《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
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 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 实验八、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 实验九、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
6 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 实验八、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 实验九、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 主要仪器设备线胀系数测定仪、千分表、游标卡尺 计划时数3 实验性质必做 实验类型基础 每组人数1 实验十、水的汽化热的测定 目的要求用混合法测定水在沸腾时的汽化热。 实验内容 1.使蒸汽发生器产生蒸汽。 2.测出混合系统吸热部分的热容及初温。 3.测出混合系统的平衡温度及系统放热部分的热容。 4.计算水的汽化热及其不确定度。 主要仪器设备水的汽化热实验仪、水的汽化热实验装置、物理天平。 计划时数3 实验性质必做 实验类型基础 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,19831 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
7 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。 主要仪器设备 线胀系数测定仪、千分表、游标卡尺。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 基础 每组人数 1 实验十、水的汽化热的测定 目的要求 用混合法测定水在沸腾时的汽化热。 实验内容 1．使蒸汽发生器产生蒸汽。 2．测出混合系统吸热部分的热容及初温。 3．测出混合系统的平衡温度及系统放热部分的热容。 4．计算水的汽化热及其不确定度。 主要仪器设备 水的汽化热实验仪、水的汽化热实验装置、物理天平。 计划时数 3 实验性质 必做 实验类型 基础 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
8 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
《光学实验》 课程教学大纲 、课程基本信息 课程名称 光学实验 英文名称 Optical Experiment 课程性质 必修 课程属性 专业基础课 学时学分 24学时2学分 开设学期 第5学期 先修课程 力热实验 适用专业 科学教育专业 二、课程简介 光学实验是普通物理实验的一个重要部分,其经典的实验方法仍然是现代物 理实验方法的基本内容。 三、实验课程目的与要求 学习本门课程的目的:1.学习和掌握光学实验的基本知识、基本方法;2. 培养学生从事科学实验的初步能力;3.培养学生实事求是的科学态度、严谨踏 实的工作作风 学习本门课程的要求:1.学习光学中基本物理量的测量方法2学会使用 些常用的光学仪器3学习分析光学实验中的基本光路4继续学习分析误差的方 法和提高对实验数据的处理能力。通过研究一些基本的光学现象,加深对经典 光学理论的理解,提高对实验方法和技术的认识。 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%
9 《光学实验》 课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 光学实验 英文名称 Optical Experiment 课程性质 必修 课程属性 专业基础课 学时学分 24学时 2学分 开设学期 第5学期 先修课程 力热实验 适用专业 科学教育专业 二、课程简介 光学实验是普通物理实验的一个重要部分，其经典的实验方法仍然是现代物 理实验方法的基本内容。 三、实验课程目的与要求 学习本门课程的目的：⒈学习和掌握光学实验的基本知识、基本方法；⒉ 培养学生从事科学实验的初步能力；⒊培养学生实事求是的科学态度、严谨踏 实的工作作风 学习本门课程的要求：⒈学习光学中基本物理量的测量方法⒉学会使用一 些常用的光学仪器⒊学习分析光学实验中的基本光路⒋继续学习分析误差的方 法和提高对实验数据的处理能力。通过研究一些基本的光学现象，加深对经典 光学理论的理解，提高对实验方法和技术的认识。 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 实验一、薄透镜焦距的测定 目的要求1.学习测量薄透镜焦距的几种方法。 2.掌握简单光路的分析和调整方法。 3了解透镜成像原理,观察透镜成像的像差 实验内容(一)同轴等高的调整(二)测量凸透镜焦距(1)自准法(2) 物距像距法(3)共轭法(三)测量凹透镜的焦距(四)观察透镜成像的像差 主要仪器设备光学实验平台 计划时数3课时 实验性质必做 实验类型基础 每组人数1人 实验二、测量显微镜的放大率 目的要求1.了解显微镜的构造及其放大原理,掌握其正确使用方法; 2测量显微镜的放大率; 实验内容(一)裝配显微镜并测定其放大率(二)测量实用显微镜的放大率 主要仪器设备 光学实验平台 计划时数2课时 实验性质必做 实验类型设计 实验三、测量望远镜的放大率 目的要求1.了解望远镜的构造及其放大原理,掌握其正确使用方法; 2测量望远镜的放大率 实验内容(一)裝配望远镜并测定其放大率(二)测定实用望远镜的放大率 主要仪器设备 光学实验平台 计划时数2课时
10 五、实验项目设置和内容 实验一、薄透镜焦距的测定 目的要求 ⒈学习测量薄透镜焦距的几种方法。 ⒉掌握简单光路的分析和调整方法。 3了解透镜成像原理，观察透镜成像的像差 实验内容 （一）同轴等高的调整 （二）测量凸透镜焦距（1）自准法（2） 物距像距法（3）共轭法（三）测量凹透镜的焦距（四）观察透镜成像的像差 主要仪器设备 光学实验平台 计划时数 3课时 实验性质 必做 实验类型 基础 每组人数 1 人 实验二、测量显微镜的放大率 目的要求 ⒈了解显微镜的构造及其放大原理，掌握其正确使用方法； ⒉测量显微镜的放大率； 实验内容 （一）装配显微镜并测定其放大率（二）测量实用显微镜的放大率 主要仪器设备 光学实验平台 计划时数 2课时 实验性质 必做 实验类型 设计 实验三、测量望远镜的放大率 目的要求 ⒈了解望远镜的构造及其放大原理，掌握其正确使用方法； ⒉测量望远镜的放大率； 实验内容 （一）装配望远镜并测定其放大率（二）测定实用望远镜的放大率 主要仪器设备 光学实验平台 计划时数 2课时