Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10 – Chân Trời Sáng Tạo: tại đây
Mở đầu trang 15 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Các loại đơn vị đo:
+ Đơn vị đo độ dài: m, km, cm, …
+ Đơn vị đo vận tốc, tốc độ: m/s, km/h, …
+ Đơn vị đo thời gian: giây, giờ, phút, …
+ Đơn vị đo lực: Niuton (N)
…
– Các loại sai số có thể gặp:
+ Sai số ngẫu nhiên
+ Sai số hệ thống
– Cách hạn chế các loại sai số:
+ Khắc phục sai số ngẫu nhiên: thực hiện nhiều lần đo, lấy giá trị trung bình để hạn chế sự phân tán của số liệu đo.
+ Khắc phục sai số hệ thống: thường xuyên hiệu chỉnh dụng cụ đo, sử dụng thiết bị đo có độ chính xác cao.
Câu hỏi 1 trang 15 Vật Lí 10:
Lời giải:
Một số đại lượng vật lí mà các em được học ở môn Khoa học tự nhiên
– Chiều dài: đơn vị mét
– Khối lượng: đơn vị kg
– Thời gian: đơn vị giây
– Nhiệt độ: đơn vị Kelvin
– Cường độ dòng điện: ampe
Thứ nguyên
Câu hỏi 2 trang 16 Vật Lí 10:
Lời giải:
|
Đơn vị |
Thứ nguyên |
|
– Đơn vị đo lường là đại lượng vật lý được xác định làm đơn vị chuẩn và được dùng thống nhất trong phạm vi cả nước theo quy định của pháp luật hiện hành để xác định trọng lượng, khối lượng, kích thước hay trạng thái… của một sự vật, hiện tượng. – Đơn vị đo lường bao gồm các đơn vị cơ bản, đơn vị dẫn xuất, đơn vị hợp pháp. Trong các đơn vị đo có một số đơn vị mà độ lớn được chọn độc lập với những đơn vị khác, đó là những đơn vị cơ bản như: mét, giây, kilogam… – Hệ thống đơn vị đo lường chính xác và được sử dụng phổ biến nhất là hệ thống đo lường quốc tế hay còn được gọi là hệ thống đo lường SI. Ví dụ: + Đơn vị của chiều dài là m, đơn vị thời gian là s. Đơn vị dẫn xuất tốc độ là m/s. + Đơn vị hợp pháp của tốc độ là m/s. |
– Thứ nguyên của một đại lượng là quy luật nêu lên sự phụ thuộc của đơn vị đo đại lượng đó vào các đơn vị cơ bản. – Thứ nguyên của một đại lượng X được biểu diễn dưới dạng [X]. – Thứ nguyên là sự tổng quát hóa của đơn vị, trong đó ta không còn coi trọng đến sự thể hiện cụ thể của đơn vị nữa mà chỉ xét đến bản chất của đơn vị đó. Thí dụ như km, inch, μm, dặm, hải lý là các đơn vị khác nhau nhưng chúng có một bản chất chung, đó là khoảng cách hay chiều dài, như vậy các đơn vị này có cùng thứ nguyên. – [X] có thể được biểu diễn bằng một đơn thức lập bởi tích của các thứ nguyên cơ bản với số mũ nào đó. Các số mũ này có thể dương hay âm. Cách biểu diễn này được gọi là công thức thứ nguyên. Ví dụ: Gia tốc là sự biến đổi của vận tốc trong một đơn vị thời gian: [gia tốc] = [ v ậ n t ố c ] [ t h ờ i g i a n ] = L . T – 1 T =L.T-2 |
Câu hỏi 3 trang 17 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Ta có: Khối lượng của một mét khối một chất gọi là khối lượng riêng của chất đó (ρ).
[khối lượng riêng] =
[
k
h
ố
i
l
ư
ợ
n
g
]
[
t
h
ể
t
í
c
h
]
=
M
L
3
= M.L3
– Đơn vị của ρ trong hệ SI là kg/m3.
Vận dụng mối liên hệ giữa đơn vị dẫn xuất với 7 đơn vị cơ bản của hệ SI
Luyện tập trang 17 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Đơn vị cơ bản của kích thước là mét (m).
2,5 pm = 2,5.10-12 m.
– Đơn vị cơ bản của cường độ dòng điện là ampe (A).
2 mA = 2.10-3 A.
– Các tiếp đầu ngữ của 2 đơn vị trên là
Vận dụng trang 17 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Từ F = – k.v2 (dấu “-” thể hiện ngược chiều chuyển động).
Vận tốc có thứ nguyên là M.T-1 nên v2 có thứ nguyên là M2.T-2.
Thứ nguyên của k là
M
.
L
.
T
−
2
M
2
.
T
−
2
=
L
– Đơn vị của k trong hệ SI là mét (m).
Câu hỏi 4 trang 18 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Ta có công thức tính khối lượng riêng: ρ =
m
V
. Vậy để đo được khối lượng riêng của một quả cân ta thực hiện phép đo gián tiếp thông qua công thức liên hệ với các đại lượng đo trực tiếp là khối lượng và thể tích của quả cân.
– Phương án đo khối lượng riêng của một quả cân trong phòng thí nghiệm như sau:
+ Bước 1: Đo khối lượng bằng cân, ta bấm ON/OFF để màn hình hiển thị, đặt quả cân lên, đọc số hiện trên màn là khối lượng của quả cân.
+ Bước 2: Đo thể tích của quả cân bằng bình chia độ, đổ nước vào bình chia độ đến một vạch xác định, ghi lại kết quả đó. Sau đó thả quả cân vào bình chia độ, ghi lại kết quả.
Vquả cân = Vnước + quả cân – Vnước
+ Bước 3: Áp dụng công thức tính khối lượng riêng ρ =
m
V
để tính khối lượng riêng của quả cân.
Các loại sai số của phép đo
Câu hỏi 5 trang 19 Vật Lí 10:
Lời giải:
a) Nguyên nhân gây ra sai số trong trường hợp này là do kĩ thuật đo, đặt vật cần đo chưa đúng cách. Sửa lại: đặt bút trùng với cạnh thước, một đầu bút thẳng với vạch chia số 0.
b) Nguyên nhân gây ra sai số trong trường hợp này là do chủ quan của người đo, đặt mắt sai cách. Sửa lại: đặt mắt thẳng góc với thước.
c) Nguyên nhân gây ra sai số trong trường hợp này là do quy trình đo, chưa hiệu chỉnh cân. Sửa lại: hiệu chỉnh kim chỉ thị về vạch số 0.
Câu hỏi 6 trang 19 Vật Lí 10:
Lời giải:
Sai số dụng cụ được xác định bằng nửa độ chia nhỏ nhất.
a) ĐCNN của thước là 1 cm. Sai số dụng cụ là 0,5 cm.
b) ĐCNN của thước là 0,1 cm. Sai số dụng cụ là 0,05 cm.
Câu hỏi 7 trang 19 Vật Lí 10:
Lời giải:
Phương án hạn chế sai số khi thực hiện phép đo là:
+ Thường xuyên hiệu chỉnh dụng cụ đo.
+ Sử dụng thiết bị đo có độ chính xác cao.
+ Thực hiện phép đo đúng kĩ thuật, đúng qui trình.
Luyện tập trang 20 Vật Lí 10:
Lời giải:
Để đo chiều dài của cây bút chì, em nên sử dụng loại thước trong hình 3.3b có ĐCNN là 1 mm vì khi dụng cụ đo có ĐCNN càng nhỏ thì độ chính xác của kết quả đo càng cao.
Vận dụng trang 20 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Những sai số có thể mắc phải:
+ Sai số do chưa hiệu chỉnh cân về vạch chia số 0.
+ Sai số do đặt lệch đĩa cân.
– Cách hạn chế sai số:
+ Hiệu chỉnh kim chỉ thị về vạch số 0.
+ Đặt đĩa cân thăng bằng.
Luyện tập trang 22 Vật Lí 10:
a
=
51
±
1
c
m
và
b
=
49
±
1
c
m
. Trong các đại lượng được tính theo các cách sau đây, đại lượng nào có sai số tương đối lớn nhất:
A. a + b .
B. a – b.
C. a x b.
D.
a
b
.
Lời giải:
Đáp án đúng là: B
Từ a = 51±1cm =>
a
¯
= 51cm; ∆a = 1cm; b = 49±1cm =>
b
¯
= 49cm; ∆b = 1cm;
Ta xét các trường hợp:
+ Với biểu thức (a + b) có sai số là
δ
F
=
Δ
F
F
¯
=
Δ
a
+
Δ
b
a
¯
+
b
¯
=
1
+
1
51
+
49
=
0
,
02
c
m
+ Với biểu thức (a – b) có sai số là
δ
F
=
Δ
F
F
¯
=
Δ
a
+
Δ
b
a
¯
−
b
¯
=
1
+
1
51
−
49
=
1
c
m
+ Với biểu thức (a x b) và
a
b
đều có sai số là:
δ
F
=
δ
a
+
δ
b
=
Δ
a
a
¯
+
Δ
b
b
¯
=
1
51
+
1
49
≈
0
,
04
c
m
Vận dụng trang 22 Vật Lí 10:
Sai số tuyệt đối của phép đo:
Δ
m
=
Δ
m
¯
+
Δ
m
d
c
=
?
Sai số tương đối của phép đo:
δ
m
=
Δ
m
m
¯
.100
%
=
?
Kết quả phép đo:
m
=
m
¯
±
Δ
m
Lời giải:
|
Lần đo |
m (kg) |
(kg) |
|
1 |
4,2 |
0,1 |
|
2 |
4,4 |
0,1 |
|
3 |
4,4 |
0,1 |
|
4 |
4,2 |
0,1 |
|
Trung bình |
m ¯ = 4 , 3 k g |
Δ m ¯ = 0 , 1 k g |
Giá trị trung bình:
m
¯
=
m
1
+
m
2
+
m
3
+
m
4
4
=
4
,
2
+
4
,
4
+
4
,
4
+
4
,
2
4
=
4
,
3
k
g
Sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo:
Δ
m
1
=
m
¯
−
m
1
=
4
,
3
−
4
,
2
=
0
,
1
k
g
Δ
m
2
=
m
¯
−
m
2
=
4
,
3
−
4
,
4
=
0
,
1
k
g
Δ
m
3
=
m
¯
−
m
3
=
4
,
3
−
4
,
4
=
0
,
1
k
g
Δ
m
4
=
m
¯
−
m
4
=
4
,
3
−
4
,
2
=
0
,
1
k
g
Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo:
Δ
m
¯
=
Δ
m
1
+
Δ
m
2
+
Δ
m
3
+
Δ
m
4
4
=
0
,
1
k
g
Sai số tuyệt đối của phép đo:
Δ
m
=
Δ
m
¯
+
Δ
m
d
c
= 0,1 + 0,1 = 0,2
Sai số tương đối của phép đo:
δ
m
=
Δ
m
m
¯
.100
%
=
0
,
2
4
,
3
.100
%
=
4
,
65
%
Kết quả phép đo:
m
=
m
¯
±
Δ
m
=
4
,
3
±
0
,
2
k
g
Bài 1 trang 23 Vật Lí 10: Hãy phân tích thứ nguyên và thiết lập mối liên hệ giữa đơn vị của các đại lượng khối lượng riêng ρ , công suất P , áp suất p với đơn vị cơ bản.
Lời giải:
– Thứ nguyên của khối lượng riêng ρ là:
[khối lượng riêng] =
[
k
h
ố
i
l
ư
ợ
n
g
]
[
t
h
ể
t
í
c
h
]
=
M
L
3
=
M
.
L
–
3
Đơn vị của khối lượng riêng là
ρ
=
m
V
=
k
g
m
3
– Thứ nguyên của công suất P là
[công suất] =
[
l
ự
c
]
.
[
q
u
ã
n
g
đ
ư
ờ
n
g
]
[
t
h
ờ
i
g
i
a
n
]
=
M
.
L
.
T
–
2
.
L
T
=
M
.
L
2
.
T
–
3
Đơn vị của công suất là
P=
F
.
s
t
=
N
.
m
s
=
k
g
.
m
2
s
3
– Thứ nguyên của áp suất p là
[áp suất] =
[
á
p
l
ự
c
]
[
d
i
ệ
n
t
í
c
h
]
=
M
.
L
.
T
2
L
2
=
M
.
L
–
1
.
T
–
2
Đơn vị của áp suất là
p
=
F
s
=
N
m
2
=
k
g
m
.
s
2
Bài 2 trang 23 Vật Lí 10: Bảng 3P.1 thể hiện kết quả đo đường kính của một viên bi thép bằng thước kẹp có sai số dụng cụ là 0,02 mm. Tính sai số tuyệt đối, sai số tương đối và biểu diễn kết quả phép đo có kèm theo sai số.
Lời giải:
|
Lần đo |
d (mm) |
|
|
1 |
6,32 |
0,01 |
|
2 |
6,32 |
0,01 |
|
3 |
6,32 |
0,01 |
|
4 |
6,32 |
0,01 |
|
5 |
6,34 |
0,01 |
|
6 |
6,34 |
0,01 |
|
7 |
6,32 |
0,01 |
|
8 |
6,34 |
0,01 |
|
9 |
6,32 |
0,01 |
|
Trung bình |
d ¯ = 6 , 33 |
Δ d ¯ = 0 , 01 |
Giá trị trung bình:
d
¯
=
d
1
+
d
2
+
…
+
d
9
9
=
6
,
33
m
m
Sai số tuyệt đối trung bình của phép đo là:
Δ
d
¯
=
Δ
d
1
+
Δ
d
2
+
…
+
Δ
d
9
0
=
0
,
01
m
m
Sai số tuyệt đối của phép đo:
Δ
d
=
Δ
d
¯
+
Δ
d
d
c
= 0,01 + 0,01 = 0,02 mm
Sai số tương đối của phép đo:
δ
d
=
Δ
d
d
¯
.100% =
0
,
02
6
,
33
.100% = 0,32%
Kết quả phép đo:
d
=
d
¯
±
Δ
d
=
6
,
33
±
0
,
02
m
m