần Lần Trung bình Độ dãn (m) 0,100 0,101 0,102 0,099 0,099 0,100 Sai số tuyệt đối 0,000 0,001 0,002 0,001 0,001 0,001 lần đo (m) Sai số tỉ đối đại lượng tương ứng: Đại lượng Giá trị trung bình Sai số tuyệt đối Sai số tỉ đối Độ cứng k (N/m) Độ dãn ∆l (m) 200,00 0,100 0,05 0,001 0,025% 1,00% Độ lớn trung bình lực kéo: ´ k´ ∆´ l=20,00 N F= Sai số tỉ đổi phép đo: δAF =δAk +δA ( ∆l ) =1,025 % Vậy, độ lớn lực kéo: F=20,00 ±1,025 % N =20,00 ± 0,21 N Bài 14: Một bạn chế tạo cân dùng để cân để đo khối lượng vật Sơ đồ cân tự chế mơ tả hình vẽ AB cứng, nhẹ có chiều dài khơng đổi C móc treo di chuyển dọc theo AB Để cân khối lượng vật nặng, bạn treo vật cần cân vào đầu B Đầu A treo cân có khối lượng xác định di chuyển móc C cho AB nằm cân theo phương ngang, giữ cố định móc treo C Xác định vị trí móc C AB, khối lượng cân tại#A Từ tính khối lượng vật treo B a.Hãy xây dựng công thức tính khối lượng vật treo dựa vào vị trí móc C AB, khối lượng cân tại#A b.Từ cơng thức tính khối lượng vật đo theo bảng số liệu Khối lượng cân m = 0,20000 ± 0,00005 kg Lần đo Lần Lần Lần Lần Lần Trang VẬT LÝ 10 - KNTT TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH AC (m) 0,200 BC (m) 0,400 Biết thước đo có độ chia đến mm 0,200 0,401 0,200 0,400 0,201 0,399 0,200 0,400 Hướng dẫn giải a.Theo quy tắc hợp lực song song chiều Hợp lực hai lực trọng lực cân trọng lực vật nặng phải cân với lực giá đỡ móc treo C Ta có: P A BC m A BC AC = ⇔ = ⇔m B =m A PB AC mB AC BC b.Từ bảng số liệu ta tính độ dài trung bình sai số tuyệt đối trung bình phép đo AC BC tương ứng sau: Trung bình Lần đo Lần Lần Lần Lần Lần 0,200 AC (m) 0,200 0,200 0,200 0,201 0,200 0,000 ∆ AC (m) 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,400 BC (m) 0,400 0,401 0,400 0,399 0,400 0,000 ∆ BC (m) 0,000 0,001 0,000 0,001 0,000 Lấy sai số dụng cụ độ chia nhỏ ta kết sau: Đại lượng Giá trị trung bình Sai số tuyệt đối Sai số tỉ đối Khối lượng m (kg) 0,20000 0,00005 0,025% Chiều dài AC (m) 0,200 0,001 0,5% Chiều dài BC (m) 0,400 0,001 0,25% Độ lớn trung bình khối lượng vật nặng: ´ AC m´ B =m´ A =0,100 kg ´ BC Sai số tỉ đổi phép đo: δA m B=δA m A +δA ( AC ) + δA ( BC )=0,775 % Vậy, khối lượng vật nặng: m=0,100 ± 0,775 % kg IV BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu Dụng cụ khơng có thí nghiệm xác định hợp lực lực có giá đồng quy A Cổng quang điện B Lực kế C Bảng thép D nặng Câu Bước khơng có việc xác định hợp lực lực song song A đo thời gian chuyển động B ghi số lực kế C đo khoảng cách giá lực D ghi giá trị lực tổng hợp Câu Dựa vào phương pháp cân vật tác dụng lực song song ta chế tạo dụng cụ A cân điện tử B cân lò xo C cân đòn D cân tiểu li Câu Hãy cho biết GHĐ ĐCNN lực kế hình bên: A 5N 0N B 5N 1N C 5N 0,5N D 5N 5N Câu Trong thí nghiệm hợp lực hai lực song song Để đo trọng lượng nặng (50g) ta dùng lực kế có GHĐ sau đây: A 1N B 2N C 3N D 5N Câu Trong thí nghiệm, An đo lực lần, kết sau: 2,5N; 2,6N; 2,4N; 2,4N, 2,7N a Sai số tuyệt đối phép đo An là: A 0,1N B 0,0N C 0,2N D 0,15N b Độ xác phép đo là: A 8% B 6% C 4% D 0% Câu Trong thí nghiệm hợp lực hai lực song song, Bình đo độ dài OA sau lần đo sau: 10,1cm; 10,2cm; 10,0cm; 10,1cm; 9,9cm Bỏ qua sai số dụng cụ Sai số tỉ đối Trang TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT A 1% B 2% C 3% D 4% Câu Trong thí nghiệm hợp lực hai lực đồng quy, Chính thu kết sau: Lần F1 (N) F2 (N) Góc α (độ)) 2,0 2,5 60 2,0 3,5 90 2,0 4,7 120 a Dựa vào công thức F=√ F21 + F 22+2 F F2 cosαα , tính giá trị F´ A 3,9N B 4,0N C 4,1N D 4,2N b Hãy tính sai số tuyệt đối trung bình phép đo A 0,1N B 0,0N C 0,2N D 0,07N Câu (CĐ 2014) 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 = (1345 ± 2) (mm) B d = (1,345 ± 0,001) (m) C d = (1345 ± 3) (mm) D d = (1,345 ± 0,0005) (m) Dùng kiện sau để trả lời câu 10 đến câu 14: Trong thí nghiệm hợp lực hai lực song song chiều, bạn Dương bố trí thí nghiệm hình vẽ dây: AB thước cứng, có khối lượng khơng đáng kể, có độ chia đến mm Lần 1: Tại A treo nặng, B treo nặng, nặng giống hệt Lần 2: bạn Dương treo nặng vào vị trí O thấy AB nằm vị trí giống hệt lần Tuy nhiên sơ suất, bạn Dương không ghi đầy đủ kết đo lại Bằng lí thuyết, em giúp bạn tính tốn kết cịn thiếu: Câu 10 Bạn Dương đo AB = 30,0 ± 0,1 cm Hãy cho biết OA bao nhiêu: A OA = 18,0 ± 0,06 cm B OA = 18,0 ± 0,1 cm C OA = 12,0 ± 0,04 cm D OA = 12,0 ± 0,0 cm Câu 11 Bạn Dương đo AB = 30,0 ± 0,1 cm Hãy cho biết OB bao nhiêu: A OA = 18,0 ± 0,0 cm B OA = 18,0 ± 0,1 cm C OA = 12,0 ± 0,04 cm D OA = 12,0 ± 0,0 cm Câu 12 Bạn Dương đo OA = 12,0 ± 0,1 cm Hãy cho biết OB bao nhiêu: A OA = 8,0 ± 0,07 cm B OA = 8,0 ± 0,1 cm C OA = 20,0 ± 0,01 cm D OA = 20,0 ± 0,2 cm Câu 13 Bạn Dương đo OA = 12,0 ± 0,1 cm Hãy cho biết AB bao nhiêu: A OA = 8,0 ± 0,07 cm B OA = 8,0 ± 0,1 cm C OA = 20,0 ± 0,01 cm D OA = 20,0 ± 0,2 cm Câu 14 Biết nặng có khối lượng m = 50,000 ± 0,030g Gia tốc trọng trường g = 9,801 ± 0,003 m/s2 Độ lớn hợp lực bằng: A F = 0,490 ± 0,09% N B F = 0,490 ± 0,294 N C F = 0,490 ± 0,15 N D F = 0,490 ± 0,9% N Bảng đáp án: Câu A A C C D AC A BA B B D B D D Hướng dẫn giải: Câu Câu Câu Câu Câu Chọn A Chọn A Chọn C Chọn C Chọn D Trang TRƯỜNG THPT NAM TRỰC – NAM ĐỊNH VẬT LÝ 10 - KNTT nặng có trọng lượng xấp xỉ P = 10.m = 10.6.0,05 = 3N Chọn lực kế có GHĐ lớn từ độ lớn lực cần đo Câu Chọn A, C Lần Lần Lần Lần Lần TB Lực 2,5N 2,6N 2,4N 2,4N 2,7N 2,5N Sai số 0,0 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1N Sai số tỉ đối: δAF =( 0,1 :2,5 ) 100 %=4 % Câu Chọn A Lần Lần Lần Lần Lần TB OA (cm) 10,1 10,2 10,0 10,1 9,9 10,1 Sai số (cm) 0,0 0,1 0,1 0,0 0,2 0,1 Sai số tỉ đối: δAl=( 0,1 :10,1 ) 100 %=1 % Câu Chọn B, A Lần F1 (N) F2 (N) Góc α (độ)) F Sai số TĐ lần đo 2,0 2,5 60 3,9 0,1 2,0 3,5 90 4,0 0,0 2,0 4,7 120 4,1 0,1 F ¿1+ F ¿ 2+ F ¿3 F´ ¿= =4,0 N ∆ F ¿1 + ∆ F ¿2 + ∆ F ¿3 ∆ ´F ¿ = =0,1 N Câu Chọn B Câu 10 Chọn B m A BO AB− AO mB = = ⇒ AO= AB = AB =18,0 cm m B AO AO m A +m B ´ ´ ∆ AO= ∆ AB=0,1cm Câu 11 Chọn D mA BO=AB = AB =18,0 cm mA +mB ´ ´ ∆ AO= ∆ AB=0,0 cm Câu 12 Chọn B m A BO mA = ⇒ OB=OA =OA =8,0 cm m B AO mB ´ ´ ∆ BO= ∆ AO=0,1 cm Câu 13 Chọn D mB AO=AB = AB ⇒ AB= OA=20,0 cm mA +mB 5 ´ ´ ∆ AB= ∆ AO=0,2cm Câu 14 Chọn D F=mg=5.0,0500 9,801=2,450 N δAF =δAm+ δAg=0,09 % Trang