SKKN sáng kiến kinh ngiệm kinh nghiệm ôn thi học sinh giỏi và ôn thi đại học phần xác định giải bài toán nêu phương án thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm

Thực trạng của việc dạy học bài toán xác định phương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.... Các dạng bài tập thí nghiệm này đòi hỏi học sinh phải vận dụng một cáchtổng hợp các kiế

M ỤC L ỤC Trang

I Lí do chọn đề tài……… 1

II Phạm vi đề tài và phương pháp nghiên cứu……… 1

1 Phạm vi đề tài……… 1

2 Phương pháp nghiên cứu……… 1

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2 I Cơ sở lí luận của phương pháp giải các bài toán xác định phương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm……… 2

1 Phương pháp giải các bài toán xác định phương án thi nghiệm 2 2 Tính sai số và xử lí số liệu thu được từ thí nghiệm 2

II Thực trạng của việc dạy học bài toán xác định phương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm 4

1 Thực trạng 4

2 Kết quả thực trạng 5

III.Các bài toán xác định phương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm 6

1 Các bài toán xác định phương án thí nghiệm 6

2 Các bài toán xử lí kết quả thí nghiệm 14

IV Những lưu khi thực hiện 17

1 Về phía giáo viên 17

2 Về phía học sinh 17

V Kiểm nghiệm 17

C KẾT LUẬN 19

I Kết luận………… 19

II Kiến nghị, đề xuất…… 19

Tài liệu tham khảo 20

Phụ lục………

A ĐẶT VẤN ĐỀ

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Để đáp ứng yêu cầu của quá trình hội nhập, toàn cầu hóa, giáo dục Việt Namtrong những năm qua đang tiến hành đổi mới căn bản, toàn diện Nằm trong xuhướng chung ấy, dạy học môn Vật lí từ truyền thụ một chiều chuyển sang chútrọng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh Trong phương phápdạy học Vật lí hiện đại, bài tập thí nghiệm đóng vai trò vô cùng quan trọng.

Bài tập thí nghiệm vừa là bài tập, vừa là thí nghiệm nên sẽ phát huy đượcnăng lực tổng hợp bao gồ cả lí thuyết và thực hành cho học sinh Trong phần bàitập thí nghiệm có hai dạng bài khó là xác định phương án thí nghiệm và xử lí kếtquả thí nghiệm

Các dạng bài tập thí nghiệm này đòi hỏi học sinh phải vận dụng một cáchtổng hợp các kiến thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc vàchân tay, vốn hiểu biết và vật lí, kĩ thuật và thực tế đời sống để tự mình xây dựngphương án thí nghiệm, xác định và xử lí kết quả thí nghiệm Có thể nói đây là bàitoán khó đối với không chỉ học sinh mà còn cả đối với giáo viên

Mặt khác, trong đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh của nhiều tỉnh, thành phốthường có dạng bài tập nêu phương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm.Đồng thời trong đề thi minh họa kì thi quốc gia THPT của nhiều trường THPT đãxuất hiện các câu hỏi thuộc dạng bài toán xử lí kết quả thí nghiệm Điều đó cónghĩa là học sinh muốn đạt điểm cao trong các kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh và thiTHPT quốc gia thì các em phải giải được các bài toán thí nghiệm

Vậy làm thế nào để dạy học sinh một cách hiệu quả dạng bài tập xác địnhphương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm? Đó không chỉ là trăn trở của cánhân tôi mà là của nhiều giáo viên Vật lí đang trực tiếp giảng dạy môn Vật lí Từkinh nghiệm thực tế ôn thi học sinh giỏi và ôn thi đại học của bản thân, tôi muốn

chia sẻ với đồng nghiệp “Kinh nghiệm dạy ôn thi học sinh giỏi và ôn thi đại học

phần xác định phương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm”.

II PHẠM VI ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Phạm vi đề tài.

- Đối tượng là học sinh THPT đặc biệt là học sinh lớp 12

- Chỉ chủ yếu đề cập đến cách giải quyết các bài toán nêu phương án thí nghiệm

và xử lí kết quả thí nghiệm

2 Phương pháp nghiên cứu.

- Thống kê, phân tích, tổng hợp

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM.

1 Phương pháp giải các bài toán xác định phương án thí nghiệm

- Đây là loại bài tập yêu cầu học sinh xây dựng phương án thí nghiệm để xácđịnh một đại lượng hoặc kiểm tra một quy luật, một hiện tượng hoặc một điềukiện vật lý nào đó (Chỉ xây dựng phương án, tính toán lập luận trên giấy, không

đo đạc, làm thí nghiệm thực)

- Bài tập xác định phương án thí nghiệm tạo ra ở học sinh động cơ học tập, sựhăng say tò mò khám phá xây dựng kiến thức mới, gây cho học sinh một sự hứngthú, tự giác tư duy độc lập, tích cực sáng tạo

- Thông qua bài tập thí nghiệm, học sinh sẽ có khả năng tổng hợp kiến thức lýthuyết và thực nghiêm, các kỹ năng hoạt động trí óc và thực hành một cách khéoléo, các vốn hiểu biết về vật lý, kĩ thuật và thực tế cuộc sống nhằm phát huy tốtnhất khả năng suy luận và tu duy lô gíc

- Học sinh có thể đề xuất các phương án thí nghiệm khác nhau gây ra không khítranh luận sôi nổi trong lớp

Các bước giải bài toán xác định phương án thí nghiệm:

+ Bước 1: Đọc, hiểu đề bài

+ Bước 2: Phân tích nội dung bài tập thí nghiệm

- Học sinh nắm được cấu tạo, công dụng, cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm

- Khi xác định một đại lượng cần tìm thì học sinh phải nắm được các công thứcvật lí có liên quan đến đại lượng cần tìm nhờ các dụng cụ thí nghiệm đề bài đãcho

+ Bước 3: Xác định phương án thí nghiệm

2 Cách tính sai số và xử lí số liệu thu được từ thí nghiệm.

2.1 Để tính được sai số và xử lí số liệu giáo viên cần dạy cho học sinh các kỹnăng sau :

- Biết cách tính giá trị trung bình và sai số của đại lượng vật lí được đo trựctiếp.

- Vận dụng thành thạo các phương pháp tính sai số của đại lượng đo gián tiếp

- Từ bảng số liệu thực nghiệm, học sinh cần nắm vững phương pháp xử lí sốliệu để tính giá trị trung bình và sai số của đại lượng đo gián tiếp

- Nắm vững và thành thạo quy tắc làm tròn số và viết kết quả đo đại lượng vậtlí

2.2 Phương pháp xác định sai số của phép đo trực tiếp

Phương pháp chung xác định giá trị trung bình và sai số ngẫu nhiên

- Giả sử đại lượng cần đo A được đo n lần Kết quả đo lần lượt là A1,A2, A n.

Đại lượng

n

A n

A A

A A

n i

 1 2 1 được gọi là giá trị trung bình của đại lượng

A trong n lần đo Số lần đo càng lớn, giá trị trung bình A càng gần với giá trị thựcA

- Sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo:

ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA = A-A , ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA = A-A , ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA = A-A

- Sai số tuyệt đối trung bình ứng với n lần đo: ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA + ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA + +ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA 1 2 n

ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA =

n (sai sốngẫu nhiên)

- Sai số tuyệt đối của phép đo là tổng của sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụ: ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA = ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA + ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA' ( sai số dụng cụ thường lấy bằng nửa hoặc bằng

độ chia nhỏ nhất trên mỗi dụng cụ)

Kết quả đo lúc này được viết dưới dạng: A = A  A

(Sai số tuyệt đối còn được tính như sau: A max - A min

ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AA =

2.3 Công thức xác định sai số của phép đo gián tiếp

- Sai số của một tổng: ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-A(a ± b) = ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Aa + ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Ab

- Sai số tỉ đối:

+ Của một tích: ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-A(ab) = ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Aa + ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Ab

+ Của một căn thức: ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-A( ) = 1 ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Aa

a

n n

a n a

- Số chữ số có nghĩa của kết quả không được nhiều hơn số chữ số có nghĩa của dữkiện kém chính xác nhất

II THỰC TRẠNG CỦA VIỆC DẠY HỌC BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH PHƯƠNG

ÁN THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Ở TRƯƠNG THPT

1 Thực trạng.

1.1 Đối với dạng bài xác định phương án thí nghiệm

Trong sách giáo khoa không có bài nào trình bày cụ thể về cách xác địnhphương án thí nghiệm Để làm được thì học sinh phải tổng hợp được tất cả cáckiến thức có liên quan đến đại lượng cần tìm

Mặt khác vì dạng bài xác định phương án thí nghiệm chỉ xuất hiện trong các

đề thi học sinh giỏi nên chỉ những giáo viên chuyên đứng đội tuyển mới nghiêncứu còn giáo viên dạy, học sinh học ở các lớp cơ bản cũng không quan tâm đến.Việc hướng dẫn học sinh giải được loại bài toán gặp rất nhiều khó khăn

1.2 Đối với bài toán xử lí kết quả thí nghiệm

Trong chương trình Vật lí 10 có bài “Sai số trong thí nghiệm thực hành” Tuy nhiên, đây lại là bài khá khó Và trong quá trình học các bài thực hành Vật lí

ở trường THPT việc áp dụng để xử lí kết quả thí nghiệm của học sinh còn rất lúngtúng.

Sang năm học 2014 – 2015 khi Bộ giáo dục và đào tạo có sự thay đổi về cấutrúc đề thi nên trong rất nhiều đề thi thử của các trường có uy tín ta thấy xuất hiệncác câu hỏi tương đối khó về phần xử lí kết quả thí nghiệm Thực tế ấy khiến họcsinh cần thiết phải được trang bị các kiến thức và kỹ năng cơ bản để giải quyếtcác bài toán dạng này

Qua khảo sát thực tế dạy học môn Vật lí ở các trường THPT thuộc địa bànhuyện Triệu Sơn tôi nhận thấy thực trạng của việc dạy học dạng bài toán xác địnhphương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm như sau:

- Đa phần các giáo viên có dạy nhưng vì khó, năng lực học sinh hạn chế, thờigian có hạn nên chỉ dừng lại dạy lí thuyết mà học sinh chưa được thực hànhnhiều

- Trong chương trình ôn thi học sinh giỏi đa phần các giáo viên đứng độituyển đều soạn giảng phần này thành một bài dạy cho học sinh Và vì phần kiểmtra chỉ trên lí thuyết nên giáo viên cũng chỉ dạy lí thuyết, học sinh ghi nhớ để làmbài

2.2 Về phía giáo viên

Đây là dạng bài khó buộc giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian công sức đểnghiên cứu và thực hành để có thể hướng dẫn cho học sinh học tốt Trong quátrình dạy học dạng bài này tôi thấy có những khó khăn sau:

Do các đồ dùng thí nghiệm và cơ sở vật chất của các nhà trường còn hạn chếnên giáo viên chưa thể cho học sinh được thực hành đầy đủ các thí nghiệm trongchương trình học.Vì thế kỹ năng thực hành nói chung và kỹ năng xác địnhphương án thí nghiệm và xử lí kết quả thí nghiệm của học sinh còn yếu

III MỘT SỐ BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM.

1 Các bài toán xác định phương án thí nghiệm.

Bài 1: (Trích đề thi HSG Tỉnh Thanh Hóa năm học 2014 – 2015)

Cho các dụng cụ sau:

- Một máy biến áp

- Dây dẫn đủ dài có lớp cách điện

- Một vôn kế xoay chiều lí tưởng có nhiều thang đo

- Một nguồn điện xoay chiều ổn định

Hãy trình bày một phương án thí nghiệm để xác định số vòng của mỗi cuộndây của máy biến áp mà không phải tháo ra đếm số vòng?

- Để hở mạch thứ cấp, mắc cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều

- Dùng vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp U1 và cuộn thứ cấp U2

- Quấn sợi dây nhỏ quanh lõi từ của máy biến áp khoảng 10 vòng

- Dùng vôn kế đo hiệu điện thế hai đầu cuộn dây vừa quấn, đo được giá trị U3

- Ta sẽ có U3 ứng với N3 = 10 (vòng dây), từ đó áp dụng công thức (1) tính được

số vòng ứng với U1 và U2

Bài 2: (Trích đề thi HSG Tỉnh Quảng Bình năm học 2012 – 2013)

Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở trong của một nguồn điện mộtchiều Dụng cụ gồm: một nguồn điện một chiều chưa biết suất điện động và điệntrở trong, một ampe kế có điện trở không đáng kể, một điện trở R0 đã biết giá trị,một biến trở con chạy Rb có điện trở toàn phần lớn hơn R0, hai công tắc điện K1 và

K2, một số dây dẫn đủ dùng Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở không đáng

Ta có: E = I1(r + R0)

- Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1

Ta có: E = I1(r + R0) (1)

- Bước 2: Chỉ đóng K2 và dịch chuyển con chạy để

ampe kế chỉ I1 Khi đó phần biến trở tham gia vào

Bài 3: Có một ampe kế có thể đo được dòng điện tối đa là I 1 và một vôn kế có thể

đo được hiệu điện thế tối đa là U 1 Làm thế nào để ampe kế trở thành một vôn kế

đo được hiệu điện thế tối đa là U 2 và vôn kế trở thành ampe kế có thể đo được

dòng tối đa là I 2 với các dụng cụ sau đây: Nguồn điện, biến trở, dây nối, một cuôn

dây nicrôm có điện trở suất  biết trước, thước đo có độ chia tới mm và một cái

bút chì?

Hướng dẫn :

- Lắp sơ đồ mạch điện như hình 1 để đọc số chỉ U và I của các dụng cụ và từ đó

có thể tính được điện trở của vôn kế:

.

I

U

R V 

- Sau đó, lắp mạch theo sơ đồ hình 2 sẽ

tính được điện trở của ampe kế qua số

2 1

A

R I

U U

U

Như vậy điện trở phụ cần mắc nối tiếp với nó là:R p  (n1 1 )R A.

- Tương tự đối với vôn kế:

- Bước 1: Chỉ đóng K1: số chỉ ampe kế là I1

A V Hình 1 Hình 2

V A

Dòng điện tối đa mà nó đo được:

2

R I I

S

l

- Đo S bằng cách cuốn nhiều vòng sát nhau lên cái bút chì và đo chiều dài đoạn

cuốn và suy ra đường kính dây Từ đó suy ra chiều dài của các điện trở tươngứng

Bài 4: Dụng cụ: Một cái cốc (không trong suốt),

1 đồng xu, 1 cái thước, giá và nước Hãy đề xuất cách

thực hiện thí nghiêm để đo chiết suất của nước

Hướng dẫn:

Đặt đồng xu vào tâm cốc và nghiêng dần góc nhìn

cho đến khi mép cốc bắt đầu che khuất đồng xu

Sau đó nhẹ nhàng rót nước vào cốc (tốt nhất là

giữ cho đồng xu nằm yên) Nước cần được rót

cho đến khi thấy được hoàn toàn đồng xu

Gọi  là góc tạo bởi đường thẳng kéo từ mép ngoài

của đồng xu đến mép cốc (cũng chính là phương

nhìn của mắt khi chưa đổ nước mà khi đó mép

cốc bắt đầu che khuất đồng xu),  là góc tia sáng từ mép trong của đồng xuđến mặt nước và khúc xạ đến mắt (khi đổ nước để mắt vừa đủ thây hoàn toàn ảnhcủa đồng xu)

) 1 ( sin

r R

2

1 1

r tg h x h

r x

2 ) ( 2

2

2 1

2 1

1

1 1

1

h h

r h r R h arctg h

r tg h arctg h

r tg h





Thay các biểu thức của  và  vào (1), ta xác định được chiết suất của nước:

2 ) ( sin

sin

2 1

2 1

r h r R h arctg

h

r R arctg n

Như vậy, để xác định n, ta cần dùng thước để đo R, r, h 1 và h 2

Bài 5: Cho một nguồn điện, một tụ điện cần đo điện dung, một điện trở có độ lớn

đã biết rất lớn và một micrôampe kế, dây nối, đồng hồ bấm giây và giấy kẻ ô tới

mm Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để đo điện dung của tụ điện

Hướng dẫn :

1 Mắc mạch điện như hình vẽ (Hình 1)

2 Đóng mạch để nạp điện cho tụ đến một hiệu

điện thế nào đó

3 Ngắt công tắc và đọc độ lớn của dòng điện

phóng qua micrôampe kế cứ sau những khoảng thời

gian bằng nhau (chẳng hạn là cứ 10 giây ghi 1 lần) Ghi

kết quả vào bảng sau:

của cường độ dòng điện theo

thời gian như hình 2







Trong đó q là điện tích

mà tụ phóng qua R trong thời

gian t, được xác định bằng diện tích của hình thang cong nằm dưới đồ thị Còn

i 0

t(s)

q

 t Hình2 Hình 3

U=i 1 R-i 2 R là độ biến thiên của hiệu điện thế trên hai

bản tụ với i 1 và i 2 là cường độ dòng điện qua R vào

thời điểm ban đầu và cuối khoảng thời gian t.

Như vậy để xác định C, cần tính diện tích của

phần được gạch chéo và đo các dòng i 0 và i sau

khoảng thời gian t.

Bài 6 : Dụng cụ: Cho hai chiếc bình trong suốt được làm bằng cùng một vật liệu

(thủy tinh), một xô đựng nước, và một cái bình đong Hãy nêu phương án thínghiệm để xác định tỷ số khối lượng giữa hai chiếc bình (khi để rỗng)

Hướng dẫn :

- Dùng bình đong rót nước từ từ vào một trong hai bình sao cho khi thả bình nàyvào xô nước thì nó ngập tới miệng bình (nhưng không bị chìm) Điều kiện nổi củabình khi đó:

.

0 1 0 0 0 0 0

1 d V d V d V d V tt

Trong đó: P 1 là trọng lượng bình; d 0 là trọng lượng riêng của nước; V 0 là thể

tích nước trong bình; V 1 là thể tích phần bình không có nước; V tt là thể tích của

thủy tinh làm ra bình Gọi d 1 là trọng lượng riêng của thủy tinh Từ đó:

1 1 )

(

1 0

1 1

1

1 1 0 1

0

1

d d

V P

d

P V d V

2 2

d d

V P

1 2

1

V

V P

P m

m





Trong đó V 1 và V 2 được xác định bằng bình đong qua hai lần thí nghiệm

Bài 7: (Trích đề dự bị thi HSG Tỉnh Thanh Hóa năm học 2005 – 2006)

Hãy trình bày một tưởng đo vận tốc đầu của đạn bắn ra từ một khẩu súng bằng phương pháp va chạm

Biểu thức này cho phép thực hiện và đo đạc để tính vận

tốc ban đầu u0 của đạn

Bài 8: (Trích đề thi HSG Tỉnh Thừa Thiên Huế năm học 2007 – 2008)

Cho các dụng cụ : một ăcquy chưa biết suất điện động và điện trở trong của

nó, một ampe kế, một điện trở R0 đã biết giá trị, một điện trở Rx chưa biết giá trị,các dây dẫn Bỏ qua điện trở của ampe kế và của dây dẫn Trình bày một phương

án xác định giá trị của điện trở Rx

Hướng dẫn :

- Gọi E, r lần lượt là suất điện động và điện trở trong của nguồn điện

- Lần thứ nhất, mắc mạch điện nối tiếp gồm ăcquy, ampe kế và điện trở R0

Dòng điện chạy qua mạch là I1 : 1

- Để xác định 3 đại lượng E, r, Rx ta cần ít nhất ba phương trình Do đó cần phải

có thêm một phương trình nữa Lần thứ ba, ta mắc R0 và Rx nối tiếp vào mạchđiện trên rồi đo cường độ dòng điện I3 trong mạch : 3

Bài 9: Cho các dụng cụ sau

- Một điện trở mẫu R0 đã biết giá trị

- Một điện trở Rx giá trị cần tìm

- Một nguồn điện không đổi (E, r)

- Một điện kế G có số 0 ở chính giữa

- Một thước đo chiều dài và một số dây dẫn

- Một biến trở là một dây AB đồng chất hình trụ có con chạy C ở giữa

Với các dụng cụ cho trên Hãy trình bày một phương án thí nghiệm để tìm giá trị của điện trở Rx

l

l R

Bài 10: (Trích đề thi HSG Tỉnh Thanh Hóa năm học 2013 – 2014)

Có hai hộp kín, biết bên trong một hộp chứa điện trở thuần R, một hộpchứa tụ C Hãy lập một phương án thí nghiệm đơn giản ( có giải thích ) để chỉ rahộp nào chứa R, hộp nào chứa C với các dụng cụ sau: một vôn kế nhiệt có điệntrở rất lớn, một ống dây thuần cảm có độ tự cảm L (ZL ≠ ZC), một nguồn điệnxoay chiều u = U 2cos2πft (V) (U, f không thay đổi)

Hướng dẫn:

- Dùng vôn kế đo điện áp hiệu dụng ở 2 đầu đoạn mạch được U

- Mắc nối tiếp 1 hộp X bất kỳ trong 2 hộp với ống dây L rồi mắc vào mạch xoay chiều

- Dùng vôn kế đo điện áp hiệu dụng 2 đầu ống dây và 2 đầu hộp X được UL và UX

- Nếu 1 trong 2 số chỉ này UL hoặc UX > U  Hộp X chứa tụ C

- Nếu cả 2 số chỉ này UL ; UX < U  Hộp X chứa R

- Nếu hộp X chứa tụ C  U = UL+ UC Hay U = | UL - UC |

Vậy: Hoặc U = UL - UC  UL = U + UC > U

Hoặc U = UC – UL  UC = U + UL > U

G A

B C

E, r

* Nếu hộp X chứa R  U = UL+ UR Hay U2 = UL2 + UR2

Vậy : UR ; UL < U

Bài 11: Làm thế nào xác định hệ số ma sát trượt của một thanh trên một mặt

phẳng nghiêng mà chỉ dùng một lực kế (hình vẽ)? Biết độ nghiêng của mặt phẳng

là không đổi và không đủ lớn để cho thanh bị trượt

F F P

F F







Đo FL, FX, P bằng lực kế và sử dụng công thức trên để suy ra

Bài 12: (Trích đề thi HSG Tỉnh Đắc Lắc năm học 2007 – 2008)

Xác định suất điện động của một nguồn điện bằng hai vôn kế khác nhau có điện

trở trong chưa biết và không lớn lắm Dụng cụ : Hai vôn kế, nguồn điện, các dây

nối Hãy trình bày phương án tiến hành thí nghiệm, vẽ sơ đồ các mạch điện, lậpcông thức để xác định suất điện động của nguồn điện

Hướng dẫn:

- Phương án :

Lập các sơ đồ mạch điện, mắc và đọc các số chỉ trong mỗi sơ đồ: U1, U2, U1’, U2’

- Vẽ 3 sơ đồ mạch điện Gọi E là suất điện động của nguồn điện;

RV1 , RV2 là điện trở của hai vôn kế

- Lập công thức : Theo định luật Om cho mạch kín, ta có :

' v2 2 '

1 v1

R U

U R (4) Khử r trong (2) và (3) kết hợp với (4) ta được :

- (7) Kết luận : Dùng 3 sơ đồ mạch điện được khảo sát và đọc các số chỉ trên hai vôn kế

ta tìm được suất điện động của một nguồn điện

2 Các bài toán xử lí kết quả thí nghiệm.

Bài 1: (Trích đề thi thử Đại học môn Vật lí) Bố trí một thí nghiệm dùng con

lắc đơn để xác định gia tốc trọng trường Các số liệu đo được như

Gia tốc trong trường

- Giá trị trung bình: g + g + g1 2 3 2

g = = 9.8355 = 9.84 m/s

- Sai số tuyệt đối: g max - g min

ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Ag = = 0.045

2

- Kết quả: g = g ± ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Ag = 9,84 m/s2  0,045 m/s2

Bài 2: Một học sinh làm thí nghiệm đo chu kì dao động của con lắc đơn Dùng

đồng hồ bấm giây đo 5 lần thời gian 10 dao động toàn phần lần lượt là : 15,45s ;

15,10s ; 15,86s ; 15,25s ; 15,50s Bỏ qua sai số dụng cụ Viết kết quả của phép đo (theo sai số tỉ đối).

Hướng dẫn:

+ Ta có : T + T + + T 1 2 5

5+ ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT = ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT + ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT = ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT , ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT = 0 dc dc

+ Tính sai số tuyệt đối sau mỗi lần đo : ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT = T - T i i

+ Tính sai số tuyệt đối trung bình : ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT + ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT + + ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT 1 2 5

ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT =

+ Sai số tỉ đối : ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-AT 1,34%

T + Kết quả phép đo : T = 1,54 + 1,34%

Bài 3: (Trích đề thi casio HSG Tỉnh Thanh Hóa năm học 2013- 2014)

Trong một giờ thực hành Vật lý 10, một nhóm học sinh sử dụng bộ thí nghiệm thực hành "xác định gia tốc rơi tự do" với cổng quang điện để đo gia tốc trọng

trường, bằng cách dùng thước đo quãng đường rơi và dùng đồng hồ MCA-964 đothời gian rơi tương ứng Số liệu ghi nhận được từ một thí nghiệm với 5 lần tiếnhành như sau: kết quả đo quãng đường trung bình là 0,596m với sai số tỉ đối0,332%, thời gian trung bình là 0,349s với sai số tỉ đối 0,287% Theo kết quả củanhóm bạn học sinh đo được như trên, em hãy tính toán và cho biết gia tốc trọngtrường là bao nhiêu, sai số tỉ đối của phép đo gia tốc trọng trường trong thínghiệm đó bằng bao nhiêu

- Lấy logarit cơ số e hai vế biểu thức trên rồi lấy vi phân toàn phần hai vế

ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-Ag ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-As ΔA=A-A, ΔA=A-A, ΔA=A-At

= + 2 0,332% 2.0, 287% 0,9060%

Bài 4: (Trích đề thi thử Đại học môn Vật lí) Một học sinh tiến hành thí nghiệm

đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa khe Yâng Học sinh đó đođược khoảng cách hai khe a=1,20 ± 0,03 (mm); khoảng cách từ hai khe đến màn

D =1,60 ±0,05 (m) và độ rộng của 10 khoảng vân L = 8,00 ± 0,16 (mm) Sai sốtương đối của phép đo là

v dt v

dh 0 sin   0 cos    sin  0 

v0 sin   gt.dtv0 tcos  d  sin t.dv0

Kết quả: d  8 , 75  0 , 01mm

IV NHỮNG LƯU Ý KHI THỰC HIỆN

Trên đây là một số bài tập tôi đã sử dụng để dạy học sinh trong quá trình ônthi học sinh giỏi và ôn thi đại học Trong quá trình thực hiện tôi thấy cần phải lưu một số điểm sau:

1 Về phía giáo viên

- Phải hiểu sâu sắc và dạy thật kĩ cho học sinh bài’’Sai số của phép đo các đại lượng Vật lí’’ (Chương trình Vật lí 10 – THPT) Bài này giúp các em học sinh biết các tính các loại sai số và viết kết quả phép đo các đại lượng Vật lí

- Trong quá trình dạy các bài thực hành Vật lí THPT phải làm cho học sinh nắm vững mục đích thí nghiệm, cơ sở lí thuyết, các dụng cụ đo, cách tiến hành thí nghiệm và cách xử lí kết quả thí nghiệm

2 Về phía học sinh

- Đọc kĩ, hiểu, phân tích nội dung đề bài

- Học sinh nắm được cấu tạo, công dụng, cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm

- Phải nắm được các công thức vật lí có liên quan đến đại lượng cần tìm nhờ các dụng cụ thí nghiệm đề bài đã cho

- Nắm được các công thứ tính sai số và cách viết kết quả của phép đo

V KIỂM NGHIỆM

- Từ năm học 2007 – 2008 đến nay tôi được Ban giám hiệu nhà trường phân công làm Tổ phó chuyên môn phụ trách việc dạy đội tuyến học sinh giỏi văn hóa và học sinh giỏi giải toán bằng máy tính cầm tay môn Vật lí Tôi luôn không ngừng học hỏi tìm tòi các phương pháp dạy học sinh làm tốt không chỉ các bài tập tính toán mà còn rất tự tin khi gặp các bài toán phần xác định phương án thí nghiệm và

xử lí kết quả thí nghiệm

- Đội tuyển học sinh giỏi Vật lí trường THPT Triệu Sơn 2 luôn đạt kết quả rất caotrong các kì thi học sinh giỏi do Sở GD và ĐT tổ chức

Cụ thể: Năm học 2008-2009 có 04 giải Casio và 08 giải văn hoá (1 nhất; 1 nhì, 3

ba, 3KK), 1 giải KK Casio Quốc gia Năm học 2009 -2010 đạt 04 giải Casio; 05giải văn hoá Năm học 2010-2011 có 05 giải Casio, xếp thứ 6 toàn tỉnh; 09 giảivăn hoá (2 nhì, 4 ba, 3 KK), xếp thứ 7 toàn tỉnh Năm học 2011-2012 đạt 05 giảiCasio; 08 giải văn hoá (1 nhất, 1 nhì, 2 ba, 4 KK) Năm học 2012 -2013 đạt 03giải Casio, 12 giải văn hoá, xếp thứ 03 toàn tỉnh Năm học 2013 – 2014 đạt 5 giảiCasio(1 Nhì, 3 Ba, 1 KK) xếp thứ 3 toàn tỉnh: 05 giải văn hóa(2 Nhì, 2 Ba, 1 KK)