普通物理實驗2002學年教學大綱

《普通物理實驗—力學部分》實驗教學大綱

課程編號：05099002????????????????? 學時：27??????????? 學分：0.9
開課對象：物理學專業?????????????? 課程類別：專業必修
英文譯名：dynamical experiments

一、?教學任務和目的
根據教學大綱要求對物理教育專業開設9個實驗，每個實驗3學時，總計27學時。
二、?教學基本要求
力學實驗要求學生掌握長度、時間、質量三個基本物理量的測量方法，懂得正確使用游標卡尺、螺旋測微計、秒表、電子毫秒計、天平以及氣墊導軌、光電門、光杠杅等基本儀器，要求能應用誤差理論正確處理實驗數據，能對實驗結果作出正確的分析。
三、?實驗內容
??? 實驗一　長度測量　　　
1．?目的和要求：
a.?掌握游標和螺旋測微原理。
b.?正確使用游標卡尺、螺旋測微計及測量顯微鏡。
c.?掌握多次等精度測量誤差的估算方法。
2．?實驗內容：
a.?分別用游標卡尺及螺旋測微計測一圓柱的尺寸，并求體積。　
b.?利用測量顯微鏡測一半導體集成電路圖形（或類似的圖形）的尺寸，練習在彎游標及不同的測微計上讀數。
c.?多次測量誤差的運算，求絕對和相對誤差。
3．?實驗設備：
游標卡尺、螺旋測微計、測量顯微鏡。
實驗二　　單擺實驗　
1．?目的和要求：
a.?測量單擺的周期、擺長，并求重力加速度g。
b.?從擺的周期測量值的變化，認識偶然誤差的規律性。
2．?實驗內容：
a.?測量擺的周期。
b.?根據所測的數據，統計出偶然誤差的規律性。
3．?實驗設備：
單擺、數字毫秒計、開關。
實驗三　　密度測定　
1．?實驗任務：
a.?測出一固體及一給定液體的密度。
2．?實驗要求：
a.?寫出實驗原理，導出測量公式。
b.?擬出實驗步驟。
c.?列出數據表格。
d.?測出固體及液體的密度。
e.?討論分析誤差產生的原因，并對實驗結果進行評價。
3．?實驗條件：
待測固體、液體材料、物理天平、燒杯、蒸餾水。
實驗四　　弦振動的研究　
1．?目的和要求：
a.?驗證弦振動定律。
b.?觀察橫波所形成的駐波波形。
2．?實驗內容：
a.?利用駐波觀察測定電動音叉的頻率。
b.?驗證振動頻率一定時，波長的平方與弦線所受張力T成正比。
3．?實驗設備：
電動音叉，滑輪，弦線，砝碼盤，三棱木，鋼卷尺，分析天平，雙對數座標紙。
實驗五 　剛體轉動實驗　　
1．?目的和要求：
a.?觀測剛體的轉動慣量隨質量及質量分布而改變的情況。
b.?驗證平行軸定理。
2．?實驗內容：
a.?測定不同的m及相應的時間t作m-t圖線，求出轉動慣量I。
b.?　對稱地改變重錘相對轉軸的位置，測一組Xi,Ti作X－T圖，檢驗平行軸定理。
3．?實驗設備：
剛體轉動實驗儀，米尺，游標卡尺，計時裝置。
實驗六　　復擺　　
1．?目的和要求：
a.?研究復擺擺動周期與回轉軸到質心距離的關系。
b.?測當地重力加速度。
2．?實驗內容：
a.?測調復擺的周期，求重力加速度。
3．?實驗設備：
復擺，光電門，毫秒計，鋼卷尺。
實驗七　　楊氏彈性模量的測定　
1．?目的和要求：
a.?掌握用拉伸法測定楊氏模量的原理。
b.?掌握用光杠杅鏡測定微小長度的變化。
c.?學會用逐差法與作圖法處理實驗數據。
2．?實驗內容：
a.?繪制L－F圖線。
b.?由L－F圖線斜率求楊氏彈性模量。
3．?實驗設備：
楊氏模量測定儀、光杠桿、尺度望遠鏡、螺旋測微計、游標卡尺、米尺。
實驗八　　　簡諧振動　　
1．?目的和要求：
a.?驗證彈簧振子的運動規律，并測出彈簧的倔強系數。
b.?用圖接解法求彈簧的等效質量。
2．?實驗內容：
a.?測定懸掛不同質量的砝碼時，彈簧振子的振動周期并畫出m-t圖線。
b.?由圖線求得倔強系數k和彈簧等郊質量。
3．?實驗設備：
彈簧、砝碼、焦利稱、支架、鏡尺、停表。
實驗九 氣軌上測量物體的速度及加速度　
1、目的和要求：
a.?熟悉氣墊導軌的構造，掌握其正確的調整方法。
b.?進一步熟悉用光電門測量系統測量短時間的方法。
c.?學會測物體的速度，加速度。
2、實驗內容：
a.?調整光電測量系統和氣墊導軌。
b.?學會在氣墊導軌上測量物體的速度及加速度的方法。
3、實驗設備：
氣墊導軌、計時計數測速儀、光電門、氣源。