Bài 7. Sai số của phép đo các đại lượng vật lí

Bài 7 : SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa về phép đo các đại lượng vật lý. Phân biệt phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp. - Phát biểu được thế nào là sai số của phép đo các đại lượng vật lý. - Phân biệt được hai loại sai số: Sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống (chỉ xét sai số dụng cụ) 1.2. Kĩ năng: - Xác định sai số dụng cụ và sai số ngẫu nhiên. - Tính sai số của phép đo trực tiếp. - Tính sai số của phép đo gián tiếp. - Viết đúng kết qủa của phép đo, với số các chữ số có nghĩa cần thiết. 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Một số dụng cụ đo như thước, nhiệt kế. - Bài toán tính sai số để học sinh vận dụng 2.2. Học sinh: 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu các khái niệm về phép đo. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Tìm hiểu và ghi nhớ các khái niệm: phép đo, dụng cụ đo. - Lấy ví dụ về phép đo trực tiếp và gián tiếp, so sánh. - Nhắc lại các đơn vị cơ bản. - Yêu cầu học sinh trình bày các khái niệm. - Hướng dẫn phân biệt phép đo trực tiếp và gián tiếp. Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về sai số của phép đo Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Quan sát hình 7.1, 7.2 và trả lời C1. - Phân biệt sai số dụng cụ và sai số ngẫu nhiên. - Giới thiệu sai số dụng cụ và sai số hệ thống. - Giới thiệu về sai số ngẫu nhiên. Hoạt động 3 ( phút): Xác định sai số của phép đo. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Xác định giá trị trung bình của đại lượng A trong n lần đo - Giới thiệu cách tính giá trị gần đúng nhất với giá trị thực của - Tính sai số tuyệt đối của mỗi lần đo và sai số ngẫu nhiên. - Tính sai số tuyệt đối của phép đo và viết kết quả đo một đại lượng A. - Tính sai số tỷ đối của phép đo phép đo một đại lượng. - Giới thiệu sai số tuyệt đối và sai số ngẫu nhiên. - Giới thiệu cách tính sai số tuyệt đối của phép đo và cách viết kết quả đo. - Giới thiệu sai số tỷ đối. Hoạt động 4 ( phút): Xác định sai số của phép đo gián tiếp. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Xác định sai số của phép đo gián tiếp - Giới thiệu quy tắc tính sai số của tổng và tích. Đưa ra bài toán xác định sai số của phép đo gián tiếp một đại lượng. Hoạt động 5 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ KIỂM TRA BÀI CŨ: Yêu cầu: Viết công thức sau: Giá trò trung bình n lần đo Sai số tuyệt đối (của lần đo) Sai số tuyệt đối trung bình n lần đo Sai số tuyệt đối phép đo Cách viết kết đo Sai số tương đối (sai số tỉ đối) GV: Nguyễn Văn  Trả lời: A = A1 + A2 + + An n ∆A1 = A − A1 ; ∆A2 = A − A2 ; ; ∆An = A − An ∆A = ∆A1 + ∆A2 + + ∆An n ∆A = ∆A + ∆A′ A = A + ∆A ∆A δA = ⋅100 0 A GV: Nguyễn Văn  Bài trang 44 SGK n t(s) 0,398 0,399 0,408 0,410 0,406 0,405 0,402 Cho bảng số liệu: * Độ chia nhỏ đồng hồ 0,001s t = ?, ∆t = ?, ∆t ′ = ?, ∆t = ? * * Phép đo trực tiếp hay gián tiếp? * Nếu n = A = ? GV: Nguyễn Văn  Bài giải: Thời gian rơi trung bình 0,398 + 0,399 + 0,408 + 0,410 + 0,406 + 0,405 + 0,402 t= = 0,404 s Sai số ngẫu nhiên ∆t1 = 0,404 − 0,398 = 0,006s; ∆t = 0,404 − 0,399 = 0,005s ∆t3 = 0,404 − 0,408 = 0,004s; ∆t = 0,404 − 0,410 = 0,006s ∆t5 = 0,404 − 0,406 = 0,002s; ∆t6 = 0,404 − 0,405 = 0,001s ∆t7 = 0,404 − 0,402 = 0,002s 0,006 + 0,005 + 0,004 + 0,006 + 0,002 + 0,001 + 0,002 ∆t = = 0,004s GV: Nguyễn Văn  Sai số dụng cụ sai số phép ∆t ′ = 0,001 s đo thời gian ∆t = ∆t + ∆t ′ = 0,004 + 0,001 = 0,005s Đây phép đo trực tiếp Nếu n=3 thì: 0,398 + 0,399 + 0,408 t= = 0,402 s ∆t1 = 0,402 − 0,398 = 0,004s; ∆t = 0,402 − 0,399 = 0,003s ∆t3 = 0,402 − 0,408 = 0,006s ⇒ ∆t = 0,006 s ⇒ t = 0,402 ± 0,006s GV: Nguyễn Văn  Bài trang 44 SGK Vì đo lần cho giá trò nên sai số lần đo mà có∆sai cụ: s = 1số (mmdụng ) ⇒ s = 798 ± 1(mm) GV: Nguyễn Văn  Bài trang 44 SGK 2s 2s Cho v = ; g = t t v = ?; g = ?;δv = ?;δg = ?; ∆v = ?; ∆g = ? v = ?; g = ? Bài giải s ⋅ 0,798 v= = = 3,95m / s 0,404 t g= 2s (t ) 2 ⋅ 0,798 = = 9,78m / s (0,404) GV: Nguyễn Văn  ∆v ∆s ∆t 0,005 δv = = + = + = 0,014m / s v s t 798 0,404 ⇒ ∆v = v ⋅ δv = 3,95 ⋅ 0,014 = 0,06m / s ∆s ∆t 0,005 δg = + = + 2⋅ = 0,026m / s 0,404 s t 798 ⇒ ∆g = g ⋅ δg = 9,78 ⋅ 0,026 = 0,26m / s v = v ± ∆v = 3,95 ± 0,06(m / s ) g = g ± ∆g = 9,78 ± 0,26(m / s ) GV: Nguyễn Văn  Trắc nghiệm cố Câu 1: Chọn câu sai: a〉.s = 2,000 ± 0,001(m) b〉.v = 1,760 ± 0,014(m / s ) c〉.m = 1,08 ± 0,01( g ) d 〉.t = 0,408 ± 0,01( s ) Đáp án: d GV: Nguyễn Văn  10 Câu 2: Chọn câu nhất: a Sai tuyệt đối phép đo tổng sai số ngẫu nhiên sai số dụng cụ b Kết phép đo tổng giá trò trung bình sai số tuyệt đối phép đo c Nếu đo nhiều lần mà thu giá trò sai số tuyệt đối Đáp đo sai số dụng cụ phép án: d d Tất GV: Nguyễn Văn  11 Câu 3: Sai số dụng cụ thước hình bên a.0,5mm b.1mm c 0,5mm 1mm Đáp án: d d Tất GV: Nguyễn Văn  12 [...]... phép đo tính được là Δt = 0,00256s.Hãy viết kết qủa phép đo trong các trường hợp này: a, Δt lấy một chữ số có nghĩa b, Δt lấy hai chữ số có nghĩa Kết qủa: • a t = (2,2458 ± 0,002)s • b t = (2,2458 ± 0,0025)s 6 Sai số tỉ đối: Là tỉ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị TB ∆A δA = 100 % A Sai số tỉ đối càng nhỏ thì phép đo càng chính xác 7 Cách xác định sai số của phép đo gián tiếp * Sai số tuyệt đối của. .. đo A = A ± ∆A Chú ý :Sai số tuyệt đối của phép đo thu được từ phép tính sai số thường chỉ được viết đến một hoặc tối đa là hai chữ số có nghĩa,còn giá trị được viết đến bật thập phân tương ứng .các chữ số có nghĩa là tất cả các chữ số có trong con số, tính từ trái sang phải ,kể từ chữ số khác không đầu tiên • Ví dụ :Phép đo thời gian đi hết quảng đường S cho giá trị trung bình t = 2,2458s,với sai số phép. .. A= n 4 Cách xác định sai số của phép đo: • Sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo: ∆A1 = A − A1 ∆A2 = A − A2 ∆A3 = A − A3 • Sai số tuyệt đối trung bình (sai số ngẫu nhiên): ∆A1 + ∆A2 + + ∆An ∆A = Nếu n < 5 thì n Sai số tuyệt đối được xác định bằng: ∆A = ∆A + ∆A' Giá trị ∆Acòn gọi là sai số ngẫu nhiên Trong đó sai số dụng cụ thông thường có thể lấy bằng nửa hoặc độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ 5 Cách viết...2 .Sai số ngẫu nhiên: là sai số không rõ nguyên nhân - Sai số ngẫu nhiên là loại sai số do các tác động ngẫu nhiên gây nên VD: người bấm đồng hồ để đo thời gian sớm hay muộn một chut sẽ gây nên sai số Lấy đồng hồ bấm giây có độ chính xác 0,01s để đo thời gian ∆t quả cầu chạy từ A đến B mất bao lâu? v1 O A t1 v2 ∆t B t2 3.Giá trị trung bình: Khi đo n lần cùng một đại lượng A,ta nhận được các giá... đo càng chính xác 7 Cách xác định sai số của phép đo gián tiếp * Sai số tuyệt đối của một tổng hay một hiệu thì bằng tổng các sai số tuyệt đối của các số hạng F = x+ y−z → ∆F = ∆x + ∆y + ∆z * Sai số tỉ đối của một tích hay một thương thì bằng tổng các sai số tỉ đối của các thừa số y F = x → δF = δx + δy + δz z  I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 1.Phép đo các đại lương vật lý. Phép đo một đại lượng vật lý là phép đo so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vò. Phép so sánh trực tiếp nhờ dụng cụ đo gọi là phép đo trực tiếp. Phép đo xác đònh một đại lượng vật lý thông qua một công thức liên hệ với các đại trực lượng đo trực tiếp,gọi là phép đo gián tiếp. Phép đo các đại lượng vật lý là gì ? Trong vật lý người ta đưa ra 2 loại phép đo:phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp. Ví dụ : Các đại lượng vật lý có thể đo trực tiếp như chiều dài, khối lượng ,thời gian… Ví dụ :Phép đo gián tiếp khi tính vận tốc của một viên bi ,ta đo quảng đường,sau đó dùng công thức S V t = I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 2.Đơn vò đo. Tính theo đơn vò hệ SI Hệ đơnvòSI quy đònh 7 đơn vò cơ bản là đơn vò độ dài: mét (m) đơn vò thời gian là :giây(s) đơn vò khối lượng kilôgam(kg) đơn vò nhiệt độ : kenvin(K) đơn vò cường độ dòng điện là ampe(A) cường độ sáng : canđêla (Cd) đơn vò lượng chất :( mol) Ngoài 7 đơn vò cơ bản ,các đơn vò khác là những đơn vò dẫn xuất,được suy ra từ các đơn vò cơ bản theo một công thức. Ví dụ :Đơn vò lực F là Niutơn(N),được đònh nghóa: 1N = 1kg.m/s 2 Một hệ thống các đơn vò đo các đại lượng vật lý đã được quy đònh thống nhất tại nhiều nước trên thế giới,trong đó có Việt Nam,gọi là hệ SI(Système International) Trong các đại lượng vật lý đã biết, đại lượng nào có đơn vò quy đònh theo hệ SI ? I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 1.Sai số hệ thống - Sự sai lệch do chính đặc điểm cấu tạo của dụng cụ đo gây ra,gọi là sai số dụng cụ. - Sai số dụng cụ là không thể tránh khỏi ,thậm chí nó còn tăng lên khi điểm 0 ban đầu bò lệch đi,mà ta sơ suất trước khi đo không hiệu chỉnh lại.Kết quả thu được luôn luôn lớn hơn hoặc nhỏ hơn giá trò đúng của đại lượng cần đo.Sự lệch do những nguyên nhân trên gây ra gọi là sai số hệ thống. Giả sử một vật có độ dài l = 32,7mm.Dùng một thước đo có độ chia nhỏ nhất 1mm đề đo l ,ta chỉ có thể xác đònh được l có giá trò nằm trong khoảng giữa 32mm và 33mm,còn phần lẻ không đọc trên thước đo.Sự sai lệch I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 1.Phép đo các đại lương vật lý. Phép đo một đại lượng vật lý là phép đo so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vò. Phép so sánh trực tiếp nhờ dụng cụ đo gọi là phép đo trực tiếp. Phép đo xác đònh một đại lượng vật lý thông qua một công thức liên hệ với các đại trực lượng đo trực tiếp,gọi là phép đo gián tiếp. Phép đo các đại lượng vật lý là gì ? Trong vật lý người ta đưa ra 2 loại phép đo:phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp. Ví dụ : Các đại lượng vật lý có thể đo trực tiếp như chiều dài, khối lượng ,thời gian… Ví dụ :Phép đo gián tiếp khi tính vận tốc của một viên bi ,ta đo quảng đường,sau đó dùng công thức S V t = I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 2.Đơn vò đo. Tính theo đơn vò hệ SI Hệ đơnvòSI quy đònh 7 đơn vò cơ bản là đơn vò độ dài: mét (m) đơn vò thời gian là :giây(s) đơn vò khối lượng kilôgam(kg) đơn vò nhiệt độ : kenvin(K) đơn vò cường độ dòng điện là ampe(A) cường độ sáng : canđêla (Cd) đơn vò lượng chất :( mol) Ngoài 7 đơn vò cơ bản ,các đơn vò khác là những đơn vò dẫn xuất,được suy ra từ các đơn vò cơ bản theo một công thức. Ví dụ :Đơn vò lực F là Niutơn(N),được đònh nghóa: 1N = 1kg.m/s 2 Một hệ thống các đơn vò đo các đại lượng vật lý đã được quy đònh thống nhất tại nhiều nước trên thế giới,trong đó có Việt Nam,gọi là hệ SI(Système International) Trong các đại lượng vật lý đã biết, đại lượng nào có đơn vò quy đònh theo hệ SI ? I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 1.Sai số hệ thống - Sự sai lệch do chính đặc điểm cấu tạo của dụng cụ đo gây ra,gọi là sai số dụng cụ. - Sai số dụng cụ là không thể tránh khỏi ,thậm chí nó còn tăng lên khi điểm 0 ban đầu bò lệch đi,mà ta sơ suất trước khi đo không hiệu chỉnh lại.Kết quả thu được luôn luôn lớn hơn hoặc nhỏ hơn giá trò đúng của đại lượng cần đo.Sự lệch do những nguyên nhân trên gây ra gọi là sai số hệ thống. Giả sử một vật có độ dài l = 32,7mm.Dùng một thước đo có độ chia nhỏ nhất 1mm đề đo l ,ta chỉ có thể xác đònh được l có giá trò nằm trong khoảng giữa 32mm và 33mm,còn phần lẻ không đọc trên thước đo.Sự sai lệch I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 1.Phép đo các đại lương vật lý. Phép đo một đại lượng vật lý là phép đo so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vò. Phép so sánh trực tiếp nhờ dụng cụ đo gọi là phép đo trực tiếp. Phép đo xác đònh một đại lượng vật lý thông qua một công thức liên hệ với các đại trực lượng đo trực tiếp,gọi là phép đo gián tiếp. Phép đo các đại lượng vật lý là gì ? Trong vật lý người ta đưa ra 2 loại phép đo:phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp. Ví dụ : Các đại lượng vật lý có thể đo trực tiếp như chiều dài, khối lượng ,thời gian… Ví dụ :Phép đo gián tiếp khi tính vận tốc của một viên bi ,ta đo quảng đường,sau đó dùng công thức S V t = I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 2.Đơn vò đo. Tính theo đơn vò hệ SI Hệ đơnvòSI quy đònh 7 đơn vò cơ bản là đơn vò độ dài: mét (m) đơn vò thời gian là :giây(s) đơn vò khối lượng kilôgam(kg) đơn vò nhiệt độ : kenvin(K) đơn vò cường độ dòng điện là ampe(A) cường độ sáng : canđêla (Cd) đơn vò lượng chất :( mol) Ngoài 7 đơn vò cơ bản ,các đơn vò khác là những đơn vò dẫn xuất,được suy ra từ các đơn vò cơ bản theo một công thức. Ví dụ :Đơn vò lực F là Niutơn(N),được đònh nghóa: 1N = 1kg.m/s 2 Một hệ thống các đơn vò đo các đại lượng vật lý đã được quy đònh thống nhất tại nhiều nước trên thế giới,trong đó có Việt Nam,gọi là hệ SI(Système International) Trong các đại lượng vật lý đã biết, đại lượng nào có đơn vò quy đònh theo hệ SI ? I.PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯNG VẬT LÝ 1.Phép đo các đại lượng vật lý. 2.Đơn vò đo. II.SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO 1.Sai số hệ thống. 2.Sai số ngẫu nhiên. 3.Giá trò trung bình. 4.Cách xác đònh sai số của phép đo. 5. Cách viết kết qủa đo 6.Sai số tỉ đối. 7.Cách xác đònh sai số phép đo gián tiếp. 1.Sai số hệ thống - Sự sai lệch do chính đặc điểm cấu tạo của dụng cụ đo gây ra,gọi là sai số dụng cụ. - Sai số dụng cụ là không thể tránh khỏi ,thậm chí nó còn tăng lên khi điểm 0 ban đầu bò lệch đi,mà ta sơ suất trước khi đo không hiệu chỉnh lại.Kết quả thu được luôn luôn lớn hơn hoặc nhỏ hơn giá trò đúng của đại lượng cần đo.Sự lệch do những nguyên nhân trên gây ra gọi là sai số hệ thống. Giả sử một vật có độ dài l = 32,7mm.Dùng một thước đo có độ chia nhỏ nhất 1mm đề đo l ,ta chỉ có thể xác đònh được l có giá trò nằm trong khoảng giữa 32mm và 33mm,còn phần lẻ không đọc trên thước đo.Sự sai lệch ... baeng nhiên sai b Keat quad cuda phetp fio law toang ca giá trị trung bình sai soa tuyeat noai cuủa phép đo c Nếu đo nhiều lần mà chœ thu giau tro thi sai soa tuyệt đối cuua peal No ns Sai soa duing... cuong caấứ Sai: a).s = 2,000 +0,001(m) b).v =1,760+0,014(m/s) c).m = 1,08+0,01(g) d).t = 0,408+0,01(s) Naup aun: d Câu 2: Choin câu nhất: a Sai tuyeat toảäng cuủa \Noai cuda sai số ngẫu số duing... +0,006s Bagi trang 44 SGK Vì đo lần nhong neau cho giau tro nean khoang cou Sai soá cuda cauc laan ho mao hate AS = 1(mm) = s=798+1(mm) ul: chz Bagi trang 44 SGK Bài 9Ì} =_ 2s _ 2:0,798 0,404