重庆大学：《力学、热学》实验课程教学大纲

力学、热学实验课程教学大纲大纲制定时间：2008年09月课程名称：力学、热学实验课程负责人：吴世春Mechanics and Thermology Experiment课程类型：必修课程分类：基础课程适用专业：应用物理，物理学课程总学分：1.5学分课程总学时：48学时实验学时：48学时实验学分：1.5学分开课单位：物理学院实验教学的目的、任务与要求学习实验的基本理论知识，对学生进行实验方法和实验技能的基本训练；培养和提高学生观察和分析物理现象的能力学习用实验的方法进行科学研究。培养学生理论联系实际的观念。培养和提高学生实事求是、严肃认真、勇于探索、遵章守纪和团结协作的工作作风和思想品质。力学、热学实验是对学生进行科学实验基本训练的一门基础实验课程，是理科学生进入大学后接受系统的实验方法及实验技能训练的开端，是后续实验课程的基础。学习物理实验的基本理论知识、基本的实验方法和基本实验技能。掌握基本物理量的测量方法及测量仪器的正确使用方法。学习用实验装置演示物理现象，并对物理现象进行观察、分析、测量和记录。学习对测量数据的处理、分析和判断，掌握实验报告的写法。学习实验装置的设计和构造方法，能够完成简单的专用性或综合性实验装置设计。二、实验课程内容（项目）及学时分配序号备注实验项目实验内容学时实验类型直接测量的不确定度计算、间接测量的不确定度测量的不确定度及数计算、测量结果的不确定度计算及完整表达式、1基础理论1据处理有效数字及其运算、数据处理的基本方法及部分实验数据处理方法讲评。游标尺、千分尺的结构及原理，学会正确使用，测量数据的读取、记录方法；学习A类、B类不2长度测量3基础实验确定度的获取方法：间接物理量总不确定度的计算方法。3物理天平的使用方法，用静力称衡法测不规则物3基础实验固体和液体密度的测

力学、热学实验课程教学大纲 大纲制定时间：2008 年 09 月 课程名称：力学、热学实验 课程负责人：吴世春 Mechanics and Thermology Experiment 课程分类：基础课程 课程类型：必修 适用专业：应用物理，物理学 课程总学时：48 学时 课程总学分：1.5 学分 实验学时： 48 学时 实验学分：1.5 学分 开课单位： 物理学院 一、实验教学的目的、任务与要求 学习实验的基本理论知识，对学生进行实验方法和实验技能的基本训练； 培养和提高学生观察和分析物理现象的能力，学习用实验的方法进行科学研究。 培养学生理论联系实际的观念。培养和提高学生实事求是、严肃认真、勇于探 索、遵章守纪和团结协作的工作作风和思想品质。 力学、热学实验是对学生进行科学实验基本训练的一门基础实验课程，是 理科学生进入大学后接受系统的实验方法及实验技能训练的开端，是后续实验 课程的基础。 学习物理实验的基本理论知识、基本的实验方法和基本实验技能。掌握基 本物理量的测量方法及测量仪器的正确使用方法。学习用实验装置演示物理现 象，并对物理现象进行观察、分析、测量和记录。学习对测量数据的处理、分 析和判断，掌握实验报告的写法。学习实验装置的设计和构造方法，能够完成 简单的专用性或综合性实验装置设计。 二、实验课程内容（项目）及学时分配 序号 实验项目 实 验 内 容 学时 实验类型 备注 1 测量的不确定度及数 据处理 直接测量的不确定度计算、间接测量的不确定度 计算、测量结果的不确定度计算及完整表达式、 有效数字及其运算、数据处理的基本方法及部分 实验数据处理方法讲评。 6 基础理论 2 长度测量 游标尺、千分尺的结构及原理，学会正确使用， 测量数据的读取、记录方法；学习 A 类、B 类不 确定度的获取方法；间接物理量总不确定度的计 算方法。 3 基础实验 3 固体和液体密度的测 物理天平的使用方法，用静力称衡法测不规则物 3 基础实验

定体的密度，用比重瓶法测液体的密度A物体质量的精密称衡学习分析天平的使用，计算其测量的不确定度。3基础实验用单摆测定重力加速用单摆测定当地重力加速度，研究单摆振动的周53基础实验度期、摆长和摆角间的关系，学习毫秒计的使用。拉伸法测定杨氏弹性掌握CCD法测定微小长度变化的原理及方法，学63基础实验模量会用逐差法处理数据7基础实验弯曲法测定杨氏模量学习霍耳器件的原理及应用，逐差法处理数据。3气轨上简谐振动的研用实验方法研究简谐振动的运动学特征，测量简83基础实验究谐振动的机械能，学习光电门及毫秒计的使用。用扭摆法测定转动惯用扭摆测定形状不同物体的转动惯量，在非对称状93基础实验量态下验证平行轴定理，用计算机处理实验数据在空气中测定声速，学习压电换能器原理，用逐310声速的测定基础实验差法处理数据。11液体比热容的测定电热法测定液体的比热容，散热修正3基础实验用混合法测定冰的熔解热，用温度一一一时间曲线123基础实验冰的熔解热的测定进行散热修正，数字温度计的校准。133金属线胀系数的测定测定金属线胀系数，用光杠杆测定微小位移基础实验落球法测定液体粘滞143基础实验用斯托克斯定律测定粘滞系数。系数毛细管法测定液体粘用毛细管法测量液体粘滞系数，学习伯务利方程153基础实验滞系数的应用。观察热力学过程，学习气体压力传感器和集成温163基础实验空气绝热指数的测定度传感器的应用。测定不良导体和良导体导热系数，设计温度测量、17导热系数测定减少热损失的方案，设计求散热速率的数据处理3基础实验方法动力学法测定杨氏弹用压电传感器检测细杆横向谐振频率，测量杨氏183基础实验性模量模量193闪光法热导率的测定用非稳态法测定热导率，学习闪光法的原理基础实验学习压电原理、力传感器、A/D转换及计算机对碰撞过程的瞬态数字203综合性信号的处理，获得碰撞冲击力随时间变化的波形测量图自组系统测定瞬时速在气轨上进行：写出实验设计思想及实验原理公213设计性度和加速度式：选择合适仪器、装置组成实验系统在气轨上组成振动系统，实验测定振动系统的阻322阻尼振动的研究设计性尼常数、对数缩减、品质因数及驰豫时间用分析和实验相结合的方法，判断球的运动，阐23综合性倾斜槽中球的运动3述倾斜槽中球的运动变化规律分析和处理系统误差：采用理论分析与实验测试气垫导轨实验中系统243综合性相结合的方法，设计最佳的实验系统，并组合成误差的分析实验装置压电陶瓷电致伸缩系研究陶瓷的电致伸缩现象，测定压电陶瓷的一维253综合性数的测量压电系数一一电致伸缩系数26在气轨上测量滑块的运动情况，验证弹性及非弹3设计性自组系统验证动量守

定 体的密度，用比重瓶法测液体的密度 4 物体质量的精密称衡 学习分析天平的使用，计算其测量的不确定度。 3 基础实验 5 用单摆测定重力加速 度 用单摆测定当地重力加速度，研究单摆振动的周 期、摆长和摆角间的关系，学习毫秒计的使用。 3 基础实验 6 拉伸法测定杨氏弹性 模量 掌握 CCD 法测定微小长度变化的原理及方法，学 会用逐差法处理数据 3 基础实验 7 弯曲法测定杨氏模量 学习霍耳器件的原理及应用，逐差法处理数据。 3 基础实验 8 气轨上简谐振动的研 究 用实验方法研究简谐振动的运动学特征，测量简 谐振动的机械能，学习光电门及毫秒计的使用。 3 基础实验 9 用扭摆法测定转动惯 量 用扭摆测定形状不同物体的转动惯量,在非对称状 态下验证平行轴定理, 用计算机处理实验数据 3 基础实验 10 声速的测定 在空气中测定声速，学习压电换能器原理，用逐 差法处理数据。 3 基础实验 11 液体比热容的测定 电热法测定液体的比热容，散热修正 3 基础实验 12 冰的熔解热的测定 用混合法测定冰的熔解热，用温度——时间曲线 进行散热修正，数字温度计的校准。 3 基础实验 13 金属线胀系数的测定 测定金属线胀系数，用光杠杆测定微小位移 3 基础实验 14 落球法测定液体粘滞 系数 用斯托克斯定律测定粘滞系数。 3 基础实验 15 毛细管法测定液体粘 滞系数 用毛细管法测量液体粘滞系数，学习伯努利方程 的应用。 3 基础实验 16 空气绝热指数的测定 观察热力学过程，学习气体压力传感器和集成温 度传感器的应用。 3 基础实验 17 导热系数测定 测定不良导体和良导体导热系数，设计温度测量、 减少热损失的方案，设计求散热速率的数据处理 方法 3 基础实验 18 动力学法测定杨氐弹 性模量 用压电传感器检测细杆横向谐振频率，测量杨氐 模量 3 基础实验 19 闪光法热导率的测定 用非稳态法测定热导率，学习闪光法的原理 3 基础实验 20 碰撞过程的瞬态数字 测量 学习压电原理、力传感器、A/D 转换及计算机对 信号的处理，获得碰撞冲击力随时间变化的波形 图 3 综合性 21 自组系统测定瞬时速 度和加速度 在气轨上进行：写出实验设计思想及实验原理公 式；选择合适仪器、装置组成实验系统 3 设计性 22 阻尼振动的研究 在气轨上组成振动系统，实验测定振动系统的阻 尼常数、对数缩减、品质因数及驰豫时间 3 设计性 23 倾斜槽中球的运动 用分析和实验相结合的方法，判断球的运动，阐 述倾斜槽中球的运动变化规律 3 综合性 24 气垫导轨实验中系统 误差的分析 分析和处理系统误差；采用理论分析与实验测试 相结合的方法，设计最佳的实验系统，并组合成 实验装置 3 综合性 25 压电陶瓷电致伸缩系 数的测量 研究陶瓷的电致伸缩现象，测定压电陶瓷的一维 压电系数——电致伸缩系数 3 综合性 26 自组系统验证动量守 在气轨上测量滑块的运动情况，验证弹性及非弹 3 设计性

恒定律性碰撞情况下动量守恒定律三、教材（讲义、指导书）：&《力热学实验》，吴世春编著，重庆大学物理实验中心，2005年参考书：《普通物理实验》（力热部份）第三版，杨述武主编，高等教育出版，2000年《大学基础物理实验》（力、热及分子物理），刘子臣编著，南开大学出版社，2001年四、考核方式：考试（五级记分）实验课总成绩=平时成绩50%+期末笔试50%五、使用说明：实验项目表中超出48学时，各专业可根据学时和需要选择实验项目。大纲制订者：吴世春大纲审定者：王新强

恒定律 性碰撞情况下动量守恒定律 三、教材（讲义、指导书）： ❖ 《力热学实验》，吴世春编著，重庆大学物理实验中心，2005 年 参考书： ❖ 《普通物理实验》（力热部份）第三版，杨述武主编，高等教育 出版，2000 年 ❖ 《大学基础物理实验》（力、热及分子物理），刘子臣编著，南开 大学出版社，2001 年 四、考核方式：考试（五级记分） 实验课总成绩=平时成绩 50%+期末笔试 50% 五、使用说明： 实验项目表中超出 48 学时，各专业可根据学时和需要选择实验项目。 大纲制订者：吴世春 大纲审定者：王新强