BÀI 3: ĐƠN VỊ VÀ SAI SỐ TRONG VẬT LÍ
Ảnh
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 3 ĐƠN VỊ VÀ SAI SỐ TRONG VẬT LÍ
Mở đầu
Nội dung bài học
- Đơn vị và thứ nguyên. - Các loại sai số đơn giản và cách hạn chế.
Đơn vị và thứ nguyên
Thảo luận 1
Hình vẽ
Trả lời
- Lực: đơn vị newton (N). - Điện trở: đơn vị ohm (Ω). - Tốc độ: đơn vị mét/giây (m/s). - Quãng đường: đơn vị mét (m), kilomet (km),... - Thời gian: đơn vị giây, giờ,...
Hệ đơn vị SI, đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất
Ảnh
Ảnh
Ngoài 7 đơn vị cơ bản, những đơn vị còn lại được gọi là đơn vị dẫn xuất. Mọi đơn vị dẫn xuất đều có thể phân tích thành các đơn vị cơ bản dựa trên các mội liến hệ giữa các đại lượng tương ứng.
Thảo luận 2
Hình vẽ
Trả lời
Phân biệt đơn vị và thứ nguyên: Thứ nguyên là một khái niệm gắn liền với các đại lượng vật lí, không bao gồm số đo đại lượng đó. Trong khi đơn vị luôn kết hợp với một con số diễn tả độ lớn của đại lượng cần đo. Ví dụ: chiều dài, độ cao, độ sâu, quãng đường đi được đều chỉ có một thứ nguyên là [chiều dài] L, trong khi lại có thể được đo bằng nhiều đơn vị khác nhau như mét, xentimet, hải lí, dặm, feet,...
Lưu ý
Lưu ý: Trong các biểu thức vật lí: - Các số hạng trong phép cộng hoặc trừ phải có cùng thứ nguyên - Hai vế của một biểu thức vật lí phải có cùng thứ nguyên.
Thảo luận 3
Hình vẽ
Trả lời
- Dựa vào công thức tính khối lượng tiêng: ρ = latex(m/V), ta có thứ nguyên của là Mlatex(L^(-3)). - Đơn vị của ρ theo hệ SI là kglatex(m^(-3)) hoặc kg/latex(m^3).
Các phép đo trong Vật lí
Thảo luận 4
Với các dụng cụ là bình chia độ (ca đong) (Hình 3.1a) và cân (Hình 3.1b), đề xuất phương án đo khối lượng riêng cua một quả cân trong phòng thí nghiệm.
Ảnh
Trả lời
- Dùng bình chia độ để đo thể tích của vật. - Dùng công thức tính khối lượng riêng của vật. - Dùng công thức tính khối lượng riêng ρ = latex(m/V) để tìm ra khối lượng riêng của vật.
Các phép đo trong Vật lí
Phép đo các đại lượng vật lí là phép so sánh chúng với đại lượng cùng lại được quy ước làm đơn vị - Phép đo trực tiếp: giá trị của đại lượng cần đo được đọc trực tiếp trên dụng cụ đo (ví dụ như đo khối lượng bằng cân, đo thể tích bằng bình chia độ). - Phép đo gián tiếp: giá trị của đại lượng cần đo được xác định thông qua các đại lượng được đo trực tiếp (ví dụ như đo khối lượng riêng).
Các loại sai số của phép đo
Thảo luận
1. Quan sát Hình 3.2 và phân tích các nguyên nhân gây ra sai số của phép đo trong các trường hợp được nêu.
2. Quan sát hình 3.3, em hãy xác định sai số dụng cụ của hai thước đo.
Ảnh
Ảnh
Trả lời
1. Các nguyên nhân gây sai số là: a) Vật cần đô không được đặt song song với thước và không được đặt tại điểm 0 của thước. b) Góc nhìn sai. c) Không căn chỉnh dụng cụ đo về mức 0 trước khi đo. 2. Sai số dụng cụ - Hình a: sai số dụng cụ là latex((0,5)/2)cm = 0,25 cm = 2,5mm. - Hình b: sai số dụng cụ là latex(1/2) mm = 0,5 mm.
Vận dụng
Sai số có thể mắc phải: - Chưa điều chỉnh cân về giá trị 0kg - Khối lượng trái cây có thể nặng hơn giới hạn đo của cân - Đĩa cần không đặt nằm ngang dẫn đến việc đo khối lượng không chính xác. Cách hạn chế: Cần điều chỉnh cân về 0 kg trước khi tiến hành đo, lựa chọn cân có giới hạn đo phù hợp với khối lượng vật cần đo, điều chỉnh đĩa nằm ngang.
Ảnh
Các loại sai số
a) Sai số hệ thống Sai số hệ thống là sai số có tính quy luật và được lặp lại ở tất cả các lần đo. Sai số hệ thống làm cho giá trị đo tăng hoặc giảm một lượng nhất định so với giá trị thực. b) Sai số ngẫu nhiên Sai số ngẫu nhiên là sai số xuất phát từ sai sót, phản xạ của người làm thí nghiệm hoặc từ những yếu tố ngẫu nhiên bên ngoài. Sai số này thường có nguyên nhân không rõ ràng và dẫn đến sự phân tán của các kết quả đo xung quanh một giá trị trung bình.
Sai số trong phép đo
Cách biểu diễn sai số
Khi tiến hành đo đạc, giá trị x của một đại lượng vật lí thường được ghi dưới dạng x = latex(barx pm ∆x) với latex(barx) là giá trị trung bình của đại lượng cần đo khi tiến hành phép đo nhiều lần latex(barx = (x_1 + x_2 + x...+ x_n)/n) Giá trị trung bình có thể xem là giá trị gần đúng nhất với giá trị thật sự của đại lượng vật lí cần đo.
Cách xác định sai số
Nguyên tắc xác định sai số trong phép đo gián tiếp như sau: - Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu bằng tổng sai số tuyệt đối của các số hạng: Nếu F = latex(x pm y pm z,.. thì ∆F = ∆x + ∆y + ∆z,...) - Sai số tương đối của một tích hoặc một thương bằng tổng sai số tương đối của các thừa số: Nếu F = latex(x^m(y^n)/(z^k) thì deltaF = m deltax + n deltay + k deltaz) Lưu ý: latex(sqrt(x)) có thể được viết lại thành latex(x^n với n = 1/m). Các chữ số có nghĩa bao gồm: Các chứ số khác 0, các chữ số 0 nằm giữa hai chữ số khác 0 hoặc nằm bên phải của dấu thập phân và một chữ số khác 0.
Bài tập
Bài 1
Bài tập trắc nghiệm
Đơn vị nào sau đây không thuộc thứ nguyên L [Chiều dài]?
A. Dặm
B. Hải lí
C. Năm ánh sáng
D. Năm
Bài 2
Bài tập trắc nghiệm
Chọn đáp án có từ/cụm từ thích hợp để hoàn thành các câu sau: - Các số hạng trong phép cộng (hoặc trừ) phải có cùng (1)... và nên chuyển về cùng (2)... - (3)... của một biểu thức vật lí phải có cùng thứ nguyên.
A.(1) đơn vị; (2) thứ nguyên; (3) Đại lượng.
B.(1) thứ nguyên; (2) đại lượng; (3) Hai vế.
C.(1) thứ nguyên; (2) đơn vị; (3) Hai vế.
Bài 3
Bài tập trắc nghiệm
Đáp án nào sau đây gồm một đơn vị cơ bản và một đơn vị dẫn xuất?
A. Mét, kilogam.
B. Niuton, mol.
C. Paxcan, jun.
D. Candela, kenvin.
Bài 4
Bài tập trắc nghiệm
Giá trị nào sau đây có 2 chữ số có nghĩa?
A. 201 m.
B. 0.02 m.
C. 20 m.
D. 210 m.
Bài 5
Bài tập trắc nghiệm
Một bánh xe có bán kính R = 10,0 ± 0,5 cm. Sai số tương đối của chu vi bánh xe là
A. 0,05%
B. 5%
C. 10%
D.25%