1、1大学物理实验实验教学大纲课程总学时：108；理论学时：54；实验学时：6+48课程总学分：4开设学期：第三学期适用专业：数学与应用数学本科一、实验的地位、目的1、实验地位：本课程是数学与应用数学专业的专业基础课大学物理的配套实验课程，是对学生进行实验基本训练的必修基础课，是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端，是培养学生实验能力、提高科学素质的重要基础。在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际等方面具有不可替代的作用。2、实验目的：培养学生基本的实验技能，提高学生的实验基本素质，使学生初步掌握实验科学的思想和方法；掌握实验室常用仪器的性能，并能够正确使用，掌握基本物理量的
2、测量方法；掌握测量误差的基本知识，能够独立地完成实验操作、正确记录和处理数据、说明实验结果、撰写合格的实验报告；通过实验训练培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。二、实验教材与指导书杨述武， 普通物理实验 （共三册） ，北京：高等教育出版社，2002 年第三版。龙晓霞等， 大学物理实验 ，2006 年自编的与大学物理课程配套的实验讲义。三、考核方式及成绩评定1、考核方式：按平时实验情况进行考查。2、成绩评定： 大学物理实验是必修基础课，实验考核以考查形式进行，要求必须完成 48 学时的实验和 6 学时的实验
3、绪论，且完成实验报告方能计成绩，不再进行期末考试。缺实验者成绩不及格，并且不能参加本课程的理论考试。成绩不单独计学分，成绩以 40%的比例计入本课程理论考试成绩中。本课程成绩由各实验项目成绩按权重评定课程综合成绩。每个实验项目由“实验预习” 、 “实验操作技能”和“实验报告”三部分组成。 “实验预习”包含课前准备、预习报告、考勤、态度等；“实验操作技能”包含实验操作、实验记录、实验规范等；“实验报告”包括目的、仪器、原理、操作步骤、数据记录、数据处理、误差分析、结果表述与分析、问题回答等内容。项目的三个组成部分成绩和实验项目成绩按照等级评分，分为优、良、中、及格和不及格五等，课程综合成绩采用百
4、分制记录。课程综合成绩为优，成绩为 90-100 分；良，成绩为 80-89 分；中，成绩为 70-79 分；及格，成绩为 60-69 分；不及格，则实验不合格，成绩为 60 分以下。2实验项目成绩的五个等级标准如下：优 重视实验，课前准备充分，实验操作能力强，完成实验质量好，实验记录数据完整、准确、实事求是，自觉遵守实验室规章制度和实验纪律，无抄袭现象。实验报告书写规范、整洁、清楚，报告中各项内容准确详实，实验数据处理科学合理，结论正确，有正确的误差分析、结果分析和问题回答。良 重视实验，课前准备比较充分，实验操作能力较强，完成实验较好，实验现象、数据记录较完整，准确，实事求是。能遵守实验室
5、规章制度和实验纪律，无抄袭现象。实验报告书写较为规范，整洁，报告中各项内容准确详实，实验数据处理合理，结论正确，有误差分析、结果分析。中 比较重视实验，能完成预习，实验操作能力一般，能完成实验现象、数据记录。能遵守实验室规章制度和实验纪律，无抄袭现象。实验报告中各项内容基本完整，实验数据处理一般，结论正确。及格 基本能正确对待实验，有预习，实验操作能力一般，基本能完成实验，实验现象、数据记录一般。基本能遵守实验室规章制度和实验纪律，无抄袭现象。实验报告书写和各项内容一般，实验数据处理一般，结论无大错。不及格 不能正确对待实验，预习差或无，实验操作能力差，不能完成实验，实验现象、数据记录差。不能
6、遵守实验室规章制度和实验纪律。实验报告书写差，报告中各项内容不够准确详实，实验数据处理差，结论存在错误，存在抄袭现象。3四、实验项目开设表序号 实验名称 内 容 提 要实验要求实验类型实验时数每组人数所在实验室名称备注1 绪论 掌握测量、测量误差、误差分类、不确定度等基本概念；掌握用不确定度表示直接、间接测量结果；掌握有效数字概念及其运算规则；掌握实验数据处理的基本方法，如列表法、作图法、逐差法等；了解物理实验的基本程序和要求。必开理论讲解6全部学生2 长 度 的测 量用游标卡尺测圆管的内径、外径和管长，记录实验结果，计算其体积和不确度，正确表示测量结果；用千分尺测大滚珠的直径，记录实验结果，
7、计算其不确度，正确表示测量结果；用移测显微镜测小滚珠的直径，记录实验结果。必开 验证 3 13 密 度 的 测 量 由 静 力 称 衡 法 求 固 体 的 密 度 ； 用 比 重 瓶 测 液 体 的 密 度； 正确表示测量结果。 必开 验证 3 14牛顿第二运动定律的验证调平气垫导轨；测出粘滞阻尼常量 b；测量加不同砝码 m0 时的加速度a，验证 F 与 a 的关系，并对计算结果进行分析。选开 验证 3 15导轨实验中系统误差的分析与补正用不同的方法测定粘滞阻力系数 b，并对结果进行分析；对牛顿第二定律实验系统误差进行修正及分析；对倾斜气轨上测重力加速度实验的系统误差进行修正及分析。选开 综合
8、 6 16扭摆法测定物体转动惯量测底盘的转动惯量；测待测件（圆盘、圆环、球）的转动惯量，并与理论值进行比较，并计算误差；验证平行轴定理。 选开 验证 3 1基础物理实验室47 单摆利用单摆测重力加速度 g；对所存在的系统误差进行分析；计算其不确度，正确表示测量结果。选开 综合 3 18 弦振动的研究测定弦线的线密度；在频率一定的条件下，改变张力 T 的大小，测量弦线上横波的传播速度 Vf.；在张力 T 一定的条件下，改变频率，测量弦线上横波的传播速度 VT，并对测量结果进行分析。选开 验证 3 19 薄透镜焦距的测定安装光学元件调节共轴；由物距像距求凸透镜焦距；两次成像法测凸透镜的焦距；自准直
9、法测凸透镜的焦距；透镜法测凹透镜焦距。选开 验证 3 110 望远镜的设计和检测学生自己设计，挑选出薄透镜或物镜、目镜组装成望远镜；理解望远镜构造及放大原理，掌握望远镜放大率的测量方法；正确画出所组装望远镜光路图。选开 设计 6 111 光栅衍射实验利用光栅调节分光仪；调节入射平行光与光栅刻痕面垂直；调节光栅刻痕与仪器转轴平行；测量绿色谱线的衍射角，求出光栅常数；测量汞灯的四条谱线的衍射角，得出波长以及对应的百分误差；计算各条谱线附近的角色散。选开 验证 3 112 液体粘滞系数的测定根据斯托克斯公式用落球法测定油的粘滞系数；领会粘滞系数的物理内涵，了解容器大小的限制和涡流修正方法；分析实验装
10、置的误差，对表示结果的标准式做出分析。选开 验证 3 113 热温变化测量实验用量热杯和热温变化测量仪等测量热学系统的散热系数，研究散热系数的温升规律；用单对数坐标纸处理实验数据等。选开 验证 3 114 电热法测定热功当量用电热法测定热功当量；学习散热修正的终温修正法，并与补尝法比较；记录、等实验数值，利用能量守恒计算结果。选开 综合 3 1515 静电场的描绘学会用圆柱形电容器电场中等位线分布模拟静电场的方法；描绘两平行无限长带等量异号电荷体系的等位线模拟描绘；实验验证静电场的性质选开 验证 3 116 制流电路与分压电路学会电流表，电压表，电阻器等的使用；连接电路，并能检查电路的正确性；
11、正确测定实验数据并由实验数据描绘制流分压特性曲线；能测定电路的灵敏度。必开 综合 3 117 低电阻的测量用双电桥测定二种金属棒的电阻率；学会正确控制测温度的方法；测定电阻的温度系数，并验证电阻和温度的关系。选开 验证 3 118 万用表的设计与定标用实验室提供的仪器，自行设计实验方案组装万用表，并对各量程进行校准定标。选开 设计 6 119 磁滞回线的测绘连接线路，观察磁滞回线，观察基本磁化现象；测定 Bs，Br，Hc 和Hs；描绘 B-H 曲线，选开 验证 3 120 电子示波器的使用测量示波器 Y 轴的电压灵敏度； 用扫描时间测量方波周期或频率；利用利萨如图形测量频率和相位。选开 验证
12、3 1基础物理实验室6五、综合性、设计性实验简介实验四 导轨实验中系统误差的分析与修正(综合性)（一）实验目的通过对存在于气垫导轨实验中系统误差的分析处理，学习分析发现并对系统误差进行修正的方法。（二）实验内容用二种方法测定粘滞阻力系数 b，并对结果进行分析；对牛顿第二定律实验系统误差进行修正及分析；对倾斜气轨上测重力加速度实验的系统误差进行修正及分析（三）主要仪器设备及器材气垫导轨、滑块、挡光片、光电门、数字毫秒计、垫块若干、米尺。（四）基本实验技能及考核要点基本实验技能：气垫导轨的结构和调整使用方法、电脑通用计数器的使用方法、能对实验中系统误差进行分析和修正。考核要点：气垫导轨和电脑通用计
13、数器的正确使用，能对牛顿第二定律实验和倾斜气轨上测重力加速度实验的系统误差进行修正及分析。实验九 望远镜的设计和检测（设计性）（一）实验目的本实验要求学生通过透镜焦距的测量，挑选出薄透镜或物镜、目镜组装成最简单的望远镜，以熟悉它们的构造及放大原理，学会望远镜放大率的测量，并掌握其调节使用，同时巩固光学系统的共轴调节方法。（二）实验内容1、 检查预习情况，挑出准备组装的望远镜和显微镜时要用的物镜和目镜，测出透镜的焦距；2、将光源、透明标尺、透镜、物镜、目镜等各元件调成共轴；3、按实测的物镜、目镜位置及中间实像位置，按一定比例画出所组装望远镜光路图。4、根据实际测得的物镜和目镜的焦距画出光路图，标
14、出系统放大率并与上面结果进行比较。5、测定望远镜的放大率，将测得结果与理论值进行比较（三）主要仪器设备及器材光学平台（包括相应的安装配件） ；测微目镜；透镜若干（学生根据需要选取） ；光源；物屏；平面镜；米尺及透明标尺等。（四）基本实验技能及考核要点基本实验技能：本实验要求学生自己设计，挑选出薄透镜或物镜、目镜组装成望远镜；掌握望远镜放大率的测量方法；画出所组装望远镜光路图。考核要点：1、本实验要求学生自己设计，挑选出薄透镜或物镜、目镜组装成望远镜；2、理解7望远镜的构造及放大原理，掌握望远镜放大率的测量方法；3、正确画出所组装望远镜光路图。实验十七 万用表的设计与定标（设计性）（一）实验目的
15、1、掌握将微安表改装成多量程万用电表的基本原理、设计方法；2、学习万用电表的组装与定标；3、掌握万用电表的校准方法，绘制校准曲线和万用表面板。（二）实验内容设计和组装一个具有：电流档 5.00A 和 50.0mA，电压档 5.00V 和 10.0V，欧姆档 0 - 的三用表。（三）主要仪器设备及器材微安计（100F，470 左右）1 个；PM-V 4 型数字电压表 1 只、DM-A 3 型数字电流表 1 只、WYT-2A 型直流稳压电源 1 台、 ZX21 型直流电阻箱(0 99999.9)5 只、BX7-13 型滑线变阻器 1 个（0100） 、干电池电源（1.5V ）1 个，电位器（0480 左右）1 个、限流电阻一个（10） 、导线若干。（四）基本实验技能及考核要点基本实验技能：简要的电路设计，组装，调试考核要点：电路设计，联结调试，校准，定标。执笔人：龙晓霞审核人：雷晓蔚批准人：二 OO 六年七月十三日
