Vật lý Lớp 10. Thiết kế phép đo, lập bảng, xử lí dữ liệu và đánh giá sai số khi xác định k.
Kiến thức cần nhớ
**1. Mục tiêu thí nghiệm**
Xác định độ cứng $k$ và kiểm tra miền mà $F$ tỉ lệ với $\Delta l$. Đại lượng đo trực tiếp thường là khối lượng tải, chiều dài tự nhiên $l_0$ và chiều dài có tải $l$.
**2. Dụng cụ và lực tải**
Dùng giá đỡ, lò xo, thước, móc và các quả cân. Với hệ treo cân bằng:
$F=mg$
Phải tính cả khối lượng móc treo nếu nó đã làm lò xo dãn.
**3. Quy trình đo**
Đo $l_0$ khi chưa tải; tăng tải từng mức; chờ vật đứng yên; đọc $l$ ngang tầm mắt; tính $x=l-l_0$. Nên đo lặp và có thể giảm tải để kiểm tra khả năng hồi phục.
**4. Bảng và đồ thị**
Lập các cột $m$, $F=mg$, $l$, $x$. Vẽ $F$ theo $x$; độ dốc của đường phù hợp tốt nhất trong miền tuyến tính cho:
$k=\frac{\Delta F}{\Delta x}$
**5. Sai số ngẫu nhiên và hệ thống**
Ngẫu nhiên: dao động, đọc thước, chọn mốc. Hệ thống: thước lệch 0, bỏ khối lượng móc, giá nghiêng, lò xo có tiền tải. Đo lặp giảm ngẫu nhiên nhưng không tự loại sai số hệ thống.
**6. Cải thiện độ tin cậy**
Dùng nhiều mức tải trong giới hạn an toàn, chọn khoảng biến dạng đủ lớn so với độ chia, đọc vuông góc, chờ cân bằng, dùng đường hồi quy thay vì chỉ một tỉ số $F/x$.
**7. An toàn và giới hạn kết luận**
Không kéo quá giới hạn lò xo; giữ tải tránh rơi; không đứng theo hướng vật có thể bật. Kết luận phải phù hợp phạm vi tải đã đo, không khẳng định Hooke đúng với mọi lực.
**8. Lỗi cần tránh**
- Dùng $l$ thay $x$.
- Quên khối lượng móc.
- Chỉ đo một tải.
- Tính trung bình các $F/x$ khi có điểm ngoài miền tuyến tính.
- Sửa số liệu để đồ thị đi qua gốc.
ezonthi