Giải bài tập Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Bài 3: Đơn vị và sai số trong Vật Lý

Kể tên một số đại lượng vật lí và đơn vị của chúng mà các em đã được học trong môn Khoa học tự nhiên.

Phân biệt đơn vị và thứ nguyên trong Vật lí.

Phân tích thứ nguyên của khối lượng riêng ρ theo thứ nguyên của các đại lượng cơ bản. Từ đó cho biết đơn vị của ρ trong hệ SI.

Hiện nay có những đơn vị thường được dùng trong đời sống như picômét (pm), miliampe (mA) (ví dụ như kích thước của một hạt bui là khoảng 2,5 pm; cường độ dòng điện dùng châm cứu là khoảng 2 mA). Hãy xác định các đơn vị cơ bản và các tiếp đầu ngữ của 2 đơn vị trên.

Lực cản không khí tác dụng lên vật phụ thuộc vào vận tốc chuyển động theo công thức F = -k.v² . Biết thứ nguyên của lực là M.L.T^-2 . Xác định thứ nguyên và đơn vị của k trong hệ SI.

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 của một quả cân trong phòng thí nghiệm.

Hình 3.1. a) Bình chia độ; b) Cân

Quan sát Hình 3.2 và phân tích các nguyên nhân gây ra sai số của phép đo trong các trường hợp được nêu.

Hình 3.2. Một số nguyên nhân gây ra sai số khi đo

Quan sát Hình 3.3, em hãy xác định sai số dụng cụ của hai thước đo.

Hình 3.3. Thước kẻ để đo chiều dài

Đề xuất những phương án hạn chế sai số khi thực hiện phép đo.

Để đo chiều dài của cây bút chì, em nên sử dụng loại thước nào trong Hình 3.3 để thu được kết quả chính xác hơn?

Một bạn chuẩn bị thực hiện đo khối lượng của một túi trái cây bằng cân như Hình 3.4. Hãy chỉ ra những sai số bạn có thể mắc phải. Từ đó, nêu cách hạn chế các sai số đó.

Hình 3.4. Cân đồng hồ

Giả sử chiều dài của hai đoạn thẳng có giá trị đo được lần lượt là a = 51 ± 1 cm và b = 49 ± 1 cm. 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. \(\frac{a}{b}\)

Bảng 3.4 thể hiện kết quả đo khối lượng của một túi trái cây bằng cân đồng hồ. Em hãy xác định sai số tuyệt đối ứng với từng lần đo, sai số tương đối của phép đo. Biết sai số dụng cụ là 0,1 kg.

Sai số tuyệt đối của phép đo: \(\Delta m = \overline {\Delta m}  + \Delta {m_{dc}} = ?\)

Sai số tương đối của phép đo: \(\delta m = \frac{{\Delta m}}{{\overline m }}.100\%  = ?\)

Kết quả phép đo: \(m = \overline m  \pm \Delta m = ?\)

Hãy phân tích thứ nguyên và thiết lập mối quan hệ giữa các đại lượng khối lượng riêng ρ, công suất P, áp suất p với đơn vị cơ bản

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 và biểu diễn kết quả phép đo có kèm theo sai số.

Bảng 3P.1. Bảng số liệu đo đường kính viên bi thép

Chọn đáp án có từ/cụm từ thích hợp để hoàn thành bảng sau:

A. (1) K; (2) Khối lượng; (3) Cường độ dòng điện; (4) Lượng chất.

B. (1) K; (2) Nhiệt độ; (3) Cường độ dòng điện; (4) Cường độ ánh sáng.                            

C. (1) K; (2) Nhiệt độ; (3) Cường độ dòng điện; (4) Lượng chất.                            

D. (1) K; (2) Khối lượng; (3) Cường độ dòng điện; (4) Cường độ ánh sáng.

Đơn vị nào sau đây không thuộc thứ nguyên L [Chiều dài]?

A. Dặm

B. Hải lí

C. Năm ánh sáng

D. Năm

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) Đại lượng.       

C. (1) đơn vị; (2) đại lượng; (3) Hai vế.

D. (1) thứ nguyên; (2) đơn vị; (3) Hai vế.

Trong các phép đo dưới đây, đâu là phép đo trực tiếp?

(1) Dùng thước đo chiều cao.

(2) Dùng cân đo cân nặng.

(3) Dùng cân và ca đong đo khối lượng riêng của nước.

(4) Dùng đồng hồ và cột cây số đo tốc độ của người lái xe.

A. (1), (2)

B. (1), (2), (4)

C. (2), (3), (4)

D. (2), (4).

Đáp án nào sau đây gồm có một đơn vị cơ bản và một đơn vị dẫn xuất?

A. Mét, kilôgam

B. Niutơn, mol

C. Paxcan, jun

D. Candela, kenvin

Giá trị nào sau đây có 2 chữ số có nghĩa (CSCN)?

A. 201 m

B. 0,02 m

C. 20 m

D. 210 m

Một bánh xe có bán kính là \(R = 10,0 \pm 0,5{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} cm\). Sai số tương đối của chu vi bánh xe là bao nhiêu?

A. 0,05%

B. 5%

C. 10%

D. 25%

Hãy kể tên và kí hiệu thứ nguyên của một số đại lượng cơ bản.

Vật lí có bao nhiêu phép đo cơ bản? Kể tên và trình bày khái niệm của từng phép đo.

Theo nguyên nhân gây sai số thì sai số của phép đo được chia thành mấy loại? Hãy phân biệt các loại sai số đó?

Hình 3.1 thể hiện nhiệt kế đo nhiệt độ t₁ (⁰C) và t₂ (⁰C) của một dung dịch trước và sau khi đun. Hãy xác định và ghi kết quả độ tăng nhiệt độ t của dung dịch này.

Hãy xác định số CSCN của các số sau đây: 123,45; 1,990; 3,110.10^-9; 1 907,21; 0,002 009; 12 768 000

Viên bi hình cầu có bán kính r đang chuyển động với tốc độ v trong dầu. Viên bi chịu tác dụng của lực cản có độ lớn được cho bởi biểu thức F = c.r.v, trong đó c là một hằng số. Xác định đơn vị của c theo đơn vị của lực, chiều dài và thời gian trong hệ SI.

Một vật có khối lượng m và thể tích V, có khối lượng riêng \(\rho \) được xác định bằng công thức \(\rho  = \frac{m}{V}\). Biết sai số tương đối của m và V lần lượt là 12% và 5%. Hãy xác định sai số tương đối của \(\rho \).

Một học sinh muốn xác định gia tốc rơi tự do g bằng cách thả rơi một quả bóng từ độ cao h và dùng đồng hồ để bấm thời gian rơi của t của quả bóng. Sau đó, thông qua quá trình tìm hiểu, bạn sử dụng công thức \(h = \frac{1}{2}g{t^2}\) để xác định g. Hãy nêu ít nhất 2 giải pháp giúp bạn học sinh đó làm giảm sai số trong quá trình thực nghiệm để thu được kết quả gần đúng nhất.

Thông qua sách báo, internet, em hãy tìm hiểu sai số của các hằng số vật lí trong bảng sau:

Hãy xác định số đo chiều dài của cây bút chì trong các trường hợp dưới đây.

Trường hợp 1:

Trường hợp 2: