物理学类本科课程教学大纲Word格式文档下载.docx
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6、提高进行科学实验工作的实际动手能力、分析判断能力、独立思考能力、革新创造能力、归纳总结能力、口头表达能力等综合能力。
【教学时间安排】
本课程计1个学分，36学时，一学期要求完成13～16个实验，在实验进行之前，讲授绪论及数据处理基础知识（3学时）。
实验学时分配如下：
序号
实验名称
实验类型
课时
备注
1
绪论
3
2
长度测量
验证性
基本实验
单摆
4
密度的测量
5
精密称衡
综合性
6
自由落体运动
7
倾斜气垫导轨上滑块运动的研究
8
牛顿第二运动定律的验证
9
碰撞实验
10
刚体转动的研究
11
杨氏模量的测定（伸长法）
12
切变模量的测定
13
惯性秤
14
弹簧振子的研究
15
弦振动的研究
16
声速的测量（超声）
17
声速的测量（可闻声）
18
固体比热容的测量（混合法）
19
金属线胀系数的测量
20
良导体导热系数的测定
21
液体粘度的测量（落球法）
22
液体表面张力系数的测定（拉脱法）
23
水的汽化热测定（补偿法）
24
冰的熔化热的测定
25
三线摆
选做实验
26
阻尼振动
27
受迫振动（扭摆法）
28
复摆振动的研究
29
可倒摆
30
水的沸点与压强关系的研究
31
真空的获得与测量
合计
51
【实验内容与要求】
《基础物理实验
（1）》内容分基本实验、选做实验和设计性实验三个部分。
大纲列出了30个基本实验和选做实验，设计性实验题目根据教学情况另定。
实验教学中应多选做基本实验，综合性和设计性实验应占所做实验数的1/3，以利于学生个性的发展和特长的发挥。
基本实验
一、绪论
（一）基础物理实验的地位和作用及实验课的目的。
（二）误差和数据处理基础知识
1、测量和误差
（1）测量与仪器：
直接测量，间接测量，单次测量和多次测量；
等精度测量和非等精度测量；
仪器的准确度等级。
（2）误差的概念和误差的种类
（A）真值、误差、残差。
（B）系统误差。
（C）偶然误差
①算术平均值；
②标准偏差s；
③算术平均值的标准偏差；
④标准偏差的统计意义。
（D）实验中的过失误差；
2、测量不确定度的评价
（1）标准不确定度的A类评定；
（2）标准不确定度的B类评定；
（3）合成标准不确定度。
（1）直接测量的标准不确定度：
（2）间接测量的标准不确定度：
3、有效数字的概念和运算法则
（1）有效数字的概念。
（2）仪器读数、记录与有效数字；
（3）有效数字的运算法则。
（4）在测量和数据处理中有效数字处理的基本原则。
4、实验数据的处理方法
（1）图示法；
（2）分组计算法；
（3）逐差法；
（4）最小二乘法。
（三）实验报告基本要求和内容。
（四）力学、热学实验基本仪器。
实验仪器的讲解可根据实际情况，在实验中使用到仪器时分别进行介绍。
二、长度测量
1、实验目的要求
（1）学习游标卡尺和螺旋测微计原理及正确使用方法；
（2）练习使用长度测量的几种常用仪器；
（3）运用误差知识，合理选择测量仪器；
（3）掌握不确定度和有效数字的概念，学会正确记录和处理数据。
2、实验主要内容
（1）学习数据的正确记录方法；
（2）用游标卡尺和螺旋测微计测量圆柱体、棒状物体、球体的相关尺寸；
（3）计算体积和不确定度；
3、实验仪器设备
（1）游标卡尺；
（2）螺旋测微计。
三、单摆
（1）用单摆测量当地的重力加速度；
（2）研究摆振动的周期和摆长、摆角间的关系。
（1）学习用停表、米尺和游标卡尺测量单摆周期和摆长；
（2）测定当地重力加速度和其不确定度；
（3）研究单摆振动和摆长的关系，并利用作图法求重力加速度ɡ值。
（1）单摆；
（2）停表；
（3）游标卡尺；
（4）钢卷尺。
四、密度的测量
（1）学会正确使用物理天平；
（2）掌握用流体静力称衡法和比重瓶测定固体和液体密度的方法。
（1）练习物理天平的调节，使其达到最佳工作状态，测量物体质量；
（2）用流体静力称衡法测量固体和液体的密度及计算不确定度；
（3）用比重瓶法测量液体密度；
（4）用定容瓶法测空气的密度。
（1）物理天平；
（2）比重瓶；
（3）定容瓶；
（4）烧杯、温度计。
五、精密称衡
（1）练习使用分析天平进行精密称衡；
（2）掌握精密称衡中的系统误差补正方法。
（1）学习振动式分析天平的调整和使用；
（2）掌握灵敏度法进行精密称衡；
（3）学会对质量精密称衡的系统误差补正。
（1）分析天平。
六、自由落体运动
（1）学习用自由落下的物体测量重力加速度；
（2）练习对组合测量进行数据处理。
（1）学会用光电计时器测量时间间隔；
（2）掌握用光电法测量重力加速度；
（3）学习用逐差法进行数据处理。
（1）自由落体测定仪；
（2）光电门、计时器。
七、倾斜气垫导轨上滑块运动的研究
（1）学习使用气垫导轨和光电计时系统测定速度和加速度；
（2）用倾斜气垫导轨测定重力加速度；
（3）分析和校正实验中的系统误差。
（1）学习气垫导轨的调平及测量速度和加速度；
（2）学会利用倾斜气轨测定重力加速度；
（1）气垫导轨；
（2）光电门、数字计时器。
八、牛顿第二运动定律的验证
（1）熟悉气垫导轨的结构和调整；
（2）学习在气垫导轨上验证牛顿第二定律。
（1）调整光电测量系统和气垫导轨，测定粘性阻尼常量；
（2）验证质量m一定时，加速度a与外力F成正比；
（3）验证F一定时，加速度a与质量m成反比。
（2）光电门、数字计时器；
（3）游标卡尺。
九、碰撞实验
（1）验证动量守恒定律；
（2）了解完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞的特点。
（1）学习在气垫导轨上验证动量守恒定律；
（2）求证完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞，碰撞前后的动量和动能变化，及其恢复系数。
十、刚体转动的研究
（1）研究刚体转动时合外力矩与刚体转动角加速度的关系；
（2）考察刚体的质量分布改变时对转动的影响。
（1）用刚体转动实验仪验证刚体的转动定律；
（2）熟练掌握用作图法处理数据；
（3）观测刚体的转动随质量分布不同的改变状况。
（1）刚体转动实验仪；
（2）停表、砝码。
十一、杨氏模量的测定（伸长法）
（1）用伸长法测定金属丝的杨氏模量；
（2）学习光杠杆原理并掌握使用方法。
（1）学习光杠杆装置测量微小长度改变量的原理和调节方法；
（2）用光杠杆测量金属丝在外力作用下的伸长量；
（3）练习用逐差法、作图法处理数据，并将两种方法进行比较。
（1）杨氏模量测定仪；
（2）光杠杆、尺读望远镜；
（3）螺旋测微计、米尺、游标卡尺。
十二、切变模量的测定
（1）掌握切变模量和扭摆的基本原理；
（2）学习用摆动法测量棒状材料的切变模量。
（1）测定金属棒的切变模量，
（2）学习用摆动法测定圆盘和圆环的转动惯量；
（3）计算金属棒的切变模量及不确定度。
（1）扭摆；
（2）圆环；
（3）停表；
（4）游标卡尺、米尺。
十三、惯性秤
（1）掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法；
（2）了解仪器的定标和使用。
（1）利用光点计时器测量惯性秤的振动周期；
（2）学习用作图法对惯性秤定标；
（3）测量待测物质量，并考查重力对惯性秤的影响。
（1）惯性称；
（2）光电计时器；
（3）标准质量块。
十四、弹簧振子的研究
（1）研究弹簧振
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