太原师范学院：物理系物理学专业实验课教学大纲汇编

力学实验 教学大纲 课程基本信息 课程名称力学实验 英文名称 Mechanics experiment 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 先修课程高等数学、力学 适用专业物理学 课程简介 力学实验是面向物理学专业本科生开设的一门重要基础课程。课程内容为 物理实验数据的基本处理方法,力学领域基本物理量的测量、基本实验方法、 常用测量仪器的原理及应用和实验设计的基本能力等。按照课程建设的指导思 想:“加强基础,循序渐进,因材施教,全面提高”,精心选择了三个类型(基 础型实验、综合型实验和设计型实验)十个实验项目。通过这门课程的学习使 学生在实验基本知识、基本方法和基本技能方面得到系统训练,实验能力和素 质逐步提高 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,在力学实验的 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: 掌握力学基本物理量的测量 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

1 力学实验 教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 力学实验 英文名称 Mechanics experiment 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 一 先修课程 高等数学、力学 适用专业 物理学 二、课程简介 力学实验是面向物理学专业本科生开设的一门重要基础课程。课程内容为 物理实验数据的基本处理方法，力学领域基本物理量的测量、基本实验方法、 常用测量仪器的原理及应用和实验设计的基本能力等。按照课程建设的指导思 想：“加强基础，循序渐进，因材施教，全面提高”，精心选择了三个类型（基 础型实验、综合型实验和设计型实验）十个实验项目。通过这门课程的学习使 学生在实验基本知识、基本方法和基本技能方面得到系统训练，实验能力和素 质逐步提高。 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，在力学实验的 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．掌握力学基本物理量的测量。 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70%,期末考核成绩占30%。 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

2 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 70%，期末考核成绩占 30%。 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: .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 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

3 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。 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、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 实验内容 1.设计一个测定球形小粒状固体密度的实验方案 2.列出数据表格,对实验数据进行处理。 写出实验报告 主要仪器设备所需仪器设备自行提出。 计划时数3 实验性质必做 实验类型设计 每组人数 实验四、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。 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 实验性质必做 实验类型基础 每组人数

4 实验三、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 实验内容 1．设计一个测定球形小粒状固体密度的实验方案。 2．列出数据表格，对实验数据进行处理。 3．写出实验报告。 主要仪器设备 所需仪器设备自行提出。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 设计 每组人数 1 实验四、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 必做 实验类型 基础 每组人数 1

实验五、偶然误差的统计规律 目的要求 从摆的周期测量值的变化,认识偶然误差的规律性。 实验内容 1.测量摆的周期 2.数据的统计。 3.分析测量结果。 主要仪器设备复摆、停表、周期测定仪。 计划时数3 实验性质选做 实验类型基础 每组人数 实验六、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,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

5 实验五、偶然误差的统计规律 目的要求 从摆的周期测量值的变化，认识偶然误差的规律性。 实验内容 1．测量摆的周期。 2．数据的统计。 3．分析测量结果。 主要仪器设备 复摆、停表、周期测定仪。 计划时数 3 实验性质 选做 实验类型 基础 每组人数 1 实验六、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，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

实验七、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 实验八、复摆振动的研究 目的要求 1.考查复摆振动时振动周期与质心到支点距离的关系 2.测出重力加速度、回转半径和转动惯量。 实验内容 1.测量相应不同支点的周期。 2.测定重心的位置 3.用作图法考查复摆振动时振动周期与质心到支点距离的关系。 4.用最小二乘法处理实验数据,求出重力加速度、回转半径和转动惯量。 主要仪器设备复摆实验装置、停表。 计划时数3 实验性质必做 实验类型基础 每组人数

6 实验七、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 实验八、复摆振动的研究 目的要求 1．考查复摆振动时振动周期与质心到支点距离的关系。 2．测出重力加速度、回转半径和转动惯量。 实验内容 1．测量相应不同支点的周期。 2．测定重心的位置。 3．用作图法考查复摆振动时振动周期与质心到支点距离的关系。 4．用最小二乘法处理实验数据，求出重力加速度、回转半径和转动惯量。 主要仪器设备 复摆实验装置、停表。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 基础 每组人数 1

实验九、声速的测量(超声) 目的要求 .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 实验性质必做 实验类型综合 每组人数 实验十、弹簧振子的研究 目的要求 1.测定弹簧振子的劲度系数和等效质量。 2.检验弹簧振子振动周期与质量的关系 实验内容 由所给仪器按以下要求设计一个实验方案。 1.用静力伸长法测定弹簧的劲度系数。 2.检验弹簧振子振动周期与质量的关系。 3.测定弹簧振子的等效质量。 主要仪器设备焦利弹簧秤、砝码、停表。 计划时数3

7 实验九、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 实验十、弹簧振子的研究 目的要求 1．测定弹簧振子的劲度系数和等效质量。 2．检验弹簧振子振动周期与质量的关系。 实验内容 由所给仪器按以下要求设计一个实验方案。 1．用静力伸长法测定弹簧的劲度系数。 2．检验弹簧振子振动周期与质量的关系。 3．测定弹簧振子的等效质量。 主要仪器设备 焦利弹簧秤、砝码、停表。 计划时数 3

实验性质必做 实验类型设计 每组人数 六、主要参考书 1.杨述武主编:《普通物理实验》,第三版,高等教育出版社,2000 李学慧主编:《大学物理实验》,高等教育出版社,2005 3.赵家凤主编:《大学物理实验》,科学出版社,1999 4.林抒龚镇雄主编:《普通物理实验》,人民教育出版社,1981 七、说明 1.本课程采用理论教学和学生分组实验相结合,分组集中讲解与个别指导 相结合的教学方法。 2.如在本课程教学学时外另安排实验操作考査时间,可将选做实验项目改 为必做项目,或将选做实验项目安排在开放实验中完成

8 实验性质 必做 实验类型 设计 每组人数 1 六、主要参考书 1．杨述武 主编：《普通物理实验》，第三版，高等教育出版社，2000 2．李学慧 主编：《大学物理实验》，高等教育出版社，2005 3．赵家凤 主编：《大学物理实验》，科学出版社，1999 4．林抒 龚镇雄 主编：《普通物理实验》，人民教育出版社，1981 七、说明 1．本课程采用理论教学和学生分组实验相结合，分组集中讲解与个别指导 相结合的教学方法。 2．如在本课程教学学时外另安排实验操作考查时间，可将选做实验项目改 为必做项目，或将选做实验项目安排在开放实验中完成

热学实验 教学大纲 课程基本信息 课程名称热学实验 英文名称 thermodynamics experiment 课程性质必修 课程属性专业基础课 学时学分15/1 开设学期二 先修课程高等数学、力学、热学 适用专业物理学 课程简介 热学实验是面向物理学专业本科生开设的一门重要基础课程。课程内容为 热学领域基本物理量的测量、基本实验方法、常用测量仪器的原理及应用和实 验设计的基本能力等。按照课程建设的指导思想:“加强基础,循序渐进,因 材施教,全面提高”,精心选择了三个类型(基础型实验、综合型实验和设计 型实验)五个实验项目。通过这门课程的学习使学生在实验基本知识、基本方 法和基本技能方面得到系统训练,实验能力和素质逐步提高。 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,在热学实验的 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.掌握热学基本物理量的测量 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

9 热学实验 教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 热学实验 英文名称 thermodynamics experiment 课程性质 必修 课程属性 专业基础课 学时学分 15/1 开设学期 二 先修课程 高等数学、力学、热学 适用专业 物理学 二、课程简介 热学实验是面向物理学专业本科生开设的一门重要基础课程。课程内容为 热学领域基本物理量的测量、基本实验方法、常用测量仪器的原理及应用和实 验设计的基本能力等。按照课程建设的指导思想：“加强基础，循序渐进，因 材施教，全面提高”，精心选择了三个类型（基础型实验、综合型实验和设计 型实验）五个实验项目。通过这门课程的学习使学生在实验基本知识、基本方 法和基本技能方面得到系统训练，实验能力和素质逐步提高。 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，在热学实验的 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．掌握热学基本物理量的测量。 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 实验一、表面张力系数的测量(拉脱法) 目的要求 1.学习力敏传感器的定标方法。 2.用拉脱法测量室温下水的表面张力系数。 实验内容 力敏传感器的定标 2.用数学温度传感器测量水的温度。 3.水的表面张力系数的测量 主要仪器设备表面张力系数实验仪、螺旋测微计、游标卡尺。 计划时数3 实验性质必做 实验类型综合 每组人数 实验二、金属线胀系数的测量 目的要求 学习测量金属棒线胀系数的方法。 实验内容 游标卡尺测金属棒的长度 2.把金属棒放在加热炉内加热,并记录温度和金属棒的长度变化 3.逐差法处理数据 4.估计测量的不确定度,分析测量结果

10 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 实验一、表面张力系数的测量（拉脱法） 目的要求 1．学习力敏传感器的定标方法。 2．用拉脱法测量室温下水的表面张力系数。 实验内容 1．力敏传感器的定标。 2．用数学温度传感器测量水的温度。 3．水的表面张力系数的测量。 主要仪器设备 表面张力系数实验仪、螺旋测微计、游标卡尺。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 综合 每组人数 1 实验二、金属线胀系数的测量 目的要求 学习测量金属棒线胀系数的方法。 实验内容 1．游标卡尺测金属棒的长度。 2．把金属棒放在加热炉内加热，并记录温度和金属棒的长度变化。 3．逐差法处理数据。 4．估计测量的不确定度，分析测量结果