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《力学实验》教学大纲

    一、实验课程基本信息
    课程名称:力学实验
    英文名称:Mechanics Experiment
    课程编号:0711107A
    课程性质:独立设课
    课程类别:专业基础课 (必修课)
    总 学 时:44
    周 学 时:4
    总 学 分:2
    项 目 数:12
    适用专业:物理学
    开课系部:物理与电子工程系
    二、课程的性质和地位
    《力学实验》是对物理专业学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课
程,是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端,是理科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位,二者既有联系,又有区别,物理学发展的事实说明,在一定生产实践的背景下,实验-理论-实验,相互促进,促使物理学及其它科学技术获得长足的进步。
    三、教学的对象和目的
    《力学实验》是物理专业学生一年级第一学期的课程,学生要具备一定的高等数学知识和力学基础知识。
本课程的教学目的是:通过教学,使学生接受基本实验理论和操作技能的训练,熟练掌握基
    本物理量的测量原理和常用的测量方法,能合理选择与正确使用基本仪器,能正确运用有效数字并掌握基本的实验数据处理方法,能对实验结果做出正确的分析和判断,能写出符合要求的实验报告。
   四、教学内容与课时安排
    本课程总学时为38学时,绪论2学时,每个实验为3学时,总共12个实验。


理论准备"绪论"(2学时)


    主要内容:
    (1)实验的地位、作用和目的
    (2)测量和有效数字
测量、真值、有效数字、仪器的估计读数、数字修约规则、科学记数法、作实
验图线。
    (3)误差初步知识
误差、误差分类、误差来源与性质。
    (4)实验不确定度的评定
A类不确定度的评定、B类不确定度的评定、直接测量量不确定度的估算、间接测量量的不确定度、结果表示。
    (5)数据处理方法
计算法,图示法,图解法,逐差法。
    (6)实验报告的要求

实验一 长度的测量(3学时)


    实验要求:
    1.了解游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜的构造和原理,并掌握其正确使用方法。
    2.练习有效数字和标准不确定度的计算,并能正确地表示测量结果。

实验二 单 摆(3学时)


    实验要求:
    1.掌握用单摆测重力加速度的方法。
    2.练习使用机械秒表或电子秒表。
    3.了解单摆的周期与质量无关,周期与摆长的关系。
    4.学习用图解法处理数据。

实验三 密度测量(3学时)


    实验要求:
    1.学会一种不规则固体密度的测量方法(静力称衡法)。
    2.掌握物理天平的使用。
    3.进一步熟悉间接测量的不确定度计算。

实验四 用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量(3学时)


    实验要求:
    1.掌握用光杠杆法测量微小长度的原理和方法。
    2.学会用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。
    3.学会用逐差法处理数据的方法。

实验五 扭 摆(3学时)


    实验要求:
    1、用扭摆法测定物质的切变模量。
    2、用扭摆测定刚体的转动惯量。

实验六 速度和加速度的测定(3学时)


    实验要求:
    1.了解气垫导轨的构造和调整。
    2.掌握计时计数测速仪的使用方法。
    3.学会用气垫导轨测量速度和加速度的方法。

实验七 牛顿第二运动定律的验证(3学时)


    实验要求:
    1.进一步熟悉气垫导轨和计时计数测速仪的调整和使用。
    2.学习曲线改直,作图线验证物理规律的方法。
    3.验证牛顿第二定律。

实验八 三线摆(3学时)


    实验要求:
    1.掌握三线摆测转动惯量的原理和方法。
    2.验证平行轴定理。

实验九 悬挂式弹簧的简谐振动(3学时)


    实验要求:
    1.验证弹簧谐振的运动规律。
    2.研究弹簧质量对振动的影响。
    3.研究不同形状的弹簧,其质量对振动的影响是否相同。
    4.进一步熟悉用图解法处理数据的方法。

实验十 复 摆(3学时)


    实验要求:
    1.了解复摆振动周期与质心到转轴距离的关系。
    2.测量当地的重力加速度。
    3.计算物体绕质心轴的转动惯量。

实验十一 碰撞实验(3学时)


    实验要求:
    1.验证动量守恒定律。
    2.了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。
    3.学习用比较数据法验证物理规律的方法。

实验十二 弦振动的研究(3学时)


    实验要求:
    1.观察弦振动时形成的驻波。
    2.验证弦振动的波长与张力的关系。
    3.测量音叉振动的频率。
   四、考核方式
   
考查(操作60%,实验报告40%)
   五、使用教材
    扬述武.《普通物理实验》.北京:高等教育出版社,2000年5月第3版
   六、主要参考书:
    1、肖新民.《实验简明教程》.山西人民出版社,1989年12月第2版
    2、王宏义等. 《物理实验》.内蒙古人民出版社,1984年5月第1版
    3、李寿松.《物理实验教程》.高等教育出版社,1998年5月第1版
执笔教师:苏晓琴 教研室主任:苏晓琴 教学系(部)主任:王金来

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