Skkn nâng cao hiệu quả ôn thi tốt nghiệp thpt bằng cách hướng dẫn học sinh xử lí một số bài toán tính sai sốtrong thí nghiệm vật lí

1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Trong phạm vi nhà trường, hoạt động dạy là hoạt động của giáo viên định hướng,
tổ chức, điều khiển hoạt động nhận thức – học tập của học sinh, giúp học sinh tìm tòi,
khám phá tri thức tạo ra sự phát triển tâm lí, hình thành nhân cách của bản thân. Bản
chất của hoạt động dạy học là hành động chiếm lĩnh tri thức và hành động vận dụng tri
thức. Do đó, trong dạy học, giáo viên cần tổ chức các tình huống học tập địi hỏi sự thích
ứng của học sinh để qua đó học sinh chiếm lĩnh được tri thức, đồng thời phát triển trí tuệ
và nhân cách tồn diện của mình.
Sự học phải là quá trình hình thành và phát triển của các dạng thức hành động
xác định của học sinh, đó là sự thích ứng của chủ thể với tình huống học tập thích
đáng, thơng qua sự đồng hóa (hiểu được, làm được) và sự điều tiết (có sự biến đổi về
nhận thức của bản thân), qua đó học sinh phát triển năng lực, phẩm chất, nhân cách
của bản thân. Mỗi hành động diễn ra theo các pha: định hướng, chấp hành và kiểm
tra. Cơ sở định hướng của hành động là những kiến thức cần thiết cho việc thực hiện
hành động, có tầm quan trọng đặc biệt đối với chất lượng, hiệu quả của hành động.
Trong dạy học mơn Vật lí, cần đảm bảo các tính chất của quá trình học tập: từ thực tiễn
 trực quan sinh động  tư duy trừu tượng  thực tiễn. Để đảm bảo sự vận hành của
hệ tương tác dạy học, hành động của giáo viên với tư liệu hoạt động dạy học là khâu tổ
chức, cung cấp tư liệu, tạo tình huống có vấn đề cho hoạt động của học sinh trong lớp.
Vì vậy, thí nghiệm Vật lí đóng vai trị quan trọng trong q trình nhận thức của học
sinh, về nhân sinh quan và thế giới quan. Để giúp học sinh làm tốt các tiết thực hành,
nhận định và đánh giá kết quả thực tế của các hiện tượng Vật lí, tơi đã chọn đề tài: “
nâng cao hiệu quả ôn thi tốt nghiệp thpt bằng cách hướng dẫn học sinh xử lí một số
bài tốn tính sai sốtrong thí nghiệm vật lí ’’ đề làm sáng kiến kinh nghiệm của mình
1.2. Mục đích nghiên cứu
Trong Vật lí, các nhà khoa học muốn nghiên cứu hiện tượng vật lí nào đó để
đưa ra các định luật, các giả thuyết có đúng với thực tế hay khơng, có phù hợp với
thực tế hay khơng thì đều phải đo đạc, tính tốn và chứng minh. Tuy nhiên trong q
trình tính tốn; với mơi trường hoặc phép đo khơng được lí tưởng; để chứng minh,
kiểm chứng tính chính xác của hiện tượng, định luật hay giả thuyết đó thì khơng thể

tránh khỏi sai số, và từ đó các nhà khoa học mới đưa ra các định lí, định luật và giả

skkn


thuyết Vật lí, góp phần vào sự phát triển của khoa học kĩ thuật và công nghệ như
ngày nay.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
Trong khuôn khổ của đề tài này, tôi đã nghiên cứu các nội dung sau:
- Nghiên cứu các đơn vị và đo các đại lượng Vật lí.
- Hướng dẫn học sinh xác định các sai số khi đo các đại lượng Vật lí.
- Sử dụng một số bài tập về tính sai số vào giảng dạy.
- Giúp học sinh có cái nhìn tổng quan về đơn vị Vật lí, phép đo và sai số của các đại lượng
Vật lí .
- Đề ra một số giải pháp trong việc dạy - học và tiến hành thí nghiệm - thực hành.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu xây dựng: cơ sở lý thuyết các bài tập sai số.
- Nghiên cứu sử dụng kiến thức Vật lí 10, nhằm hỗ trợ, nâng cao hiệu quả việc dạy học
thực hành trong chương trình Vật lí trung học phổ thơng.
- Khảo sát thực tế về việc sử dụng thiết bị thí nghiệm Vật lí trong nhà trường.
- Thu thập và sử lí thơng tin, khắc phục một số sai lầm của giáo viên và học sinh khi
đo các đại lượng Vật lí và các phép tính sai số.
1.5. Những điểm mới của sáng kiến
- Kết hợp phương pháp thực nghiệm và lí thuyết nhằm phát huy tính tích cực, chủ
động và sáng tạo của học sinh.
- Hướng dẫn chi tiết cách tính sai số, xử lí kết quả thí nghiệm và đưa ra đánh giá kết
quả đo các đại lượng Vật lí.
- Nâng cao hiệu quả của việc sử dụng thí nghiệm Vật lí trong các nhà trường, tránh
tình trạng dạy chay, dạy một chiều và lãng phí cơ sở vật chất – thiết bị thí nghiệm
trong các nhà trường trung học phổ thông hiện nay.

2. NỘI DUNG
2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.1.1. Cơ sở lý luận của thí nghiệm, thực hành Vật lí
Nhìn chung, các thí nghiệm thực hành là giải pháp phát triển tư duy khoa học
cũng như tư duy thực tiễn của học sinh về tri thức, nhiều học sinh khi làm thí nghiệm

skkn


- thực hành còn lúng túng khi xác định hoặc tính sai số của các đại lượng Vật lí bằng
phép đo trực tiếp hoặc phép đo gián tiếp. Vấn đề đặt ra là cần giúp học sinh giải
quyết vấn đề khó khăn trong việc thu thập các dữ liệu, tính toán số liệu từ các phép
đo để việc học trở nên chủ động và sáng tạo hơn.
2.1.2. Cơ sở lí thuyết của đơn vị Vật lí và phép tính sai số
2.1.2.1. Đơn vị đo các đại lượng Vật lí
Hệ đơn vị đo lường quốc tế (Système International _ SI) gồm 7 đơn vị đo các đại
lượng vật lí đã được quy định thống nhất áp dụng tại nhiều nước trên thế giới gồm
các đơn vị: độ dài (mét_m); thời gian (giây_s); khối lượng (kilơgam_kg); nhiệt độ
(kenvin_K); cường độ dịng điện (ampe_A); cường độ ánh sáng (canđêla_Cd); lượng
chất (mol). Các đại lượng vật lí có các đơn vị này thường được đo trực tiếp bằng các
dụng cụ tương ứng.
Ngoài 7 đơn vị cơ bản, các đơn vị khác là những đơn vị dẫn xuất, được suy ra từ
các đơn vị cơ bản theo một công thức xác định. Các đại lượng vật lí dùng đơn vị dẫn
xuất thường được đo bằng phép đo gián tiếp hoặc dụng cụ đo trực tiếp nhưng đã sử
dụng các phép tính trước đó. Ví dụ: đo lực bằng lực kế nhưng đã được tính tốn trước
đó bằng phép đo khối lượng, quãng đường và thời gian, được định nghĩa: 1 N = 1
kg.m/s2.
2.1.2.2. Các tính sai số của phép đo trực tiếp
Trong thực nghiệm để xác định giá trị của đại lượng vật lí nào đó chúng ta cần tiến
hành đo nhiều lần rồi xác định giá trị trung bình. Giá trị trung bình đó sẽ càng gần với

giá trị thực của đối tượng cần xác định khi phép đo được thực hiện nhiều lần. Ví dụ,
chúng ta đều biết xác xuất mặt ngửa và mặt sấp của đồng xu là 50%, để kết luận được
điều đó chúng ta phải thực hiện việc tung đồng xu đó càng nhiều lần thì số lần đồng
xu sấp và số lần đồng xu ngửa sẽ xấp xỉ bằng nhau và được phép kết luận như trên
(50%).
* Sai số hệ thống là sai số do cấu tạo của dụng cụ đo. Thường lấy bằng 1 độ chia
(hoặc 0,5 độ chia) nhỏ nhất của dụng cụ đo.
* Sai số ngẫu nhiên là sai số trong q trình đo có sự tác động của yếu tố bên ngoài
hoặc giác quan của con người khi thu thập dữ liệu đo.

skkn


* Cách tính sai số của phép đo
Ví dụ muốn đo đai lượng A, trong thực nghiệm chúng ta đo giá trị đó n lần và
được A1…An giá trị, khi đó kết quả đo được giá trị trung bình như sau:
;
* Cách tính 1: Tính sai số theo các lần đo:
- Sai số của mỗi lần đo:

;… ;

- Sai số trung bình của phép đo:
* Cách tính 2: Tính sai số theo giá trị đo:
- Xác định giá trị lớn nhất (Amax) và nhỏ nhất (Amin) của phép đo
- Tính sai số trung bình của phép đo:
 Tổng sai số của đại lượng cần đo:
Kết luận: kết quả của phép đo:
2.1.2.3. Các tính sai số của phép đo gián tiếp
* Đặt vấn đề: Khi đo đại lượng Vật lí B thì cần đo các đại lượng X, Y và Z.

* Cơng thức xác định đại lượng B là:
*

Phương pháp tính sai số:

- Bước 1:

- Bước 2:

Lấy ln hai vế:

Lấy vi phân hai vế:

- Bước 3:
Sai số tỉ đối của tổng hay hiệu của phép đo bằng tổng các sai số tỉ đối;

skkn






- Bước 4:

Sai số trung bình của phép đo:

Kết luận:
+ Sai số của một tổng (hoặc hiệu):
+ Sai số của một tích: (AB) =A + B 

+ Sai số của một thương: (

) =A + B 

+ Sai số của lũy thừa: (An) = n.A 
2.2. THỰC TRẠNG
2.2.1. Học sinh khi tiến hành thí nghiệm và xác định sai số trường THPT
Khi đo các đại lượng vật lí, xử lí số liệu và đặc biệt là tính sai số, nhận xét kết quả
thí nghiệm, học sinh thường gặp những thuận lợi và khó khăn sau:


Thuận lợi:

- Đa số giáo viên có thể bổ xung kiến thức về các đại lượng vật lí cần đo, cũng như
cách thức đo và lấy số liệu từ phép đo.
- Đa số học sinh khi học và đam mê Vật lí thì tìm hiểu và nắm vững được đơn vị
đo các đại lượng vật lí cũng như tính tốn các phép tính đơn giản.
- Học sinh được làm các bài thực hành và có thể vẽ đồ thị nên cũng đã có kĩ năng
đọc các số liệu trên đồ thị, mô tả, nhận xét, đánh giá kết quả đo.


Khó khăn:

skkn


- Hiện nay, các nhà trường có những khó khăn về cơ sở vật chất, chưa có phịng chức
năng dành riêng cho thí nghiệm - thực hành, nên học sinh khơng được thực hành thường
xun, dẫn đến khơng biết tính sai số, hạn chế kĩ năng làm thí nghiệm.

- Một số giáo viên còn dạy theo phương pháp truyền thống, ngại đổi mới phương
pháp dạy học, đặc biệt là ngại cho học sinh làm thí nghiệm - thực hành hoặc chế tạo các
thiết bị, dụng cụ mang bản chất Vật lí. Làm ảnh hưởng khơng nhỏ đến tư duy sáng tạo,
chủ động học tập cũng như tiếp thu kiến thức và vận dụng kiến thức vào thực tế của học
sinh.
- Khi tiến hành thí nghiệm, thường lúng túng, thiếu tự tin, ngại phân tích các hiện
tượng Vật lí. 
- Do áp lực thi cử, định hướng dạy học trong nhà trường cịn mang tính đối phó,
truyền thụ kiến thức một chiều. Trong các kì thi, số câu hỏi sử dụng kiến thức thí
nghiệm – thực hành, tính sai số đang cịn ít nên việc dạy học phần nào chịu ảnh hưởng
và khơng được trú trọng.
2.2.2. Kết luận thực trạng
Phần thí nghiệm - thực hành trong trương trình Vật lí trung học phổ thơng
so với các kì thi Tốt nghiệp trung học phổ thơng hiện tại khơng địi hỏi cao, nên
đối với cả giáo viên lẫn học sinh cịn mang tính chất dạy và học đối phó, thường
lúng túng, mất phương hướng khi tiến hành và phân tích kết quả thí nghiệm của
các hiện tượng vật lí. Nhiều học sinh chưa chủ động tìm kiếm, chiếm lĩnh tri
thức, rèn luyện kỹ năng, học tập mang tính thụ động, một chiều. Mặc dù, giáo
viên giảng dạy theo phương pháp cá thể hoá, quan tâm đến đặc thù của các đối
tượng học sinh.
Từ những thuận lợi, đặc biệt là những khó khăn trong quá trình tiếp thu kiến
thức, phát triển tư duy sáng tạo của học sinh, thông qua thực tiễn bằng việc tiến
hành các thí nghiệm, phân tích đánh giá kết quả đo các đại lượng vật lí, cũng như
phương pháp giảng dạy của giáo viên chưa đáp ứng được mục tiêu của chất lượng
bộ mơn Vật lí. Bằng những kinh nghiệm giảng dạy của bản thân, tơi đã tiến hành
thí nghiệm, đánh giá và tính tốn đi đến các nhận xét về kết quả thí nghiệm nhằm
phát huy tính chủ động sáng tạo trong học tập của học sinh, giúp học sinh có góc

skkn

nhìn mới về việc học bộ mơn Vật lí và đã thu thập được kết quả tích cực trong q
trình dạy học, từ đó, giúp học sinh tự tin hơn khi tiếp cận với bộ mơn Vật lí.
2.3. GIẢI PHÁP ĐÃ TIẾN HÀNH
2.3.1. Khảo sát chuyển động rơi tự do. Xác định gia tốc rơi tự do
2.3.1.1. Cơ sở phép đo
- Coi chuyển động rơi tự do của viên bi trong thí nghiệm là chuyển động thẳng nhanh
dần đều với vận tốc ban đầu bằng 0.
 gia tốc rơi tự do:

- Quãng đường rơi:

 Để đo g, cần đo quãng đường rơi s (dùng thước đo) và thời gian rơi t (dùng đồng
hồ đo thời gian hiển thị số).
2.3.1.2. Bảng kết quả đo
Lần đo
s (m)

Thời gian rơi t (s)
1

2

3

4

5

0,050

0,098

0,102

0,101

0,099

0,104

0,1008

0,01016

9,8374

0,9921

0,200

0,200

0,205

0,204

0,202

0,201

0,2024

0,04096

9,7634

1,9766

0,450

0,298

0,299

0,305

0,304

0,302

0,3016

0,09097

9,8934

2,9841

0,800

0,405

0,407

0,406

0,402

0,408

0,4056

0,1645

9,7255

3,9448

Tính các số liệu theo bảng kết quả đo:

và
 Thay các số liệu để tính gi và vi, thu được kết quả như bảng trên.
2.3.1.3. Xác định sai số và kết quả đo
* Tính chất của chuyển động rơi tự do
- So sánh kết quả vận tốc của vật ở thời điểm cuối của chuyển động ta thấy:
;

9,7658;

9,8942;

skkn

9,7258 (m/s2)




hằng số  vật rơi tự do được coi là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

* Tính sai số của phép đo từ bảng kết quả đo
9,8051 m/s2

- Gia tốc rơi tự do trung bình:
 Cách tính 1:
- Sai số của mỗi phép đo:


(m/s2)

Sai số trung bình của phép đo:
0,060575 m/s2
 Cách tính 2:
Sai số trung bình của phép đo:
= 0,0834 m/s2
* Kết quả đo: g = 9,8051  0,0835 (m/s2)
2.3.1.4. Nhận xét kết quả thực hành
- Với hai cách tính sai số, có lệch nhau nhất định. So sánh với số liệu sách giáo khoa
vật lí 10, gia tốc rơi tự do ở Hà Nội g = 9,7867 m/s2, ở Thành phố Hồ Chí Minh g =

9,7867 m/s2 thì kết quả đo thực nghiệm có thể chấp nhận được.
- Nguyên nhân chênh lệch giữa hai phép tính sai số và kết quả thực tế là do:
+ Điều kiện môi trường chưa thực sự lí tưởng (có sức cản mơi trường), trong q
trình làm thí nghiệm, thời tiết nóng nực nên trong phịng có gió do quạt tạo ra, phần
nào ảnh hưởng đến quá trình chuyển động của vật.
+ Trong q trình thu thập số liệu cịn có ảnh hưởng bởi thiết bị, cũng như thao tác
thí nghiệm chưa chuẩn, hoặc sai số thước đo khi xác định quãng đường rơi. Nên các
số liệu thu thập được là khác nhau trong quá trình đo.

skkn


- Trong phép đo này, theo hai phép tính sai số thì sai số tỉ đối lớn nhất là 0,85% nên
có thể coi đây là sai số đáng tin cậy và nếu so sánh gia tốc rơi tự do với mơi trường lí
tưởng mà các nhà khoa học đưa ra thì hồn tồn phù hợp.
Vậy, với hai cách tính và bằng phép tính sai số trực tiếp từ phép đo, kết quả thu
được là hồn tồn hợp lí và có sai số trong phạm vi cho phép.
2.3.2. Xác định hệ số ma sát trượt
2.3.2.1. Cơ sở phép đo
- Xét vật nặng trượt trên mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng là

t.
- Gia tốc của vật khi chuyển động là: a = g(sin - t.cos)
 Bằng cách đo a và , ta xác định được hệ số ma sát trượt là:

- Coi chuyển động trượt của vật là chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc ban

đầu bằng 0 
 Để đo a, cần đo quãng đường chuyển động s (dùng thước đo) và thời gian đi hết
quãng đường đó t (dùng đồng hồ đo thời gian hiển thị số).

2.3.2.2. Bảng kết quả đo

 = 30o  1o.

s = 0,80  0,005 (m)

Lấy: g = 9,8051  0,0835 (m/s2)
Lần đo (n)

t (s)

1

0,796

2,525

0,2798

0,0065

2

0,794

2,538

0,2783

0,005

3

0,781

2,623

0,2683

0,005

4

0,788

2,577

0,2737

0,0004

5

0,779

2,637

0,2666

0,0067

Giá trị trung bình 0,7876

2,587

0,2733

0,0061

skkn


2.3.2.3. Xác định sai số, kết quả đo và nhận xét
* Cách tính 1: Với kết quả đo gia tốc rơi tự do ở phần 2.3.1, trong phép đo hệ số
ma sát trượt, giáo viên nên hướng dẫn học sinh tính sai số trực tiếp từ phép đo, cụ thể:
- Tính hệ số ma sát trượt tực tiếp từ bảng kết quả đo:
- Giá trị trung bình của hệ số ma sát trượt trong thí nghiệm:
0,2733
- Sai số của hệ số ma sát trong mỗi lần đo:
- Sai số trung bình của hệ số ma sát trượt trong thí nghiệm:
0,0061
- Sai số tỉ đối khi đo hệ số ma sát trượt là:

= 2,23% (chưa vượt quá ngưỡng sai số cho phép 3%)
* Cách tính 2:
- Theo bảng kết quả đo:

0,2798 và


= 0,2666
0,0066

- Sai số tỉ đối khi đo hệ số ma sát trượt là:

= 2,41% (chưa vượt quá ngưỡng sai số cho phép 3%)
* Kết quả đo hệ số ma sát trượt:

= 0,2733  0,0066

* Nhận xét kết quả đo: ngoài nguyên nhân chủ quan và khách quan tương đương đã
nêu ở mục 2.1.3.4. thì trong phép đo này cịn có ngun nhân sau:
- Trong q trình làm thí nghiệm, máng nghiêng có độ nhám khơng đều, cho nên các
lần trượt khác nhau cho các kết quả khác nhau.

skkn


- Với hai cách tính sai số thì sai số tỉ đối < 3% nên kết quả này là đáng tin.
- Cơ sở lí thuyết của phép tính

cũng như

, với kiến thức toán được trang bị ở

thời điểm học sinh lớp 10 thì phép tính sai số gián tiếp sẽ gây khó khăn cho học sinh,
có thể dẫn đến mất phương hướng học tập. Vì vậy, tơi đã dùng phép tính sai số trực
tiếp từ phép đo để học sinh dễ dàng xác định được kết quả đo.
2.3.3. Đo gia tốc rơi tự do bằng con lắc đơn
2.3.3.1. Cơ sở phép đo

- Dùng con lắc đơn có chiều dài ℓ thì chu kì dao động của con lắc là:
- Gia tốc rơi tự do tại nơi treo con lắc là:
 Bằng cách đo ℓ (dùng thước đo) và T (dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 10 dao
động toàn phần) khi con lắc dao động với biên độ góc nhỏ (0 < 10o) thì ta xác định
được gia tốc rơi tự do g.
2.3.3.2. Bảng kết quả đo
Lần đo
ℓ (m)

Thời gian ứng với 10 dao động toàn phần
1

2

3

4

5

0,050

4,50

4,48

4,46

4,49

4,51

0,200

8,99

8,97

8,98

9,00

8,96

0,450

13,48

13,46

13,42

13,45

13,47

0,800

17,98

17,93

17,95

17,96

17,91

2.3.3.3. Xác định sai số và kết quả đo
* Xác định sai số trực tiếp từ phép đo
- Tính

- Tính

và tính

(m/s2)

Lần đo Thời gian ứng với 10 dao động toàn phần

skkn


ℓ (m)

1

2

3

4

5

0,050

4,50

4,48

4,46

4,49

4,51

0,200

8,99

8,97

8,98

9,00

8,96

0,450

13,48

13,46

13,42

13,45

13,47

0,800

17,98

17,93

17,95

17,96

17,91

(s)
0,44
9
0,89
8
1,34

6
1,79
5

0,201

9,7999

0,806

9,7912

1,811

9,8116

3,221

9,8065

9,8023 m/s2

- Gia tốc rơi tự do trung bình:
 Cách tính 1: Sai số của mỗi phép đo:


(m/s2)

Sai số trung bình của phép đo:

0,0675 m/s2

- Sai số tỉ đối của phép đo:

0,69%

 Cách tính 2: Sai số trung bình của phép đo:
= 0,0102 m/s2

- Sai số tỉ đối của phép đo:

0,1%

- Với giá trị của sai số tỉ đối trong 2 cách tính cho kết quả sai số đáng tin cậy.
* Kết quả đo: g = 9,8023  0,0675 (m/s2)
* Xác định sai số từ phép đo gián tiếp
- Lấy kết quả đo ứng với: ℓ = 0,80  0,01 (m) (sai số bằng một độ chia nhỏ nhất)
- Xác định chu kì của mỗi lần đo:

skkn


- Chu kì trung bình của các lần đo:
 Sai số của mỗi lần đo:
(*) Lấy kết quả đo ứng với trường hợp con lắc có chiều dài ℓ = 0,80 m. Với kết quả
đo như bảng sau:
Lần đo

t (s)

Ti

1

17,98

1,798

0,0034

2

17,93

1,793

0,0016

3

17,95

1,795

0,0004

4

17,96

1,796

0,0014

5

17,91

1,791

0,0036

Giá trị trung bình

17,946

1,7946

0,0018

- Tính gia tốc rơi tự do trung bình (lấy  = 3,142):

= 9,809 (m/s2)

- Sai số tỉ đối của phép đo (lấy  = 0,001):

= 1,51% < 2%
= 0,1485 m/s2

- Tính sai số trung bình của phép đo:

- Với giá trị của sai số tỉ đối trong cách tính cho kết quả sai số đáng tin cậy.
* Kết quả đo: g = 9,8023  0,1485 (m/s2)
2.3.3.4. Nhận xét kết quả thực hành
Ngoài nguyên nhân chủ quan và khách quan tương đương đã nêu ở mục 2.1.3.4. thì
trong phép đo và việc tính sai số của phép đo bằng nhiều các tính khác nhau, tơi đưa
ra một số nhận xét sau:
- Với phép tính sai số trực tiếp từ kết quả đo thì độ chính xác cao hơn vì chưa tính
đến sai số của việc đo chiều dài dây treo con lắc và sai số trong dùng số .
- Với các phép tính sai số trực tiếp từ phép đo và sai số gián tiếp, kết quả thu được có
sai số thì sai số tỉ đối nhỏ hơn 1,6% nên có thể coi đây là sai số đáng tin cậy và nằm

skkn


trong giới hạn an toàn của phép đo. Để xác định gia tốc rơi tự do bằng thực nghiệm,
so với mơi trường lí tưởng mà các nhà khoa học đưa ra thì hồn tồn phù hợp.
Vậy, trong việc tính tốn sai số, kết quả có thể khác nhau, nhưng với mục tiêu
chung là giúp học sinh có cách đánh giá tổng quát về thí nghiệm - thực hành.
2.3.4. Đo bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa
(thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng)
2.3.4.1. Cơ sở phép đo
- Các đại lượng cơ bản trong thí nghiệm:
+ Khoảng cách giữa hai khe được chiếu sáng là a;
+ Khoảng cách giữa màn quan sát và màn chứa hai khe là D;
+ Khoảng vân thu được trên màn là i.
 Bước sóng ánh sáng dùng trong thí nghiệm là
- Để tăng độ chính xác của phép đo, ta đo khoảng cách giữa hai vân sáng xa nhất trên
màn quan sát (L) và đếm số khoảng vân quan sát được (n) trong đoạn L thì xác định

được khoảng vân:



 Với màn chứa hai khe cho trước, bằng cách đo L, đếm số khoảng vân n và đo D
thì ta xác định được bước sóng của ánh sáng đèn laze dùng trong thí nghiệm.
2.3.4.2. Bảng kết quả đo
- Thực hiện thí nghiệm với dụng cụ thí nghiệm có khoảng cách hai khe là:
a = 0,100  0,001 (mm)
- Khoảng cách từ hai khe tới màn quan sát là D = 0,800  0,001 (m)
Lần đo

Số khoảng vân

L (mm)

i (mm)

i (mm)

1

5

26

5,200

0,004

2

6

31

5,167

0,029

3

7

36

5,143

0,053

4

8

42

5,250

0,054

5

9

47

5,222

0,026

skkn


Trung bình

5,196

0,033

2.3.4.3. Xác định sai số và kết quả đo
* Xác định sai số của phép đo
- Bước sóng trung bình của ánh sáng dùng trong thí nghiệm:
mm = 649,5 nm
- Sai số tỉ đối của bước sóng:

= 1,76%

- Sai số tuyệt đối của phép đo:

= 11,432 nm

* Kết quả đo bước sóng ánh sáng:  = 649,5  11,5 (nm)
2.3.5. Cái nhìn tổng quan về phép tính sai số và kết quả của các phép đo
- Dựa vào vào kết quả sai số tỉ đối và các phép đo các đại lượng vật lí, học sinh từ đó
có cái nhìn tổng qt về hiện tượng Vật lí và có thể vận dụng để giải thích một các
tương đối về các hiện tượng trong tự nhiên. Nhằm nâng cao tính tự lực, sáng tạo
trong học tập của học sinh
- Khi do những đại lượng vật lí với những phép tính phức tạp, cần độ chính xác cao
thì sai số tỉ đối sẽ lớn hơn so với những đại lượng vật lí đơn giản khác. Từ đó, giúp
phát triển tư duy khoa học cho học sinh và có thể đưa ra nhiều hướng để khai thác
kiến thức Vật lí tạo hứng thú học tập cho học sinh.
2.4. HIỆU QUẢ
Trong quá trình giảng dạy, tôi đã nghiên cứu và dạy lại chuyên đề này giúp học
sinh biết cách thu thập thông tin từ thực tiễn để giải quyết các bài tập tính sai số, học
sinh có thể xử lí một cách nhẹ nhàng hơn và củng cố tốt hơn.
2.4.1. Nội dung đề kiểm tra 15 phút sau khi dạy chuyên đề
Câu 1. Dùng một thước có chia độ đến milimét đo 5 lần khoảng cách d giữa hai điểm
A và B đều cho cùng một giá trị là 1,345 m. Lấy sai số dụng cụ là một độ chia nhỏ
nhất. Kết quả đo được viết là

skkn


A. 1345  2 (mm).

B. 1,345  0,001 (m).

C. 1345  5 (mm).

D. 1,345  0,0005 (m).

Câu 2. Trong giờ thực hành, học sinh đặt điện áp

vào hai đầu đoạn

mạch gồm điện trở R và tụ điện C mắc nối tiếp. Vơn kế dùng trong thí nghiệm là lí
tưởng và có độ chia nhỏ nhất là 1 V. Khi đo điện áp hai đầu R và C thu được kết quả:
UR = 14 V; UC = 48 V. U0 có kết quả là
A. 70,7  2,0 (V). B. 50,0 1,2 (V) C. 50,0  2,0 (V); D. 70,7  1,2 (V).
Câu 3. Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kì dao động điều hịa T của
một vật bằng cách đo thời gian mỗi dao động. Ba lần đo cho kết quả thời gian của
mỗi dao động lần lượt là 2,01 s, 2,12 s và 1,99 s. Thang chia nhỏ nhất của đồng hồ là
0,01 s. Kết quả của phép đo này là
A. 6,12  0,05 (s). B. 2,04  0,05 (s). C. 6,12  0,06 (s). D. 2,04  0,06 (s).
Câu 4. Trong bài thực hành dùng con lắc đơn để đo gia tốc rơi tự do ở một nơi. Một
học sinh tiến hành đo được kết quả: chu kì T = 1,7951 ± 0,0001 (s); Chiều dài con lắc
; ℓ = 0,8000 ± 0,0002 (m). Lấy số  từ máy tính và bỏ qua sai số này. Gia tốc rơi tự
do ở nơi đó là
A. 9,7911 ± 0,0036 (m/s2).

C. 9,801 ± 0,0023 (m/s2).

B. 9,801 ± 0,0036 (m/s2).

D. 9,7911 ± 0,0023 (m/s2).

Câu 5. Một học sinh tiến hành thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Học sinh
dùng hai khe có khoảng cách là a =1,50 ± 0,01 (mm); đo khoảng cách từ hai khe đến
màn quan sát D = 1,600 ± 0,001 (m) và độ rộng của 10 khoảng vân là L = 8,00 ± 0,1
(mm). Sai số tỉ đối của phép đo là

A. 0,67%.

B. 0,63%.

C. 1,25%.

D. 1,99%.

2.4.2. Đánh giá kết quả kiểm tra
+ Thời điểm kiểm tra ở lớp 12Q là chưa ôn tập lại phần tính sai số và xác định kết
quả đo, kết quả kiểm tra 15 phút thông qua bài kiểm tra trắc nghiệm trên thu được
như sau:
Điểm số

0

2

4

6

8

10

Số lượng

0

0

17

15

9

1

skkn


Tỉ lệ %

0

0

40,5%

35,7%

21,4%

2,4%

+ Thời điểm kiểm tra ở lớp 12X là đã ơn tập lại phần tính sai số và xác định kết quả
đo, kết quả kiểm tra 15 phút thông qua bài kiểm tra trắc nghiệm trên thu được như
sau:

Điểm số

0

2

4

6

8

10

Số lượng

0

0

3

11

15

12

Tỉ lệ %

0

0

7,3%

26,8%

36,6%

29,3%

+ Nhìn vào kết quả khảo sát ở hai lớp trước và sau khi ôn tập để đánh giá, nhận xét và
rút kinh nghiệm giờ dạy, bản thân nhận thấy: ở lớp 12X kết quả kiểm tra cao hơn ở
lớp 12Q, từ đó cần rút kinh nghiệm sau:
- Học sinh hiểu sâu hơn nội dung kiến thức của bài dạy.
- Phân tích cụ thể những các vấn đề đo các đại lượng vật lí và phát huy tính tích cực
tự lực của học sinh trong giờ học.
- Nhận thức sâu sắc về hoạt động của giáo viên và học sinh trong quá trình tiếp cận
kiến thức, phân tích các hiện tượng vật lí.
2.4.3. Chữa bài kiểm tra
Để hoàn thiện và hiểu sâu sắc hơn về đơn vị kiến thức này thì tơi đã dùng thời
gian cịn lại của tiết học để chữa các bài tập đã kiểm tra, cụ thể:
Câu 1. Dùng một thước có chia độ đến milimét đo 5 lần khoảng cách d giữa hai điểm
A và B đều cho cùng một giá trị là 1,345 m. Lấy sai số dụng cụ là một độ chia nhỏ
nhất. Kết quả đo được viết là
A. 1345  2 (mm).

B. 1,345  0,001 (m).

C. 1345  5 (mm).

D. 1,345  0,0005 (m).

Hướng dẫn
Kết quả 5 lần đo đều cho d = 1,345 m = 1345 mm. Lấy sai số: d = 1 mm
 Kết quả đo là: d = 1345 ± 1 (mm) = 1,345 ± 0,001 (m).
Câu 2. Trong giờ thực hành, học sinh đặt điện áp

vào hai đầu đoạn

mạch gồm điện trở R và tụ điện C mắc nối tiếp. Vơn kế dùng trong thí nghiệm là lí

skkn


tưởng và có độ chia nhỏ nhất là 1 V. Khi đo điện áp hai đầu R và C thu được kết quả:
UR = 14 V; UC = 48 V. U0 có kết quả là
A. 70,7  2,0 (V). B. 50,0 1,2 (V) C. 50,0  2,0 (V); D. 70,7  1,2 (V).
= 50 V  U0 = 70,7 V

Hướng dẫn Ta có: U =
Tính sai số:

 lấy vi phân hai vế: 2U.U = 2UR.UR + 2UC.UC
 U =

UR +

.UC =

.1,0 +

.1,0 = 1,24 = 1,2 (V)

Kết quả đo là: U0 = 70,7  1,2 (V).
Câu 3. Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kì dao động điều hòa T của
một vật bằng cách đo thời gian mỗi dao động. Ba lần đo cho kết quả thời gian của
mỗi dao động lần lượt là 2,01 s, 2,12 s và 1,99 s. Thang chia nhỏ nhất của đồng hồ là
0,01 s. Kết quả của phép đo này là
A. 6,12  0,05 (s). B. 2,04  0,05 (s). C. 6,12  0,06 (s). D. 2,04  0,06 (s).
Hướng dẫn
- Giá trị trung bình của chu kì là :

s

- Sai số của phép đo :



- Sai số hệ thống (1 độ chia nhỏ nhất):

s

=0,01 s 

= 0,06 s

 Kết quả đo là : T = 2,04  0,06 (s)
Câu 4. Trong bài thực hành dùng con lắc đơn để đo gia tốc rơi tự do ở một nơi. Một

học sinh tiến hành đo được kết quả: chu kì T = 1,7951 ± 0,0001 (s); Chiều dài con lắc
; ℓ = 0,8000 ± 0,0002 (m). Lấy số  từ máy tính và bỏ qua sai số này. Gia tốc rơi tự
do ở nơi đó là

skkn


A. 9,7911 ± 0,0036 (m/s2).

C. 9,801 ± 0,0023 (m/s2).

B. 9,801 ± 0,0036 (m/s2).

D. 9,7911 ± 0,0023 (m/s2).

Hướng dẫn

Ta có biều thức chu kì của con lắc đơn là :

(*)

= 9,7911 m/s2. (lấy số  từ máy tính)

 Ta có giá tri trung bình là

(bỏ qua sai số của )

 Cách tính 1:
 Δg =

= 0,003 m/s2.

 Cách tính 2:
Theo số liệu: Tmax = 1,7952 s; ℓmin = 0,7998 m  gmin = 9,7975 m/s2.
Theo số liệu: Tmin = 1,7950 s; ℓmax = 0,8002 m  gmax = 9,8046 m/s2.
 Sai số:
= 9,7911 ± 0,0036 m/s2.

Kết quả đo:

Câu 5. Một học sinh tiến hành thí nghiệm Y-âng về giao thoa ánh sáng. Học sinh
dùng hai khe có khoảng cách là a =1,50 ± 0,01 (mm); đo khoảng cách từ hai khe đến
màn quan sát D = 1,600 ± 0,001 (m) và độ rộng của 10 khoảng vân là L = 8,00 ± 0,1
(mm). Sai số tỉ đối của phép đo là
A. 0,67%.

B. 0,63%.

C. 1,25%.

D. 1,98%.

Hướng dẫn
Từ công thức:
Sai số của phép đo:  = a + D + i =
  =

+

+

+

= 0,01975 = 1,98%.

skkn

+

=

+

+


3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận
Phần thí nghiệm – thực hành và tính sai số trong chương trình Vật lí trung học
phổ thơng, nhìn chung là phần cơ bản và khơng nặng về kiến thức, kể cả kiến thức
tốn và kiến thức Vật lí, nhưng học sinh cảm thấy lúng túng khi giải quyết vấn đề
thực nghiệm về hiện tượng Vật lí, một trong những nguyên nhân là do nhiều giáo
viên vẫn quen với lối dạy truyền thống, còn phía học sinh quen với lối học phong trào
“thi cái gì học cái ấy”. Vì vậy, để giảm đi phần nào khó khăn đó, cũng như giáo viên
muốn khai thác, giảng dạy tốt phần này thì cần phải có những giải pháp tốt để giải
quyết vấn đề. Trên đây là một phần nhỏ trong những kiến thức mà học sinh đã học và
nó trải đều trong chương trình Vật lí trung học phổ thơng, mong được góp phần nâng
cao chất lượng giáo dục và đổi mới phương pháp dạy học của giáo viên.
Trong khuôn khổ của đề tài này, tôi đưa ra được giải pháp nhỏ để đạt được
những hiệu quả sau đây:

- Giới thiệu và ôn tập kiến thức phần tính sai số và phân tích các kết quả cũng như
các hiện tượng Vật lí.
- Đề xuất phương án giải một vài bài tập, xử lí số liệu giúp học sinh học tập đạt
hiệu quả cao.
- Vận dụng lý luận đưa ra được phương pháp trực quan cho giáo viên, nhằm
giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách tích cực, chủ động, sáng tạo.
- Bản thân tự thay đổi thói quen dạy chay, truyền thụ một chiều. Học sinh có
góc nhìn tổng qt về hiện tượng vật lí và đam mê tìm hiểu thí nghiệm. Ngồi ra
chống lãng phí cơ sở vật chất mà nhà nước trang bị cho các cơ sở giáo dục, nhằm
nâng cao chất lượng giáo dục.
3.2. Kiến nghị
Các dụng cụ thí nghiệm đối với bộ mơn Vật lí nói riêng, cũng như bộ mơn
khoa học khác nói chung mà các nhà trường đã được trang bị, nhưng hầu như được
lưu kho. Vì vậy tơi có những kiến nghị sau:

skkn