Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 7. Sai số của phép đo các đại lượng vật lí tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về t...
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 Người thực hiện: - Hồ Thị Tuyên - Đỗ Thị Minh Hằng - Vũ Thị Mỹ Duyên - Nguyễn Thanh Trinh - Hồ Hoàng Yến Nhi - Đỗ Hà Phương Mở đầu học: Khi nghiên cứu tượng tự nhiên, vật lí học người ta thường dùng phương pháp thực nghiệm từ rút quy luật vật lý Để thực phép đo phải có dụng cụ đo Tuy nhiên kết thu gần Từ ta đặt câu hỏi khái niệm: phép đo đại lượng vật lý gì? Vì có chênh lệch giá trị đại lượng cần đo kết đo? I, PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ HỆ ĐƠN VỊ SI 1) Phép đo đại lượng vật lí - Phép đo đại lượng vật lí phép so sánh với đại lượng loại quy ước làm đơn vị - Công cụ thực phép so sánh dụng cụ đo, phép so sánh trực tiếp qua dụng cụ đo gọi phép đo trực tiếp -Phép đo gián tiếp phép xác định đại lượng vật lí thông qua công thức liên hệ với đại lượng trực tiếp Ví dụ: - Đo chiều dài bàn: + Dùng thước để đo + So sánh độ dài thước với bàn - Để vận tốc vật đó, ta đo gián tiếp cách áp dụng công thức: v= s / t I, PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ HỆ ĐƠN VỊ SI 2) Đơn vị đo Hệ SI quy định đơn vị bản: • Đơn vị độ dài: mét (m) • Đơn vị thời gian: giây (s) • Đơn vị khối lượng: kilogam (kg) • Đơn vị nhiệt độ (K) • Đơn vị cường độ dòng điện: ampe (A) • Đơn vị cường độ sáng: canđêla (Cd) • Đơn vị lượng chất: mol (mol) II, SAI SỐ PHÉP ĐO Sai số dụng cụ đo: Là sai lệch đặc điểm cấu tạo dụng cụ đo gây => Sai số hệ thống Nguyên nhân gây sai số: Sai số ngẫu nhiên: nguyên nhân không kiểm soát được, chẳng hạn thao tác người đo không chuẩn, điều kiện làm thí nghiệm không ổn định II, SAI SỐ PHÉP ĐO Giá trị trung bình Khi đo n lần đại lượng A, ta nhận giá trị khác nhau: A1, A2, A3, …, An Công thức tính giá trị trung bình: A = A1+A2+…+An n Cách xác định sai số phép đo Sai số tuyệt đối -Trị tuyệt đối hiệu số giá trị trung bình giá trị lần đo => sai số tuyệt đối ứng với lần đo - Trong trường hợp n thay số cụ thể từ lần đo vào Từ tính [...]... 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 ... có chênh lệch giá trị đại lượng cần đo kết đo? I, PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ HỆ ĐƠN VỊ SI 1) Phép đo đại lượng vật lí - Phép đo đại lượng vật lí phép so sánh với đại lượng loại quy ước làm... lớn sai số tuyệt đối - Các kí hiệu A1, … đai lượng không âm Công thức -Sai số tuyệt đối trung bình n lần: - Sai số tuyệt đối phép đo: Sai số tuyệt đối Sai số tuyệt đối phép đo tổng sai số ngẫu... đại lượng cần đo, tính phần trăm: Cách xác định sai số phép đo gián tiếp - Các quy tắc: a, Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng b, Sai số tỉ đối tích hay thương tổng sai