《普通物理实验（一）》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称General Physics Experiment I 课程代码 PHYS1028 课程性质大类基础课程 授课对象 物理学（师范） 学分1学分 学时 54学时 主讲教师 叶超、杨俊义、方建兴、孙宝印等 修订日期 2021年9月 指定教材 江美福、方建兴，大学物理实验教程（第三版）上、下册们，北京：高等教育 出版社，2020. 二、课程目标 (一)总体目标： 普通物理实验（一）是物理学（师范）类大学生必修的独立开设的一门基础课，是学生 进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端，是学生进行科学实验训练的重要课程 基础。通过对普通物理实验中有关误差理论知识的学习和对实验现象的观察、物理量的测量 以及对实验数村 的 分析和处理，掌握物理实验的基本知识、基本技能和基本方法，从而加深 对物理学中有关基本原理的理解与掌握，注重培养学生的想象力和创新能力以及学生独立开 展科学研究工作的综合素质，提高学生的科学实验能力和科学实验素养。 (二)课程目标： 课程目标1：通过对普通物理实验中有关误差理论知识的学习和对实验现象的观察、物 理量的测量以 据的分析和处 ,掌握物理实验的基本知识，基本技能和基本方法 从而加深对物理学中有关基本原理的理解与掌握。 课程目标2：注重培养学生的想象力和创新能力以及学生独立开展科学研究工作的综合 素质，提高学生的科学实验能力和科学实验素养。 课程目标3：通过了解物理学发展史上的经典实验、重要实验和实验物理学家的故事等 学习物理学家的科学探索精神，通过了解我国实验物理学及应用领域科学家的科学探索和 献精神，培养学生的爱国热情，探素未知、追求真理、永攀高峰的贵任感和使命感。通过教 师的人文示范和教学过程的严格管理，树立学生的理想责任，培养学生的品德修养，以立德 树人为己任，树立学为人师、行为世范的职业理想。 (三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系 1
1 《普通物理实验（一）》课程教学大纲 一、课程基本信息 英文名称 General Physics Experiment I 课程代码 PHYS1028 课程性质 大类基础课程 授课对象 物理学（师范） 学 分 1 学分 学 时 54 学时 主讲教师 叶超、杨俊义、方建兴、孙宝印等 修订日期 2021 年 9 月 指定教材 江美福、方建兴，大学物理实验教程（第三版）上、下册[M]， 北京：高等教育 出版社，2020. 二、课程目标 （一）总体目标： 普通物理实验（一）是物理学（师范）类大学生必修的独立开设的一门基础课，是学生 进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端，是学生进行科学实验训练的重要课程 基础。通过对普通物理实验中有关误差理论知识的学习和对实验现象的观察、物理量的测量 以及对实验数据的分析和处理，掌握物理实验的基本知识、基本技能和基本方法，从而加深 对物理学中有关基本原理的理解与掌握，注重培养学生的想象力和创新能力以及学生独立开 展科学研究工作的综合素质,提高学生的科学实验能力和科学实验素养。 （二）课程目标： 课程目标 1：通过对普通物理实验中有关误差理论知识的学习和对实验现象的观察、物 理量的测量以及对实验数据的分析和处理，掌握物理实验的基本知识、基本技能和基本方法， 从而加深对物理学中有关基本原理的理解与掌握。 课程目标 2：注重培养学生的想象力和创新能力以及学生独立开展科学研究工作的综合 素质，提高学生的科学实验能力和科学实验素养。 课程目标 3：通过了解物理学发展史上的经典实验、重要实验和实验物理学家的故事等， 学习物理学家的科学探索精神。通过了解我国实验物理学及应用领域科学家的科学探索和奉 献精神，培养学生的爱国热情，探索未知、追求真理、永攀高峰的责任感和使命感。通过教 师的人文示范和教学过程的严格管理，树立学生的理想责任，培养学生的品德修养，以立德 树人为己任，树立学为人师、行为世范的职业理想。 （三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系
表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 通过实验误差理论知识、实 通过下列实验训练、实验数据 验数据分析处理知识的课 分析处理与实验误差理论知识 堂教学及实验课练习，并通 的运用训练、实验背景知识学 3-4掌握基本物村力学、执学、电学实验教 果程目标】 习来实现课程目标。 理实验方法与技 学来实现 使学生系统掌 基本实验技能、实验方案与 1、 误差理论与数据处理基础 实验路线，培养学生掌握基 2、长度和密度的测量 本物理实验方法与技能的 基本能力。 3、空气密度测定 4、气垫实验 4-1了解中学生 通过普通物理实验中与中 物理学习的认知学物理相关的电学、光学实 5、弹性模量的测定 特点。掌握物理验教学，使学生掌握中学物 教学的基本理论 理数学的基本理论和实：照 课程目标2 6、液体表面张力系数的测定 和初、 高中物理 ,掌握物理教学的基本 7、金属线胀系数 课程标准 尚中物理课程 8、用落球法测液体的粘度系数 准，了解中学生物理学习的 认知特点。 9、耦合摆的研究 10、切变模量和转动惯量的测 3-4掌握基本物通过了解物理学发展史上 量 理实验方法与技的经典实验、重要实验和实 11、弹簧振子振动周期测量 能。 验物理学家的故事等，学习 物理学家的科学探索持神】 12、波尔共振-受迫振动 通过了解我国实验物理 13、弦振动研究 及应用领域科学家的科学 14、空气中声速测定 探索和奉献精神，培养学生 课程目标3 的爱国热情，探索未知、追 15、不良导体导热系数测定 求直理、永攀高峰的责任屈 和使命感。通过教师的人文 16、金属比热容 示范和教学过程的严格智 17、空气比热容比测定 理，树立学生的理想责任， 培养学生的品德修养，以立 18、温度的电测法 德树人为己任，树立学为人 师、行为世范的职业理想
2 表 1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表 课程目标 对应课程内容 对应毕业要求（及对应关系说明） 课程目标 1 通过下列实验训练、实验数据 分析处理与实验误差理论知识 的运用训练、实验背景知识学 习来实现课程目标。 1、误差理论与数据处理基础 2、长度和密度的测量 3、空气密度测定 4、气垫实验 5、弹性模量的测定 6、液体表面张力系数的测定 7、金属线胀系数 8、用落球法测液体的粘度系数 9、耦合摆的研究 10、切变模量和转动惯量的测 量 11、弹簧振子振动周期测量 12、波尔共振-受迫振动 13、弦振动研究 14、空气中声速测定 15、不良导体导热系数测定 16、金属比热容 17、空气比热容比测定 18、温度的电测法 3-4 掌握基本物 理实验方法与技 能。 通过实验误差理论知识、实 验数据分析处理知识的课 堂教学及实验课练习，并通 过力学、热学、电学实验教 学来实现，使学生系统掌握 基本实验技能、实验方案与 实验路线，培养学生掌握基 本物理实验方法与技能的 基本能力。 课程目标 2 4-1 了解中学生 物理学习的认知 特点。掌握物理 教学的基本理论 和初、高中物理 课程标准。 通过普通物理实验中与中 学物理相关的电学、光学实 验教学，使学生掌握中学物 理教学的基本理论和实验 技能，掌握物理教学的基本 理论和初、高中物理课程标 准，了解中学生物理学习的 认知特点。 课程目标 3 3-4 掌握基本物 理实验方法与技 能。 通过了解物理学发展史上 的经典实验、重要实验和实 验物理学家的故事等，学习 物理学家的科学探索精神。 通过了解我国实验物理学 及应用领域科学家的科学 探索和奉献精神，培养学生 的爱国热情，探索未知、追 求真理、永攀高峰的责任感 和使命感。通过教师的人文 示范和教学过程的严格管 理，树立学生的理想责任， 培养学生的品德修养，以立 德树人为己任，树立学为人 师、行为世范的职业理想
三、教学内容 实验项目1：误差理论与数据处理基础 1.教学目标 (1)了解实验的基本要求、注意事项： (2)熟悉误差理论： (3)掌握数据处理基础知识。 2.教学重难点 随机误差、不确定度、有效数字、误差传递的理解与计算。 3.教学内容 物理实验误差理论、实验数据分析处理基础知识。 4.教学方法 教师讲授。 5.教学评价 课后相应习题。 实验项目2：长度和密度的测量 1.教学目标 (1)掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用： (2)掌握固体密度的测量方法。 2.教学重难点 游标卡尺和螺旋测微器的使用，仪器误差的确定。随机误差、不确定度的估算 3.教学内容 游标卡尺和螺旋测微器的使用，不确定度估算，测量固体的密度。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目3：空气密度测定 1.教学目标 (1)掌握分析天平的使用方法：
3 三、教学内容 实验项目 1：误差理论与数据处理基础 1.教学目标 （1）了解实验的基本要求、注意事项； （2）熟悉误差理论； （3）掌握数据处理基础知识。 2.教学重难点 随机误差、不确定度、有效数字、误差传递的理解与计算。 3.教学内容 物理实验误差理论、实验数据分析处理基础知识。 4.教学方法 教师讲授。 5.教学评价 课后相应习题。 实验项目 2：长度和密度的测量 1.教学目标 （1）掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用； （2）掌握固体密度的测量方法。 2.教学重难点 游标卡尺和螺旋测微器的使用，仪器误差的确定。随机误差、不确定度的估算。 3.教学内容 游标卡尺和螺旋测微器的使用，不确定度估算，测量固体的密度。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 3：空气密度测定 1.教学目标 （1）掌握分析天平的使用方法；
(2)学会使用机械真空泵、气压计、干湿球湿度计。 2.教学重难点 天平、机械真空泵的正确使用， 3.教学内容 实验室空气密度及干燥空气密度测定。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目4：气垫实验 1.教学目标 (1)掌握气轨的调节与使用方法： (2)掌握分析天平的使用方法： (3)学会数字毫秒计的使用方法： (4)掌握用倾斜气轨测重力加速度。 2.教学重难点 气轨的调节与使用 3.教学内容 (1)验证动量守恒定律： (2)了解非完全弹性碰撞与完全非弹性碰撞的特点 (3)测量重力加速度！ 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目5：弹性模量的测定 1.教学目标 掌握拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法。 2.教学重难点 光杠杆与仪器的正确调节使用
4 （2）学会使用机械真空泵、气压计、干湿球湿度计。 2.教学重难点 天平、机械真空泵的正确使用。 3.教学内容 实验室空气密度及干燥空气密度测定。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 4：气垫实验 1.教学目标 （1）掌握气轨的调节与使用方法； （2）掌握分析天平的使用方法； （3）学会数字毫秒计的使用方法； （4）掌握用倾斜气轨测重力加速度。 2.教学重难点 气轨的调节与使用 3.教学内容 （1）验证动量守恒定律； （2）了解非完全弹性碰撞与完全非弹性碰撞的特点 （3）测量重力加速度。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 5：弹性模量的测定 1.教学目标 掌握拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法。 2.教学重难点 光杠杆与仪器的正确调节使用
3.教学内容 测量金属丝杨氏模量 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告 实验项目6：液体表面张力系数的测定 1.教学目标 掌握拉脱法测定水的表面张力系数的方法， 2.教学重难点 表面张力仪的正确使用。 3.教学内容 测定水的表面张力系数 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目7：金属线胀系数 1.教学目标 (1)学习光杠杆的使用 (2)学习望远镜的调节与使用方法： (3)用电加热法测量金属的线胀系数 2.教学重难点 望远镜的调节与使用。 3.教学内容 测量金属的线胀系数。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告
5 3.教学内容 测量金属丝杨氏模量 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 6：液体表面张力系数的测定 1.教学目标 掌握拉脱法测定水的表面张力系数的方法。 2.教学重难点 表面张力仪的正确使用。 3.教学内容 测定水的表面张力系数。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 7：金属线胀系数 1.教学目标 （1）学习光杠杆的使用； （2）学习望远镜的调节与使用方法； （3）用电加热法测量金属的线胀系数 2.教学重难点 望远镜的调节与使用。 3.教学内容 测量金属的线胀系数。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告
实验项目8：用落球法测液体的粘度系数 1.教学目标 掌握落球法测液体（蓖麻油）的粘度系数的原理及方法， 2.教学重难点 落球法的正确调节 3.教学内容 落球法测液体的粘度系数。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目9：耦合摆的研究 1.教学目标 观察弹簧能量传递的过程及拍的现象 2.教学重难点 耦合摆的正确调节。 3.教学内容 测量耦合系统的支频率、耦合摆的简正须率。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目10：切变模量和转动惯量的测量 1.教学目标 掌握扭摆法测量切变模量和转动惯量的测量方法。 2.教学重难点 扭摆仪的正确调节使用。 3.教学内容 测定物体的切变模量和转动惯量。 4.教学方法
6 实验项目 8：用落球法测液体的粘度系数 1.教学目标 掌握落球法测液体（蓖麻油）的粘度系数的原理及方法。 2.教学重难点 落球法的正确调节。 3.教学内容 落球法测液体的粘度系数。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 9：耦合摆的研究 1.教学目标 观察弹簧能量传递的过程及拍的现象。 2.教学重难点 耦合摆的正确调节。 3.教学内容 测量耦合系统的支频率、耦合摆的简正频率。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 10：切变模量和转动惯量的测量 1.教学目标 掌握扭摆法测量切变模量和转动惯量的测量方法。 2.教学重难点 扭摆仪的正确调节使用。 3.教学内容 测定物体的切变模量和转动惯量。 4.教学方法
教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告 实验项目11：弹簧振子振动周期测量 1.教学目标 研究弹簧质量对振子振动的影响，学会用图解法处理数据 2.教学重难点 焦利称的正确调节使用！ 3.教学内容 研究弹簧质量对振子振动的影响。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目12：波尔共振-受迫振动 1.教学目标 研究受迫振动中强迫力频率对其振幅和相位的影响， 2.教学重难点 波尔共振仪的正确调节使用。 3.教学内容 研究阻尼对受迫振动的影响，阻尼系数的测定。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目13：弦振动的研究 1.教学目标 用驻波测出波速。 2.教学重难点 弦振动驻波的形成
7 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 11：弹簧振子振动周期测量 1.教学目标 研究弹簧质量对振子振动的影响，学会用图解法处理数据。 2.教学重难点 焦利称的正确调节使用。 3.教学内容 研究弹簧质量对振子振动的影响。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 12：波尔共振-受迫振动 1.教学目标 研究受迫振动中强迫力频率对其振幅和相位的影响。 2.教学重难点 波尔共振仪的正确调节使用。 3.教学内容 研究阻尼对受迫振动的影响，阻尼系数的测定。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 13：弦振动的研究 1.教学目标 用驻波测出波速。 2.教学重难点 弦振动驻波的形成
3.教学内容 测量波速。 4,教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告 实验项目14：空气中声速测定 1.教学目标 了解压电陶瓷换能器的功能及超声波产生和接收的原理，用共振干涉法和相位法测空 气声速。 2.教学重难点 声速测定仪的正确调节使用。 3.教学内容 掌握用共振干涉法和相位法测空气声速的原理和方法 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告 实验项目15：不良导体导热系数测定 1.教学目标 用稳态法测定不良导体的导热系数 2.教学重难点 热传导的理解与实验仪器的正确调节使用。 3.教学内容 不良导体导热系数测定。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目16：金属比热容
8 3.教学内容 测量波速。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 14：空气中声速测定 1.教学目标 了解压电陶瓷换能器的功能及超声波产生和接收的原理，用共振干涉法和相位法测空 气声速。 2.教学重难点 声速测定仪的正确调节使用。 3.教学内容 掌握用共振干涉法和相位法测空气声速的原理和方法。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 15：不良导体导热系数测定 1.教学目标 用稳态法测定不良导体的导热系数。 2.教学重难点 热传导的理解与实验仪器的正确调节使用。 3.教学内容 不良导体导热系数测定。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 16：金属比热容
1.教学目标 (1)了解牛顿冷却定律及金属的比热容： (2)了解热电偶测温技术 2.教学重难点 金属比热容仪的正确调节使用】 3.教学内容 掌握用冷却法测定金属比热容的原理及方法。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目17：空气比热容比测定 1.教学目标 (1)观察热力学过程中状态变化及基本物理规律： (2)学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理和使用方法。 2.教学重难点 热力学过程与状态变化，实验的正确操作。 3.教学内容 绝热膨胀法测定空气的比热容比。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目18：温度的电测法 1.教学目标 掌握热电偶的定标和测温方法。 2.教学重难点 电位差计的正确调节使用。 3.教学内容 热电偶的定标及测温
9 1.教学目标 （1）了解牛顿冷却定律及金属的比热容； （2）了解热电偶测温技术。 2.教学重难点 金属比热容仪的正确调节使用。 3.教学内容 掌握用冷却法测定金属比热容的原理及方法。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 17：空气比热容比测定 1.教学目标 （1）观察热力学过程中状态变化及基本物理规律； （2）学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理和使用方法。 2.教学重难点 热力学过程与状态变化，实验的正确操作。 3.教学内容 绝热膨胀法测定空气的比热容比。 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 实验项目 18：温度的电测法 1.教学目标 掌握热电偶的定标和测温方法。 2.教学重难点 电位差计的正确调节使用。 3.教学内容 热电偶的定标及测温
4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 四、学时分配 表2：实验教学的学时分配表 序号 项目名称 学时分配 1 误差理论与数据处理基础 4 2 长度和密度的测量 3 3 空气密度测定 3 4 气垫实验 6 5 弹性模量的测定 3 6 液体表面张力系数的测定 3 7 金属线胀系数 8 用落球法测液体的粘度系数 9 耦合摆的研究 10 切变模量和转动惯量的测量 3 11 弹簧振子振动周期测量 0 12 波尔共振-受迫振动 3 13 弦振动研究 3 14 空气中声速测定 15 不良导体导热系数测定 3 16 金属比热容 3 17 空气比热容比测定 3 18温度的电测法 3 10
10 4.教学方法 教师讲授，学生动手实验。 5.教学评价 课前预习报告，课上实验操作与测量，课后实验报告。 四、学时分配 表 2：实验教学的学时分配表 序号 项目名称 学时分配 1 误差理论与数据处理基础 4 2 长度和密度的测量 3 3 空气密度测定 3 4 气垫实验 6 5 弹性模量的测定 3 6 液体表面张力系数的测定 3 7 金属线胀系数 3 8 用落球法测液体的粘度系数 3 9 耦合摆的研究 3 10 切变模量和转动惯量的测量 3 11 弹簧振子振动周期测量 3 12 波尔共振-受迫振动 3 13 弦振动研究 3 14 空气中声速测定 3 15 不良导体导热系数测定 3 16 金属比热容 3 17 空气比热容比测定 3 18 温度的电测法 3
