Với giải sách bài tập Vật Lí 10 Bài 3: Đơn vị và sai số trong vật lí sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 10. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật Lí lớp 10 Bài 3: Đơn vị và sai số trong vật lí

Giải SBT Vật Lí 10 trang 10

A. Trắc nghiệm

Câu 3.1 trang 10 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Câu 3.2 trang 10 SBT Vật lí 10: Đơn vị nào sau đây không thuộc thứ nguyên L [Chiều dài]?

A. Dặm.

B. Hải lí.

C. Năm ánh sáng.

D. Năm.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

D – sai vì năm là đơn vị đo thời gian.

Câu 3.3 trang 10 SBT Vật lí 10: 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) đơn vị; (2) đại lượng; (3) Hai vế.

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

Lời giải

Đáp án đúng là: D

- Các số hạng trong phép cộng (hoặc trừ) phải có cùng (1) thứ nguyên và nên chuyển về cùng (2) đơn vị.

- (3) Hai vế của một biểu thức vật lí phải có cùng thứ nguyên.

Câu 3.4 trang 10 SBT Vật lí 10: 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).

Lời giải

Đáp án đúng là: A

- Phép đo trực tiếp:

(1) Dùng thước đo chiều cao.

(2) Dùng cân đo cân nặng.

- Phép đo gián tiếp:

(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.

Giải SBT Vật Lí 10 trang 11

Câu 3.5 trang 11 SBT Vật lí 10: Đáp án nào sau đây gồm có một đơn vị cơ bản và một đơn vị dẫn xuất?

A. Mét, kilogam.

B. Niuton, mol.

C. Paxcan, jun.

D. Candela, kenvin.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

A – đơn vị cơ bản

B – Niu tơn là đơn vị dẫn xuất, mol là đơn vị cơ bản

C – đơn vị dẫn xuất

D – đơn vị cơ bản.

Câu 3.6 trang 11 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

A – có 3 chữ số có nghĩa là số 2; 0; 1

B – có 3 chữ số có nghĩa là 0; 0; 2

C – có 1 chữ số có nghĩa là 2

D – có 2 chữ số có nghĩa là 2; 1

Câu 3.7 trang 11 SBT Vật lí 10: Một bánh xe có bán kính là 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%.

Lời giải

Đáp án đúng là: B

Sai số tương đối của bán kính: $\delta R=\frac{\Delta R}{\overline{R}}=\frac{0,5}{10,0}=5\%$

Chu vi hình tròn: $p=2.\pi .R$

Suy ra: $\delta p=\delta R=5\%$

B. Tự luận

Bài 3.1 trang 11 SBT Vật lí 10: Hãy kể tên và kí hiệu thứ nguyên của một số đại lượng cơ bản.

Lời giải

Thứ nguyên của một số đại lượng cơ bản:

- L [chiều dài]

- M [khối lượng]

- T [thời gian]

- I [cường độ dòng điện]

- K [nhiệt độ]

Bài 3.2 trang 11 SBT Vật lí 10: Vật lí có bao nhiêu phép đo cơ bản? Kể tên và trình bày khái niệm của từng phép đo.

Lời giải

Có hai phép đo cơ bản trong Vật lí:

- Phép đo trực tiếp: Giá trị của đại lượng cần đo được đọc trực tiếp trên dụng cụ đo.

- Phép đo gián tiếp: Giá trị của đại lượng cần đo được xác định thông qua các đại lượng được đo trực tiếp.

Bài 3.3 trang 11 SBT Vật lí 10: Theo nguyên nhân gây sai số của phép đo được chia thành mấy loại? Hãy phân biệt các loại sai số đó.

Lời giải

Xét theo nguyên nhân gây sai số thì sai số của phép đo được nhân thành hai loại:

- 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. Ví dụ như khi cân một vật, dùng quả cân có sai số hệ thống 0,01 g thì tất cả các giá trị đo được đều bị tăng hoặc giảm một lượng 0,01 g.

- 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. Ví dụ như do thao tác người thí nghiệm, nhiệt độ, gió, môi trường…

Bài 3.4 trang 11 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải

Độ chia nhỏ nhất của dụng cụ đo là 1^oC nên sai số hệ thống là 0,5^oC.

Từ hình vẽ, ta đọc được $t_1=24,0\pm 0,5°C$ và $t_2=68,0\pm 0,5°C$.

Suy ra: $\overline{t}=\overline{t_2}-\overline{t_1}=68,0-24,0=44,0°C$

Sai số tuyệt đối: $\Delta t=\Delta t_2+\Delta t_1=0,5+0,5=1,0°C$

Vậy độ tăng nhiệt độ của dung dịch là:

$t=\overline{t}\pm \Delta t=44,0\pm 1,0°C$

Bài 3.5 trang 11 SBT Vật lí 10: Hãy xác định số CSCN của các số sau đây: 123,45; 1,990; 3,110.10^-9;

1 907,21; 0,002 099; 12 768 000.

Lời giải

123,45 – 5 CSCN là 1; 2; 3; 4; 5

1,990 – 4 CSCN là 1; 9; 9; 0

3,110.10^-9 – 4 CSCN là 3; 1; 1; 0

1 907,21 – 6 CSCN là 1; 9; 0; 7; 2; 1

0,002 099 – 4 CSCN là 2; 0; 9; 9

12 768 000 – 5 CSCN là 1; 2; 7; 6; 8.

Bài 3.6 trang 11 SBT Vật lí 10: 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.

Lời giải

Theo đề bài: F = c.r.v, ta được: $c=\frac{F}{r.v}$

Suy ra đơn vị của c là N.m^-2.s.

Bài 3.7 trang 11 SBT Vật lí 10: 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 $\rho$.

Lời giải

Vì $\rho =\frac{m}{V}$ nên: $\delta \rho =\delta m+\delta V=12\%+5\%=17\%$

Giải SBT Vật Lí 10 trang 12

Bài 3.8 trang 12 SBT Vật lí 10: 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 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.

Lời giải

Một số giải pháp phù hợp:

- hạn chế sự tác động của lực cản không khí.

- thả rơi quả bóng ở nhiều độ cao khác nhau.

- sử dụng đồng hồ có độ nhạy cao.

- thao tác bấm đồng hồ dứt khoát.

Bài 3.9 trang 12 SBT Vật lí 10: Thông qua sách báo, internet, em hãy tìm hiểu sai số của các hằng số vật lí trong bảng sau:

Lời giải

Bài 3.10 trang 12 SBT Vật lí 10: Hãy xác định số đo chiều dài của cây bút chì trong các trường hợp dưới đây:

Trường hợp 1:

Trường hợp 2

Lời giải

Độ dài của cây bút chì đo được trong các trường hợp là:

- Trường hợp 1: Sai số dụng cụ bằng nửa độ chia nhỏ nhất

$\Delta x=\Delta x_{dc}=\frac{0,5}{2}=0,25\approx 0,3cm$

Kết quả đo: $x=\overline{x}+\Delta x=6,0\pm 0,3cm$

- Trường hợp 2: Sai số dụng cụ bằng nửa độ chia nhỏ nhất

$\Delta x=\Delta x_{dc}=\frac{0,1}{2}=0,05cm$

Kết quả đo: $x=\overline{x}+\Delta x=6,20\pm 0,05cm$

Xem thêm các bài giải SBT Vật Lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 2: Vấn đề an toàn trong vật lí

Bài 3: Đơn vị và sai số trong vật lí

Bài 4: Chuyển động thẳng

Bài 5: Chuyển động tổng hợp

Bài 7: Gia tốc – Chuyển động thẳng biến đổi đều

Lý thuyết Đơn vị và sai số trong Vật lí

1. Đơn vị và thứ nguyên trong vật lí

a. Hệ đơn vị SI, đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất

- Tập hợp của đơn vị được gọi là hệ đơn vị.

- Hệ đơn vị được sử dụng thông dụng nhất là hệ đơn vị đo lường quốc tế SI được xây dựng trên cơ sở của 7 đơn vị cơ bản.

- Khi số đo của đại lượng đang xem xét là một bội số hoặc ước số thập phân của mười, ta có thể sử dụng tiếp đầu ngữ ngay trước đơn vị để phần số đo được trình bày ngắn gọn.

- Ngoài 7 đơn vị cơ bản, những đơn vị còn lại được gọi là đơn vị dẫn xuất. Mỗi đơn vị dẫn xuất đều có thể phân tích thành các đơn vị cơ bản dựa vào mối liên hệ giữa các đại lượng tương ứng.

b. Thứ nguyên

- 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].

- Mỗi đại lượng vật lí có thể được biểu diễn bằng nhiều đơn vị khác nhau nhưng chỉ có một thứ nguyên duy nhất. Một số đại lượng vật lí có thể có cùng thứ nguyên.

Ví dụ:

Tọa độ, quãng đường đi được có thể được biểu diễn bằng đơn vị mét, cây số, hải lí, feet, dặm,… nhưng chỉ có một thứ nguyên L

2. Sai số trong phép đo và cách hạn chế

a. Các phép đo trong Vật lí

- 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)

b. Các loại sai số của phép đo

- Trong quá trình thực hiện phép đo, sư chênh lệch giữa giá trị thật và số đo gọi là sai số

- Sai số của phép đo được phân thành hai loại là sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên:

+ 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.

Ví dụ: Kết quả khối lượng trong mọi lần đo đều lớn hơn giá trị thật một lượng xác định khi ta không hiệu chỉnh kim của cân về đúng vị trí số 0.

Sai số hệ thống có thể được hạn chế bằng cách thường xuyên hiệu chỉnh dụng cụ đo, sử dụng thiết bị đo có độ chính xác cao

+ 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.

Ví dụ: Khi đo thời gian rơi của một vật bằng đồng hồ bấm giây, phản xạ của người đo sẽ gây ra sai số ngẫu nhiên.

- Sai số ngẫu nhiên có thể được hạn chế bằng cách thực hiện phép đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình để hạn chế sự phân tán của số liệu đo.

c. Cách biểu diễn sai số của phép đo

- Khi tiến hành đo đạc, giá trị x của một đại lượng vật lí thường được ghi dưới dạng:

$x=\overline{x}\pm \Delta x$

- Với $\overline{x}$ là giá trị trung bình của đại lượng cần đo khi tiến hành phép đo nhiều lần.

$\overline{x}=\frac{x_1+x_2+\mathrm{...}+x_n}{n}$

- Giá trị trung bình có thể xem là giá trị gần đúng nhất với giá trị thật của đại lượng vật lí cần đo.

- Sai số tuyệt đối là $\Delta x$

- Sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo được xác định bằng trị tuyệt đối của hiệu giữa giá trị trung bình và giá trị của mỗi lần đó $\Delta x_i=\left|\overline{x}-x_i\right|$ với $x_i$ là giá trị đo lần thứ i

- Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo được xác định theo công thức:

$\overline{\Delta x}=\frac{\Delta x_1+\Delta x_2+\mathrm{...}+\Delta x_n}{n}$

- Sai số tuyệt đối của phép đo cho biết phạm vi biến thiên của giá trị đo được và bằng tổng của sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụ:

$\Delta x=\overline{\Delta x}+\Delta x_{dc}$

- Sai số tương đối được xác định bằng tỉ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình của đại lượng cần đo theo công thức:

$\delta x=\frac{\Delta x}{\overline{x}}.100\%$

d. Cách xác định sai số trong phép đo gián tiếp

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 $F=x\pm y\mp z\mathrm{...}$ thì $\Delta F=\Delta x+\Delta y+\Delta z\mathrm{...}$

- Sai số tương đối của một tích hoặc thương bằng tổng sai số tương đối của các thừa số

Nếu $F=x^m\frac{y^n}{z^k}$ thì $\delta F=m.\delta x+n.\delta y+k\delta z$