《力学和热学实验》 课程教学大纲 、课程基本信息 课程名称力学和热学实验 英文名称 Experiment for Mechanics& Thermodynamics 课程性质必修 课程属性专业基础课 学时学分36/2 开设学期第二学期 先修课程高等数学、力学、热学 适用专业科学教育 、课程简介 力学和热学实验是学生本科阶段接触的第一门物理实验课。课程分为物理 实验的基本知识、力学和热学实验三个基本部分,共可开出实验十个 物理实验的基本知识主要讲授物理实验数据的处理方法与物理实验课的注 意事项,对物理实验的基本方法只作简略介绍。 力学和热学实验内容以加强基础训练为主,让学生在学习物理实验知识, 掌握实验方法和实验技能等方面受到系统地基本训练 三、实验课程目的与要求 学习本课程的目的:使学生学习物理实验基础知识的同时,在力、热实验 的基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练,掌握初步的实验能力,逐步 具有实践能力和创新能力,养成良好的实验习惯以及严谨求实的科学作风。 学习本课程的要求: 1.掌握力、热基本物理量的测量。 2.了解常用仪器的性能,并掌握使用方法 3.巩固实验数据处理方法的应用。 4.初步独立设计实验方案 四、评价 本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定
1 《力学和热学实验》 课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 力学和热学实验 英文名称 Experiment for Mechanics & Thermodynamics 课程性质 必修 课程属性 专业基础课 学时学分 36/2 开设学期 第二学期 先修课程 高等数学、力学、热学 适用专业 科学教育 二、课程简介 力学和热学实验是学生本科阶段接触的第一门物理实验课。课程分为物理 实验的基本知识、力学和热学实验三个基本部分，共可开出实验十个。 物理实验的基本知识主要讲授物理实验数据的处理方法与物理实验课的注 意事项，对物理实验的基本方法只作简略介绍。 力学和热学实验内容以加强基础训练为主，让学生在学习物理实验知识， 掌握实验方法和实验技能等方面受到系统地基本训练。 三、实验课程目的与要求 学习本课程的目的：使学生学习物理实验基础知识的同时，在力、热实验 的基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练，掌握初步的实验能力，逐步 具有实践能力和创新能力，养成良好的实验习惯以及严谨求实的科学作风。 学习本课程的要求： 1．掌握力、热基本物理量的测量。 2．了解常用仪器的性能，并掌握使用方法。 3．巩固实验数据处理方法的应用。 4．初步独立设计实验方案。 四、评价 本课程采用平时考核和期末考核、定性考核与定量考核相结合的方式评定
学生的成绩。 平时考核(平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几 部分组成)占80%,期末考核成绩占20%。 五、实验项目设置和内容 物理实验的基本知识(讲授) 目的要求 1.理解测量与不确定度的基本概念。 2.掌握实验数据的处理方法 3.学会写实验报告。 内容要点 1.测量与误差的基本概念 2.系统误差与偶然误差的基本概念 3.测量结果与测量不确定度 4.有效数字及其运算 5.实验数据的图示法和图解法 6.组合测量与最佳直线参数 7.如何撰写实验报告 计划时数6 实验性质必做 每组人数全体 实验一、长度的测量 目的要求 1.练习使用测长度的几种常用仪器。 2.练习做好记录和计算不确定度。 实验内容 用测长仪器分别测量:
2 学生的成绩。 平时考核（平时成绩包括预习报告、实验操作、实验习惯和实验报告等几 部分组成）占 80%，期末考核成绩占 20%。 五、实验项目设置和内容 物理实验的基本知识（讲授） 目的要求 1．理解测量与不确定度的基本概念。 2．掌握实验数据的处理方法。 3．学会写实验报告。 内容要点 1．测量与误差的基本概念 2．系统误差与偶然误差的基本概念 3．测量结果与测量不确定度 4．有效数字及其运算 5．实验数据的图示法和图解法 6．组合测量与最佳直线参数 7．如何撰写实验报告 计划时数 6 实验性质 必做 每组人数 全体 实验一、长度的测量 目的要求 1．练习使用测长度的几种常用仪器。 2．练习做好记录和计算不确定度。 实验内容 用测长仪器分别测量：
1.钢球的直径 2.圆环的体积 样品的微小宽度。 4.眼镜片的厚度。 5.对上述测量结果进行不确定度评定。 主要仪器设备螺旋测微计、游标卡尺、移测显微镜、百分表。 计划时数3 实验性质必做 实验类型基础 每组人数1 实验二、密度的测量 目的要求熟悉物质密度的测量方法 实验内容 1.用绝对测量法测铜质圆柱体的密度,并进行不确定度计算。 2.用液体静力衡量法测铜质不规则物体的密度,并进行不确定度计算 3.用液体静力衡量法测盐水的密度 4.用比重瓶法测酒精的密度。 主要仪器设备物理天平、比重瓶 计划时数3 实验性质必做 实验类型基础 每组人数 实验三、单摆 目的要求 1.练习使用停表和米尺,测单摆的周期和摆长。 2.求出当地重力加速度g的值
3 1．钢球的直径。 2．圆环的体积。 3．样品的微小宽度。 4．眼镜片的厚度。 5．对上述测量结果进行不确定度评定。 主要仪器设备 螺旋测微计、游标卡尺、移测显微镜、百分表。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 基础 每组人数 1 实验二、密度的测量 目的要求 熟悉物质密度的测量方法。 实验内容 1．用绝对测量法测铜质圆柱体的密度，并进行不确定度计算。 2．用液体静力衡量法测铜质不规则物体的密度，并进行不确定度计算。 3．用液体静力衡量法测盐水的密度。 4．用比重瓶法测酒精的密度。 主要仪器设备 物理天平、比重瓶。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 基础 每组人数 1 实验三、单 摆 目的要求 1．练习使用停表和米尺，测单摆的周期和摆长。 2．求出当地重力加速度 g 的值
3.考査单摆的系统误差对测重力加速度的影响。 实验内容 1.用金属球组成单摆测重力加速度,并进行不确定度计算。 用乒乓球组成单摆测重力加速度,并考察空气浮力对测g的影响 主要仪器设备单摆、停表 计划时数3 实验性质选做 实验类型基础 每组人数1 实验四、弹性模量的测定(梁弯曲法) 目的要求用粱弯曲法测定金属的弹性模量 实验内容 1.调节光学系统,使其处于正常工作状态 2.测出金属梁在负载作用下的弛垂度 3.将有关参量测出,用最小二乘法计算标尺数值随砝码质量变化的变化量, 求出金属梁的弹性模量及弹性模量的不确定度 主要仪器设备弹性模量测定仪、螺旋测微计、游标卡尺、米尺 计划时数3 实验性质必做 实验类型基础 每组人数1 实验五、转动惯量的测定 目的要求测量不同形状物体的转动惯量 实验内容
4 3．考查单摆的系统误差对测重力加速度的影响。 实验内容 1．用金属球组成单摆测重力加速度，并进行不确定度计算。 2．用乒乓球组成单摆测重力加速度，并考察空气浮力对测 g 的影响。 主要仪器设备 单摆、停表。 计划时数 3 实验性质 选做 实验类型 基础 每组人数 1 实验四、弹性模量的测定（粱弯曲法） 目的要求 用粱弯曲法测定金属的弹性模量。 实验内容 1．调节光学系统，使其处于正常工作状态。 2．测出金属梁在负载作用下的弛垂度。 3．将有关参量测出，用最小二乘法计算标尺数值随砝码质量变化的变化量， 求出金属梁的弹性模量及弹性模量的不确定度。 主要仪器设备 弹性模量测定仪、螺旋测微计、游标卡尺、米尺。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 基础 每组人数 1 实验五、转动惯量的测定 目的要求 测量不同形状物体的转动惯量。 实验内容
1.测空台转动惯量。 2.测圆盘转动惯量 3.测圆环转动惯量 主要仪器设备刚体转动实验仪。 计划时数3 实验性质必做 实验类型基础 每组人数2 实验六、声速的测量(超声) 目的要求 1.在超声中用振幅极值法测量声速。 2.在超声中用相位法测量声速。 3.用空气中声速求空气的比热容比。 实验内容 1.调整测试系统的谐振频率。 2.在超声中分别用振幅极值法和相位法测量声速 3.用逐差法算出声波波长的平均值。 4.根据测量数据,计算出空气中声速和空气的比热容比,并估算声速测量 的不确定度,分析测量结果 主要仪器设备声速测定仪、示波器。 计划时数3 实验性质必做 实验类型综合 每组人数1 实验七、小粒状固体密度的测量 目的要求测定球形小粒状固体的密度
5 1．测空台转动惯量。 2．测圆盘转动惯量。 3．测圆环转动惯量。 主要仪器设备 刚体转动实验仪。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 基础 每组人数 2 实验六、声速的测量（超声） 目的要求 1．在超声中用振幅极值法测量声速。 2．在超声中用相位法测量声速。 3．用空气中声速求空气的比热容比。 实验内容 1．调整测试系统的谐振频率。 2．在超声中分别用振幅极值法和相位法测量声速。 3．用逐差法算出声波波长的平均值。 4．根据测量数据，计算出空气中声速和空气的比热容比，并估算声速测量 的不确定度，分析测量结果。 主要仪器设备 声速测定仪、示波器。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 综合 每组人数 1 实验七、小粒状固体密度的测量 目的要求 测定球形小粒状固体的密度