普通物理实验—力学部分

普通物理实验2002学年教学大纲

《普通物理实验—力学部分》实验教学大纲

课程编号：05099002                  学时：27            学分：0.9
开课对象：物理学专业               课程类别：专业必修
英文译名：dynamical experiments

一、 教学任务和目的
根据教学大纲要求对物理教育专业开设9个实验，每个实验3学时，总计27学时。
二、 教学基本要求
力学实验要求学生掌握长度、时间、质量三个基本物理量的测量方法，懂得正确使用游标卡尺、螺旋测微计、秒表、电子毫秒计、天平以及气垫导轨、光电门、光杠杅等基本仪器，要求能应用误差理论正确处理实验数据，能对实验结果作出正确的分析。
三、 实验内容
    实验一　长度测量　　　
1． 目的和要求：
a. 掌握游标和螺旋测微原理。
b. 正确使用游标卡尺、螺旋测微计及测量显微镜。
c. 掌握多次等精度测量误差的估算方法。
2． 实验内容：
a. 分别用游标卡尺及螺旋测微计测一圆柱的尺寸，并求体积。　
b. 利用测量显微镜测一半导体集成电路图形（或类似的图形）的尺寸，练习在弯游标及不同的测微计上读数。
c. 多次测量误差的运算，求绝对和相对误差。
3． 实验设备：
游标卡尺、螺旋测微计、测量显微镜。
实验二　　单摆实验　
1． 目的和要求：
a. 测量单摆的周期、摆长，并求重力加速度g。
b. 从摆的周期测量值的变化，认识偶然误差的规律性。
2． 实验内容：
a. 测量摆的周期。
b. 根据所测的数据，统计出偶然误差的规律性。
3． 实验设备：
单摆、数字毫秒计、开关。
实验三　　密度测定　
1． 实验任务：
a. 测出一固体及一给定液体的密度。
2． 实验要求：
a. 写出实验原理，导出测量公式。
b. 拟出实验步骤。
c. 列出数据表格。
d. 测出固体及液体的密度。
e. 讨论分析误差产生的原因，并对实验结果进行评价。
3． 实验条件：
待测固体、液体材料、物理天平、烧杯、蒸馏水。
实验四　　弦振动的研究　
1． 目的和要求：
a. 验证弦振动定律。
b. 观察横波所形成的驻波波形。
2． 实验内容：
a. 利用驻波观察测定电动音叉的频率。
b. 验证振动频率一定时，波长的平方与弦线所受张力T成正比。
3． 实验设备：
电动音叉，滑轮，弦线，砝码盘，三棱木，钢卷尺，分析天平，双对数座标纸。
实验五 　刚体转动实验　　
1． 目的和要求：
a. 观测刚体的转动惯量随质量及质量分布而改变的情况。
b. 验证平行轴定理。
2． 实验内容：
a. 测定不同的m及相应的时间t作m-t图线，求出转动惯量I。
b. 　对称地改变重锤相对转轴的位置，测一组Xi,Ti作X－T图，检验平行轴定理。
3． 实验设备：
刚体转动实验仪，米尺，游标卡尺，计时装置。
实验六　　复摆　　
1． 目的和要求：
a. 研究复摆摆动周期与回转轴到质心距离的关系。
b. 测当地重力加速度。
2． 实验内容：
a. 测调复摆的周期，求重力加速度。
3． 实验设备：
复摆，光电门，毫秒计，钢卷尺。
实验七　　杨氏弹性模量的测定　
1． 目的和要求：
a. 掌握用拉伸法测定杨氏模量的原理。
b. 掌握用光杠杅镜测定微小长度的变化。
c. 学会用逐差法与作图法处理实验数据。
2． 实验内容：
a. 绘制L－F图线。
b. 由L－F图线斜率求杨氏弹性模量。
3． 实验设备：
杨氏模量测定仪、光杠杆、尺度望远镜、螺旋测微计、游标卡尺、米尺。
实验八　　　简谐振动　　
1． 目的和要求：
a. 验证弹簧振子的运动规律，并测出弹簧的倔强系数。
b. 用图接解法求弹簧的等效质量。
2． 实验内容：
a. 测定悬挂不同质量的砝码时，弹簧振子的振动周期并画出m-t图线。
b. 由图线求得倔强系数k和弹簧等郊质量。
3． 实验设备：
弹簧、砝码、焦利称、支架、镜尺、停表。
实验九 气轨上测量物体的速度及加速度　
1、目的和要求：
a. 熟悉气垫导轨的构造，掌握其正确的调整方法。
b. 进一步熟悉用光电门测量系统测量短时间的方法。
c. 学会测物体的速度，加速度。
2、实验内容：
a. 调整光电测量系统和气垫导轨。
b. 学会在气垫导轨上测量物体的速度及加速度的方法。
3、实验设备：
气垫导轨、计时计数测速仪、光电门、气源。