《普通物理实验》课程标准 说明 普通物理实验是三年制高等师范专科学校物理专业必修的基础课程。通过教学,应使学生: 1.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伩器,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 2.用实验的方法去观察、研究物理现象、规律,应用所学得的理论知识指导实验,从理论和实 验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识,加强理论联系实际和提高指导中学实验的能 力 本课程总学时为114学时,每个实验为3学时。 教学内容 绪论(9学时) 1.普通物理实验的地位和作用 2.普通物理实验的过程和各个教学环节的要求 3.实验室规则 误差和数据处理的基本知识( 1.测量和误差的基本概念 2.测量结果的正确表示 3.误差的估算及其意义 4.有效数字的概念和运算法则 5.数据处理的基本方法 误差和数据处理的基本知识(二) 1.随机误差的概念 2.标准误差的计算 3.系统误差的一般知识 力学实验(33学时) 力学实验是师专物理专业首先开设的基础物理实验,除了起到加深对物理规律认识、培养实验 基本技能的作用外,还特别重视对学生进行实验课学习方法的指导,和良好科学实验习惯的培养, 为以后的实验教学打下基础 通过实验,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、螺旋测微仪、测量显微镜、秒表、数字式毫秒计及光电门、天平、气垫导轨、光杠杆等基本测 量仪器和实验设备。能应用误差理论正确处理实验数据,并对实验结果作出正确的分析
１ 《普通物理实验》课程标准 说 明 普通物理实验是三年制高等师范专科学校物理专业必修的基础课程。通过教学，应使学生： 1. 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。 2. 用实验的方法去观察、研究物理现象、规律，应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实 验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识，加强理论联系实际和提高指导中学实验的能 力。 本课程总学时为 114 学时，每个实验为 3 学时。 教学内容 绪 论（9 学时） 1. 普通物理实验的地位和作用 2. 普通物理实验的过程和各个教学环节的要求 3. 实验室规则 误差和数据处理的基本知识（一） 1. 测量和误差的基本概念 2. 测量结果的正确表示 3. 误差的估算及其意义 4. 有效数字的概念和运算法则 5. 数据处理的基本方法 误差和数据处理的基本知识（二） 1. 随机误差的概念 2. 标准误差的计算 3. 系统误差的一般知识 力学实验（33 学时） 力学实验是师专物理专业首先开设的基础物理实验，除了起到加深对物理规律认识、培养实验 基本技能的作用外，还特别重视对学生进行实验课学习方法的指导，和良好科学实验习惯的培养， 为以后的实验教学打下基础。 通过实验，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、螺旋测微仪、测量显微镜、秒表、数字式毫秒计及光电门、天平、气垫导轨、光杠杆等基本测 量仪器和实验设备。能应用误差理论正确处理实验数据，并对实验结果作出正确的分析
本部分共列出15个实验 实验一长度的测量 1.分别用游标卡尺及螺旋测微计测量长方形、球形、圆环等试样的尺寸,并求体积。 2.利用测量显微镜测一半导体集成电路图形(或类似图形)的尺寸。练习在弯游标及不同的测 微螺旋上读数。 3.多次测量误差的运算,求绝对误差和相对误差。 说明和要求 (1)掌握游标及螺旋测微原理。 (2)学会正确使用游标卡尺、螺旋测微计及测量显微镜 (3)掌握多次等精度测量误差的估算方法与有效数字的基本运算。 实验二单摆的研究 1.用多周期测量法测不同摆长L下周期T,作L—T2图线,并求出重力加速度g 2.测定同一摆长下,相应于不同摆角θ的周期,作θ一T图,得出结论。 说明和要求 )学会镜尺和秒表的使用。 (2)掌握用单摆测定重力加速度的方法。 (3)研究单摆的周期和摆长,周期和摆角的关系。 (4)学习用作图法处理测量数据 实验三固体和液体密度的测定 1.物理天平的调整 2.用流体静力称衡法测固体的密度。 用比重瓶法测液体的密度。 说明和要求 (1)熟练掌握物理天平的调节和正确使用方法。 (2)掌握测定固体和液体密度的两种方法一一液体静力称衡法和比重瓶法 实验四惯性秤 对惯性秤进行定标,作定标曲线 2.用惯性秤测量待测物的惯性质量。 3.用天平称量待测物的引力质量,研究物体惯性质量和引力质量的关系 说明和要求 (1)掌握用惯性秤测定惯性质量的原理和方法 (2)测定物体的惯性质量,加深对惯性质量和引力质量的理解
２ 本部分共列出 15 个实验。 实验一 长度的测量 1. 分别用游标卡尺及螺旋测微计测量长方形、球形、圆环等试样的尺寸，并求体积。 2. 利用测量显微镜测一半导体集成电路图形（或类似图形）的尺寸。练习在弯游标及不同的测 微螺旋上读数。 3. 多次测量误差的运算，求绝对误差和相对误差。 说明和要求 （1）掌握游标及螺旋测微原理。 （2）学会正确使用游标卡尺、螺旋测微计及测量显微镜。 （3）掌握多次等精度测量误差的估算方法与有效数字的基本运算。 实验二 单摆的研究 1. 用多周期测量法测不同摆长 L 下周期 T，作 L— 2 T 图线，并求出重力加速度 g。 2. 测定同一摆长下，相应于不同摆角θ 的周期，作θ —T 图，得出结论。 说明和要求 （1）学会镜尺和秒表的使用。 （2）掌握用单摆测定重力加速度的方法。 （3）研究单摆的周期和摆长，周期和摆角的关系。 （4）学习用作图法处理测量数据。 实验三 固体和液体密度的测定 1. 物理天平的调整。 2. 用流体静力称衡法测固体的密度。 3. 用比重瓶法测液体的密度。 说明和要求 （1）熟练掌握物理天平的调节和正确使用方法。 （2）掌握测定固体和液体密度的两种方法——液体静力称衡法和比重瓶法。 实验四 惯性秤 1. 对惯性秤进行定标，作定标曲线。 2. 用惯性秤测量待测物的惯性质量。 3. 用天平称量待测物的引力质量，研究物体惯性质量和引力质量的关系。 说明和要求 （1）掌握用惯性秤测定惯性质量的原理和方法。 （2）测定物体的惯性质量，加深对惯性质量和引力质量的理解
实验五牛顿第二定律的验证 1.调整光电计时系统和气垫导轨。 2.研究滑块质量一定时,加速度和所受外力的关系:研究外力一定时,加速度和质量的关系。 说明和要求 (1)熟悉气垫导轨的构造,掌握其正确的调整和使用方法 (2)熟悉用光电计时系统测量短暂时间的方法。 (3)学会测运动物体的速度和加速度 (4)验证牛顿第二定律 实验六(a)动量守恒定律的验证(用气垫导轨) 1.测定滑块在弹性和非弹性碰撞前后的速度,验证动量守恒定律, 2.由碰撞前后的速度值计算恢复系数和碰撞前后的动能比值,并和理论计算结果比较。 说明和要求 (1)验证动量守恒定律。 (2)进一步熟悉气垫导轨的使用方法 (3)用观察法研究弹性和非弹性碰撞的特点 实验六(b)动量守恒定律的验证(用碰撞仪) 1.根据摆球(或圆柱体)摆动的位移,间接求出它们在弹性和非弹性碰撞前后的速度,验证动 量守恒定律。 2.由碰撞前后的速度值计算恢复系数和碰撞前后的动能损失 说明和要求 )验证动量守恒定律 (2)用观察法研究弹性和非弹性碰撞的特点。 实验七(a)杨氏弹性模量的测定(拉伸法) 1.用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量 2.用逐差法计算测量结果,求出杨氏弹性模量 说明和要求 (1)掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法,测定金属丝的杨氏弹性模量 (2)训练正确地调整测量系统的能力 (3)学会用逐差法进行数据处理的方法。 实验七(b)杨氏弹性模量的测定(弯曲法) 1.测量梁在不同负载P下的弛垂度Y,绘制P—Y图线
３ 实验五 牛顿第二定律的验证 1. 调整光电计时系统和气垫导轨。 2. 研究滑块质量一定时，加速度和所受外力的关系；研究外力一定时，加速度和质量的关系。 说明和要求 （1）熟悉气垫导轨的构造，掌握其正确的调整和使用方法。 （2）熟悉用光电计时系统测量短暂时间的方法。 （3）学会测运动物体的速度和加速度。 （4）验证牛顿第二定律。 实验六（a）动量守恒定律的验证（用气垫导轨） 1. 测定滑块在弹性和非弹性碰撞前后的速度，验证动量守恒定律。 2. 由碰撞前后的速度值计算恢复系数和碰撞前后的动能比值，并和理论计算结果比较。 说明和要求 （1）验证动量守恒定律。 （2）进一步熟悉气垫导轨的使用方法。 （3）用观察法研究弹性和非弹性碰撞的特点。 实验六（b）动量守恒定律的验证（用碰撞仪） 1. 根据摆球（或圆柱体）摆动的位移，间接求出它们在弹性和非弹性碰撞前后的速度，验证动 量守恒定律。 2. 由碰撞前后的速度值计算恢复系数和碰撞前后的动能损失。 说明和要求 （1）验证动量守恒定律。 （2）用观察法研究弹性和非弹性碰撞的特点。 实验七（a）杨氏弹性模量的测定（拉伸法） 1. 用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。 2. 用逐差法计算测量结果，求出杨氏弹性模量。 说明和要求 （1）掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，测定金属丝的杨氏弹性模量。 （2）训练正确地调整测量系统的能力。 （3）学会用逐差法进行数据处理的方法。 实验七（b）杨氏弹性模量的测定（弯曲法） 1. 测量梁在不同负载 P 下的弛垂度 Y，绘制 P—Y 图线
2.有P一Y图线的斜率求杨氏弹性模量。 说明和要求 (1)学会用梁的弯曲法测定杨氏弹性模量,验证梁的弯曲公式。 2)学习应用测量显微镜(或测高仪)测量微小长度变化的方法 实验八(a)刚体转动惯量的测定(用扭摆) 1.用扭摆测定刚体的转动惯量。 2.验证转动惯量的平行轴定理 说明和要求 (1)学习用扭摆测定刚体的转动惯量的原理和方法。 (2)验证平行轴定理。 实验八(b)刚体转动惯量的测定(用三线摆) 1.测定圆盘、圆环及任意形状物体的转动惯量。 2.测定离转轴一定距离的两圆柱体的转动惯量,验证平行轴定理 说明和要求 (1)掌握用三线摆测定转动惯量的原理和方法。 (2)验证平行轴定理。 实验八(c)刚体转动实验(用刚体转动实验仪) 1.验证刚体的转动定律,求出转动惯量 2.观测转动惯量与质量分布关系。检验平行轴定理 3.用作图法处理数据 说明和要求 (1)验证刚体的转动定律,测定刚体的转动惯量并观测刚体的转动惯量随质量及质量分布而改 变的情况 (2)验证平行轴定理 (3)掌握用作图法(曲线改直)处理数据 实验九液体粘滞系数的测定 1.用分析天平测小球的质量 2.用螺旋测微计测小球的直径,用游标卡尺及米尺测玻璃管的直径及刻线间的长度 3.用密度计测蓖麻油的密度 说明和要求 (1)用落体法测定液体的粘滞系数。 (2)掌握分析天平的调整方法和使用方法
４ 2. 有 P—Y 图线的斜率求杨氏弹性模量。 说明和要求 （1）学会用梁的弯曲法测定杨氏弹性模量，验证梁的弯曲公式。 （2）学习应用测量显微镜（或测高仪）测量微小长度变化的方法。 实验八（a）刚体转动惯量的测定（用扭摆） 1. 用扭摆测定刚体的转动惯量。 2. 验证转动惯量的平行轴定理。 说明和要求 （1）学习用扭摆测定刚体的转动惯量的原理和方法。 （2）验证平行轴定理。 实验八（b）刚体转动惯量的测定（用三线摆） 1. 测定圆盘、圆环及任意形状物体的转动惯量。 2. 测定离转轴一定距离的两圆柱体的转动惯量，验证平行轴定理。 说明和要求 （1）掌握用三线摆测定转动惯量的原理和方法。 （2）验证平行轴定理。 实验八（c）刚体转动实验（用刚体转动实验仪） 1. 验证刚体的转动定律，求出转动惯量。 2. 观测转动惯量与质量分布关系。检验平行轴定理。 3. 用作图法处理数据。 说明和要求 （1）验证刚体的转动定律，测定刚体的转动惯量并观测刚体的转动惯量随质量及质量分布而改 变的情况。 （2）验证平行轴定理。 （3）掌握用作图法（曲线改直）处理数据。 实验九 液体粘滞系数的测定 1. 用分析天平测小球的质量。 2. 用螺旋测微计测小球的直径，用游标卡尺及米尺测玻璃管的直径及刻线间的长度。 3. 用密度计测蓖麻油的密度。 说明和要求 （1）用落体法测定液体的粘滞系数。 （2）掌握分析天平的调整方法和使用方法
实验十弦振动的研究 利用驻波现象测定电动音叉的频率。 2.验证振动频率一定时,波长的平方与弦线所受张力成正比。 说明和要求 (1)验证弦线上的横波波长与弦线张力、密度的关系。 (2)观察横波所形成的驻波波形,用驻波法测频率 实验十一(a)谐振动的研究(气垫导轨) 1.用光电测量系统直接测出滑块在导轨上振动时位移及速度随时间的变化关系。 2.测量滑块质量m改变时及弹簧的倔强系数K变时的振动周期T,验证T=2n,/ 说明和要求 (1)验证在弹性恢复力作用下物体作谐振动时,其位移、速度与时间的关系 (2)证明谐振动的周期决定于振动系统本身的特性而与初始条件无关 实验十一(b)谐振动的研究(弹簧振子) 1.测定悬挂不同质量m的砝码时,弹簧振子的振动周期T,画出m一T图线。 2.由图线求得倔强系数和弹簧的等效质量。 说明和要求 (1)验证弹簧振子的运动规律,测出弹簧的倔强系数 (2)用图解法求弹簧的等效质量 实验十二阻尼振动的研究 1.测定不同阻尼情况下的衰减振动曲线,计算阻尼因数 2.由振动衰减曲线求半衰期、阻尼常数和品质因数。 说明和要求 (1)研究振动系统所受的阻尼力和速度成正比时,其振幅随时间衰减的规律。 (2)测定振动系统的半衰期和品质因数。 (3)测定滑块的阻尼常数 实验十三伯努利方程的验证 1.用汾丘里流量计测定流速和压强的关系。 2.验证伯努利方程。 说明和要求 (1)测定流速和压强的关系
５ 实验十 弦振动的研究 1. 利用驻波现象测定电动音叉的频率。 2. 验证振动频率一定时，波长的平方与弦线所受张力成正比。 说明和要求 （1）验证弦线上的横波波长与弦线张力、密度的关系。 （2）观察横波所形成的驻波波形，用驻波法测频率。 实验十一（a）谐振动的研究（气垫导轨） 1. 用光电测量系统直接测出滑块在导轨上振动时位移及速度随时间的变化关系。 2. 测量滑块质量 m 改变时及弹簧的倔强系数 K 变时的振动周期 T，验证 K m T = 2π 。 说明和要求 （1）验证在弹性恢复力作用下物体作谐振动时，其位移、速度与时间的关系。 （2）证明谐振动的周期决定于振动系统本身的特性而与初始条件无关。 实验十一（b）谐振动的研究（弹簧振子） 1. 测定悬挂不同质量 m 的砝码时，弹簧振子的振动周期 T，画出 m— 2 T 图线。 2. 由图线求得倔强系数和弹簧的等效质量。 说明和要求 （1）验证弹簧振子的运动规律，测出弹簧的倔强系数。 （2）用图解法求弹簧的等效质量。 实验十二 阻尼振动的研究 1. 测定不同阻尼情况下的衰减振动曲线，计算阻尼因数。 2. 由振动衰减曲线求半衰期、阻尼常数和品质因数。 说明和要求 （1）研究振动系统所受的阻尼力和速度成正比时，其振幅随时间衰减的规律。 （2）测定振动系统的半衰期和品质因数。 （3）测定滑块的阻尼常数。 实验十三 伯努利方程的验证 1. 用汾丘里流量计测定流速和压强的关系。 2. 验证伯努利方程。 说明和要求 （1）测定流速和压强的关系