Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG THPT LƯƠNG PHÚ

( Tài liệu dùng cho bồi dưỡng HSG THTN)

.

- page1 -


Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÍ.
1. Sai số phép đo
Ta luôn luôn mong đợi một kết quả đo chính xác, tuy nhiên trong mọi phép đo, ta không thể nhận
được giá trị thực của đại lượng đo, mà chỉ nhận được giá trị gần đúng. Có nghĩa là giữa giá trị thực và giá trị
cho bởi công cụ có sai số.
Có nhiều nguyên nhân gây ra sai số phép đo. Trước hết là do các công cụ đo có độ chính xác giới hạn,
gây ra sai số dụng cụ. Tiếp theo là do các nguyên nhân không kiểm soát được, chẳng hạn do thao táccủa
người đo không chuẩn, điều kiện làm thí nghiệm không ổn định... gây ra sai số ngẫu nhiên. Sai số ngẫu
nhiên không do một nguyên nhân rõ ràng nào cả làm cho kết quả phép đo kém tin cậy. Cần kể đến một
nguyên nhân nữa làm cho kết quả đo luôn lớn hơn hoặc luôn nhỏ hơn giá trị thực, thường do điểm 0 ban đầu
của dụng cụ đo bị lệch đi, do hạn chế của dụng cụ đo cộng với sơ suất của người đo gọi là sai số hệ thống.
2. Cách xác định sai số phép đo trực tiếp
Để khắc phục, người ta lặp lại phép đo nhiều lần. Khi đo n lần cùng một đại lượng A, ta nhận được các giá


Kiều Thanh Bắc
THPT Lương Phú
Kết quả đo đại lượng A không cho dưới dạng một con số, mà cho dưới dạng một khoảng giá trị, mà chắc
chắn giá trị thực A nằm trong khoảng này:
A = A ± ∆A
* Chú ý:
Sai số tuyệt đối ΔA thu được từ phép tính sai số thường chỉ được viết đến một hoặc tối đa là 2 chữ số có
nghĩa, còn trị trung bình được viết đến bậc 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 0 đầu tiên.
Ví dụ: Phép đo độ dài quãng đường s cho ta giá trị trung bình 1,36832m, với sai số phép đo được tính là
0,0031 m, thì kết quả đo được viết, với Δs lấy một chữ số có nghĩa, như sau:
s = 1,36832m ∆s = 0, 0031m suy ra s = 1,368 ± 0, 003m
h) Sai số tỉ đối.
∆A
δA =
.100%
A
Sai số tỉ đối càng nhỏ thì pháp đo càng chính xác.
3. Cách xác định sai số phép đo gián tiếp
Để xác định sai số của phép đo gián tiếp, ta có thể vận dụng các quy tắc sau đây:
a) Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu, thì bằng tổng các sai số tuyệt đối của các số hạng.
b) Sai số tỉ đối của một tích hay thương, thì bằng tổng các sai số tỉ đối của các thừa số.
Ví dụ: Giả sử F là đại lượng đo gián tiếp, còn X, Y, Z là những đại lượng đo trực tiếp.
Nếu F = X + Y - Z thì

F=

X+


ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO.
I.

Mục đích thí nghiệm:

-

Đo được thời gian rơi t của một vật trên những quãng đường s khác nhau.
Vẽ và khảo sát đồ thị s ~ t2 . Nhận xét về tính chất của chuyển động rơi tự do.
Xác định gia tốc rơi tự do

II.

Cơ sở lý thuyết :

- Khi một vật chuyển động nhanh dần đều không vận tốc đầu, thì
1 2
2s
at  khi vật rơi tự do thì ta có g = 2
2
t

s=

Đo được s, t ta sẽ tìm được gia tốc g ( khoảng từ 9 – 10 m/s2)
-

Đồ thị s ~ t2 có dạng là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ với hệ số góc là tan α =

III.

của vật. Ghi giá trị s0 vào bảng 1.
4.Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách s 0 một khoảng s = 50 mm .
Nhấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0000.
5.Ấn nút trên hộp công tắc để thả vật rơi, rồi nhả nhanh nút trước khi vật rơi đến cổng
quang điện E (*) . Ghi thời gian rơi của vật vào bảng 1. Lặp lại phép đo trên 3 lần ghi vào bảng 1.
6.Nới lỏng vít hãm và dịch cổng quang điện E về phía dưới, cách vị trí s 0 một khoảng s lần
lượt bằng 200mm; 450 mm; 800 mm. ứng với mỗi giá trị của s, thả vật rơi và ghi thời gian t tương
ứng vào bảng 1. Lặp lại 3 lần phép đo.

Kết thúc thí nghiệm : Nhấn khoá K , tắt điện đồng hồ đo thời gian hiện số.
- page4 -


Kiều Thanh Bắc

V.
-

THPT Lương Phú

Báo cáo thí nghiệm :
Lập bảng lấy giá trị các lần đo t với các s khác nhau ( cho các giá trị s bất kỳ  đo được
khoảng thời gian t), lấy khoảng 2 – 3 giá trị của s, mỗi một s đo ba lần t sau đó lấy trung bình
Nên điều chỉnh làm sao cho s0 = 0 mm ( dùng thước ba chiều)
Lần đo
s (m)

-

Thời gian rơi

Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

Bài 2:

ĐO HỆ SỐ MA SÁT
I. Mục đích thí nghiệm :
- Dùng PP động lực học để nghiên cứu lực ma sát tác dụng vào vật chuyển động trên mặt
phẳng nghiêng.
- Đo hệ số ma sát trượt, so sánh với giá trị thu được trong SGK Lý 10 CB ( trang 76, bảng
13.1)
II. Cơ sở lý thuyết :
- Khi một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng với góc α0 nhỏ so với phương nằm ngang.
- Khi ta tăng dần độ nghiêng của mặt phẳng α ≥ α0 thì vật chuyển động trượt với gia tốc a và µt
– gọi là hệ số ma sát trượt :
a = g (sin α - µtcos α )
Bằng cách đo a và α ta tìm được hệ số ma sát trượt :
Gia tốc a được xác định bằng công thức a =

µ t = tan α −

a
g cos α

2s
t2

III.
Dụng cụ thí nghiệm :

- page6 -


Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

5. Đồng hồ đo thời gian làm việc ở MODE A↔ B, thang đo 9,999s. Nhấn khoá K để bật
điện cho đồng hồ.
6. Xác định vị trí ban đầu s0 của trụ thép : Đặt vật trụ kim loại lên đầu A của máng nghiêng,
sát với nam châm, mặt đáy tiếp xúc với mặt phẳng nghiêng. Dùng miếng ke áp sát mặt nghiêng,
đẩy ke đến vị trí chạm vào trụ kim loại, để xác định vị trí đầu s 0 của trụ trên thước đo. Ghi giá trị s0
vào bảng 1.
Nới lỏng vít để dịch chuyển cổng quang điện E đến vị trí cách s0 một khoảng s = 400mm, rồi
vặn chặt vít, cố định vị trí cổng E trên máng nghiêng.
7. Lặp lại thí nghiệm 3 lần và ghi các giá trị đo được vào bảng 1.

Kết thúc thí nghiệm : Tắt điện đồng hồ đo thời gian.
V. Báo cáo thí nghiệm :
-

Lập bảng đo hệ số ma sát
α0 = ……………….;
s0 = 0 mm
;
Lần đo

t

α = ………………….


Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

Bài 3:

ĐO HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
I.
-

Mục đích :
Khảo sát hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng.
Đo hệ số căng bề mặt.

II.

Cơ sở lý thuyết:

- Mặt thoáng của chất lỏng luôn có lực căng, theo phương
tiếp tuyến với mặt thoáng. Những lực căng này làm cho mặt
thoáng chất lỏng tại nơi tiếp xúc có xu hướng co lại đến diện tích
nhỏ nhất ( lực căng này cũng là một nguyên nhân giải thích tại
sao nhền nhện nước lại có thể đi trên mặt nước và một vài hiện
tượng khác …). Nhìn chung, lực căng này rất nhỏ N
3. Lực kế 0,1N có độ chia nhỏ
nhất là 0, 001 N
4. Hai cốc nhựa đựng nước có ống cao su nối với nhau.
5. Giá treo lực kế.
- page8 -


Kiều Thanh Bắc

IV.

THPT Lương Phú

Lắp ráp thí nghiệm :

1. Lấy thước kẹp xác định đường kính trong d và
đường kính ngoài D của vòng nhôm. ( xác định 3
lần)
2. Lau sạch chiếc vòng bằng giấy mềm, móc dây
treo vòng vào lực kế 0,1 N. Treo lực kế lên thanh
ngang để đo trọng lượng P của vòng ( đo khoảng
3
lần giá trị của P)
3. Đổ vào hai cốc nước khoảng 50 – 60% dung tích
mỗi cốc. Để hai cốc ngang bằng nhau, cho mực
nước trong hai cốc không chêch lệch nhau nhiều.
4. Đặt vòng nhôm ( cốc A)vào một cốc sao cho
khoảng 50% vòng nhôm nhúng vào trong nước. Cốc còn lại ( cốc B) đặt sao cho lượng nước
trong cốc kia chảy qua ( mực nước trong cốc đựng vòng nhôm hạ thấp xuống ). Có thể đặt
cốc đựng vòng nhôm lên cao hơn cốc kia.

∆D (mm)

d (mm)

∆d (mm)

1
2
3
Giá trị trung bình
Giá trị trung bình của hệ số căng mặt ngoài:
σ =

Tính sai số của phép đo :

FC
=……………..…….
π (D + d )

∆σ =

σ max − σ min
=………………
2
- page9 -


Kiều Thanh Bắc

σ = σ ± ∆σ =…………….


49.50

19.50

0.33

3

30.00

49.00

19.00

0.17

Giá trị trung bình

30.00

49.17

19.17

0.33

Độ chia nhỏ nhất của thước kẹp : 0, 05 mm
Lần đo


41.750

0.020

39.05

0.05

Giá trị trung bình

41.770

0.023

39.05

0.05

Giá trị trung bình của hệ số căng mặt ngoài:
σ =

Tính sai số của phép đo :
Viết kết quả của phép đo:

FC
=
π (D + d )

75,50.10-3 N/m


1. Tổng hợp hai lực đồng quy :
Để tổng hợp hai lực đồng quy ta sử dụng quy tắc
hình bình hành. Trong thí nghiệm, ta cho hai lực cùng
tác dụng vào một điểm của vật ( ta tính toán bằng lý
thuyết và và kiểm chứng bằng thực nghiệm). Chúng ta
sẽ dùng trường hợp đặc biệt: hai lực hợp nhau một góc
900.
2. Tổng hợp hai lực song song cùng chiều :
Hợp lực của hai lực P1 và P2 song song, cùng chiều,
tác dụng vào một vật rắn, là một lực P song song, cùng
chiều với hai lực, có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực
đó. P=P1+P2. Điểm đặt của lực R được xác định

A

G

B

P1
P

P2

F1 l 2 GB
= =
Trong bài này, ta cho hai lực P1 và P2 cùng
F2 l1 AG

tác dụng vào một vật ( thước thẳng) rồi dùng các công thức trên xác định bằng lý thuyết, sau đó

- page11 -


Kiều Thanh Bắc

IV.

THPT Lương Phú

Lắp ráp thí nghiệm :

1. Tổng hợp hai lực đồng quy:
a. Buộc một đầu của dây cao su vào đế của nam châm được đặt gần điểm giữa cạnh dưới
của bảng sắt, còn đầu kia của dây cao su được thắt vào giữa một dây chỉ bền. Hai đầu dây chỉ
này móc vào hai lực kế ống của đế nam châm.
b. Đặt hai lực kế tạo theo hai phương vuông
góc sao cho dây cao su hướng theo phương thẳng
đứng và dãn ra đến một vị trí nào đó ( nên chọn sao
cho ở vị trí đó, hai lực kế chỉ một giá trị nhất định,
càng chẵn càng tốt ).
c. Dùng bút lông đánh dấu các vị trí này của
dây cao su, và vẽ các vectơ lực theo một tỷ lệ xích
chọn trước ( có ba lực : F 1, F2 hướng theo hai
phương của dây chỉ gắn lực kế; R hướng theo
phương dây cao su)..
d. Dùng quy tắc hình bình hành xác định hợp
lực R của hai lực F1, F2 . Đo chiều dài l của R và tính giá trị của R theo tỷ lệ xích chọn trước 
ghi các giá trị của l và R vào bảng.
e. Dùng lực kế xác định lại giá trị của R bằng thực nghiệm ( gọi là R 1) bằng cách kéo lực
kế ra đến vị trí của dây cao sụ đã đánh dấu ở bước c.

THPT Lương Phú

Bảng: Tổng hợp hai lực đồng quy
Lần
TN
1
2

F1
(N)

F2
(N)

Tỷ lệ xích

R từ hình vẽ
l (mm) R(N)

R1

R2

R từ đo đạt
∆R
R = R ±∆ R
R

1mm ứng với :….N
1mm ứng với :…..N


- page13 -


Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

Bài 5 :

XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG
CỦA MỘT PIN ĐIỆN HÓA
I.
Mục đích :
- Áp dụng biểu thức hiệu điện thế của đoạn mạch chứa nguồn điện và định luật Ohm đối với
toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa.
- Sử dụng các đồng hồ đo điện vạn năng để đo các đại lượng trong mạch điện ( đo U và I)
II.
Cơ sở lý thuyết:
ĐL Ôm cho đoạn mạch chứa nguồn điện:
ξ, r
R0
U = E – I(R0 + r).
Mặc khác : U = I( R+RA)
V
Suy ra :
E
K
R
I = IA =


0

2. Phương án 2:
a. Từ :
I=

Đặt :

E
R + RA + R0 + r

1
y = ; x = R;
I

⇒

y

1 1
= ( R + RA + R0 + r )
I E

b = RA + R0 + r ⇒ y =

1
( x + b)
E


Pin cũ, pin mới cần xác định.
Biến trở núm xoay ( có giá trị từ 10 - 100Ω).
Hai đồng hồ đo điện đa năng hiện số: dùng làm DCmA
và DCV.
Điện trở bảo vệ RO có giá trị khoảng 820 Ω. Và RA
khoảng 5,5 Ω
Bộ dây dẫn.
Khóa điện.
Bảng điện.

IV. Lắp ráp thí nghiệm :
Mắc mạch điện như hình vẽ :
 Chú ý:
- Ampe kế và Volt kế ở trạng thái tắt.
- Khóa K ở vị trí tắt.
- Biến trở R ở vị trí 100Ω.
- Không chuyển đổi chức năng của thang đo của đồng hồ khi
dòng điện chạy qua nó.
- Không dùng nhằm thang đo I mà đo U.
- Khi thao tác xong các phép đo, phải tắt các thiết bị.
- Khi giá trị của đồng hồ hiện giá trị âm, phải đổi chiều của chuôi cắm lại.
V.
Báo cáo thí nghiệm :

có

Bảng giá trị của phép đo :

Giá trị của RO = ………… Ω ; RA =………….. Ω
x = R (Ω)


* Phương án 2:
a. Tính các giá trị tương ứng của x và y.
b. Vẽ đồ thị y = f(x) với tỷ lệ xích thích hợp.
c. Nhận xét và kết luận
d. Xác định tọa độ xm và yO. Từ đó suy ra giá trị của E và r.
E = ………………(V); r = ……………….(Ω)
Số liệu tham khảo :

Giá trị của RO = 20,3 Ω ; RA = 1,6 Ω
y=

1 −1
(A )
I

x = R (Ω)

I ( mA)

U (V)

100

12,8

1,31

78,1


52,4

50

21,8

1,12

45,9

40

25,3

1,04

39,5

30

30,2

0,94

33,1

20

37,2


- page16 -


Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA DIODE BÁN
DẪN VÀ ĐẶC TÍNH KHUẾCH ĐẠI CỦA
TRANSISTOR
I.
Mục đích :
- Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode. Vẽ đặc tuyến V – A của Diode.
- Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor bằng một mạch điện đơn giản và xác định hệ số
khuếch đại của mạch transistor
II.
Cơ sở lý thuyết:
1. Diode bán dẫn :
Diode là một linh kiện bán dẫn được cấu tạo bởi hai lớp bán dẫn p, n  hình thành lớp
chuyển tiếp p – n. Điện cực nối với miền p gọi là Anốt A; điện cực nối với miền n gọi là Katôt
K.
Ký hiệu:
Do tác dụng của lớp chuyển tiếp p – n nên Diode có đặc tính
chỉnh lưu dòng điện, tức là cho dòng điện chạy qua nó theo một
chiều thuận từ p sang n.
Trong thí nghiệm ta khảo sát đặc tính này bằng cách dùng đồng hồ đo điện đa năng. Bằng
cách đo dòng điện phân cực thuận Ith , dòng điện phân cực ngược Ing , và hiệu điện thế.
2. Transistor :
Transistor cũng là một linh kiên bán dẫn nhưng có hai lớp chuyển tiếp p – n.
Cấu tạo của Transistor :

2. Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor:
Bộ dụng cụ thí nghiệm dòng điện không đổi, gồm
các dụng cụ cần thiết sau:
- Đồng hồ đo điện đa năng hiện số : 2 cái.
- Transistor lưỡng cực : 1 cái.
- Nguồn điện U ( AC/DC).
- Biến trở núm xoay ( loại 10 - 100Ω)
- Điện trở bảo vệ RC = 820 Ω.
- Điện trở bảo vệ RB = 300 kΩ.
- Bảng mạch điện.
Các dây dẫn và khóa K
IV. Lắp ráp thí nghiệm :
1. Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode bán dẫn:
Lắp mạch theo hình vẽ:

Trong thí nghiệm này, khi tiến hành đo dòng điện phân cực nghịch, ta chỉ cần đổi chiều của
dòng điện ở nguồn là được.
 Lưu ý:
- Ampe kế A ở vị trí DCA 20m ( đo dòng điện thuận); DCA 200μ ( đo dòng điện nghịch).
- Vôn kế V ở vị trí DCV 20.
- Nguồn điện U ở vị trí 6V DC
- Khi mắc mạch xong, khóa K phải ở vị trí mở
- page18 -


Kiều Thanh Bắc

THPT Lương Phú

Sau khi mắc mạch điện như sơ đồ, cần kiểm tra lại mạch điện và các thang đo. Sau đó, đóng

Báo cáo thí nghiệm :
1. Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của Diode bán dẫn :
Diode phân cực thuận
U (V)

Ith (mA)

Diode phân cực nghịch
U (V)

Ing (µA)

- Vẽ đồ thị I = f(U) cho trường hợp phân cực thuận.
- Nhận xét và kết luận :
2. Khảo sát đặc tính khuếch đại của Transistor :
Với RC = 820 Ω.( hay 680 Ω)
Lần TN

1

2

3

IB ( µA)
IC ( mA)
β=

IC
IB

5,57

4,96

4,37

3,74

3,12

β=IC/IB

277

277

278

278

276

Giá trị trung bình của hệ số khuếch đại : β = 277,20 Và (∆β)max = 1,20
β = β ± (∆β)max = 277,20 ± 1,20.
Đồ thị :
Tham khảo thêm: SGK Vật Lý 11 ( Cơ
bản)

- page20 -