《力学实验》教学大纲

一、实验课程基本信息

课程名称：力学实验

英文名称：Mechanics Experiment

课程编号：0711107A

课程性质：独立设课

课程类别：专业基础课 (必修课)

总 学 时：44

周 学 时：4

总 学 分：2

项 目 数：12

适用专业：物理学

开课系部：物理与电子工程系

二、课程的性质和地位

《力学实验》是对物理专业学生进行科学实验基本训练的一门独立的必修基础课

程，是学生进入大学后受到系统实验方法和实验技能训练的开端，是理科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位，二者既有联系，又有区别，物理学发展的事实说明，在一定生产实践的背景下，实验-理论-实验，相互促进，促使物理学及其它科学技术获得长足的进步。

三、教学的对象和目的

《力学实验》是物理专业学生一年级第一学期的课程，学生要具备一定的高等数学知识和力学基础知识。

本课程的教学目的是：通过教学，使学生接受基本实验理论和操作技能的训练，熟练掌握基

本物理量的测量原理和常用的测量方法，能合理选择与正确使用基本仪器，能正确运用有效数字并掌握基本的实验数据处理方法，能对实验结果做出正确的分析和判断，能写出符合要求的实验报告。

四、教学内容与课时安排

本课程总学时为38学时，绪论2学时，每个实验为3学时，总共12个实验。

理论准备"绪论"(2学时)

主要内容：

(1)实验的地位、作用和目的

(2)测量和有效数字

测量、真值、有效数字、仪器的估计读数、数字修约规则、科学记数法、作实

验图线。

(3)误差初步知识

误差、误差分类、误差来源与性质。

(4)实验不确定度的评定

A类不确定度的评定、B类不确定度的评定、直接测量量不确定度的估算、间接测量量的不确定度、结果表示。

(5)数据处理方法

计算法，图示法，图解法，逐差法。

(6)实验报告的要求

实验一 长度的测量(3学时)

实验要求：

1．了解游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜的构造和原理，并掌握其正确使用方法。

2．练习有效数字和标准不确定度的计算，并能正确地表示测量结果。

实验二 单 摆(3学时)

实验要求：

1．掌握用单摆测重力加速度的方法。

2．练习使用机械秒表或电子秒表。

3．了解单摆的周期与质量无关，周期与摆长的关系。

4．学习用图解法处理数据。

实验三 密度测量(3学时)

实验要求：

1．学会一种不规则固体密度的测量方法(静力称衡法)。

2．掌握物理天平的使用。

3．进一步熟悉间接测量的不确定度计算。

实验四 用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量(3学时)

实验要求：

1．掌握用光杠杆法测量微小长度的原理和方法。

2．学会用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。

3．学会用逐差法处理数据的方法。

实验五 扭 摆(3学时)

实验要求：

1、用扭摆法测定物质的切变模量。

2、用扭摆测定刚体的转动惯量。

实验六 速度和加速度的测定(3学时)

实验要求：

1．了解气垫导轨的构造和调整。

2．掌握计时计数测速仪的使用方法。

3．学会用气垫导轨测量速度和加速度的方法。

实验七 牛顿第二运动定律的验证(3学时)

实验要求：

1．进一步熟悉气垫导轨和计时计数测速仪的调整和使用。

2．学习曲线改直，作图线验证物理规律的方法。

3．验证牛顿第二定律。

实验八 三线摆(3学时)

实验要求：

1．掌握三线摆测转动惯量的原理和方法。

2．验证平行轴定理。

实验九 悬挂式弹簧的简谐振动(3学时)

实验要求：

1．验证弹簧谐振的运动规律。

2．研究弹簧质量对振动的影响。

3．研究不同形状的弹簧，其质量对振动的影响是否相同。

4．进一步熟悉用图解法处理数据的方法。

实验十 复 摆(3学时)

实验要求：

1．了解复摆振动周期与质心到转轴距离的关系。

2．测量当地的重力加速度。

3．计算物体绕质心轴的转动惯量。

实验十一 碰撞实验(3学时)

实验要求：

1．验证动量守恒定律。

2．了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。

3．学习用比较数据法验证物理规律的方法。

实验十二 弦振动的研究(3学时)

实验要求：

1．观察弦振动时形成的驻波。

2．验证弦振动的波长与张力的关系。

3．测量音叉振动的频率。

四、考核方式考查(操作60%，实验报告40%)

五、使用教材

扬述武.《普通物理实验》.北京：高等教育出版社，2000年5月第3版

六、主要参考书：

1、肖新民.《实验简明教程》.山西人民出版社，1989年12月第2版

2、王宏义等. 《物理实验》.内蒙古人民出版社，1984年5月第1版

3、李寿松.《物理实验教程》.高等教育出版社，1998年5月第1版

执笔教师：苏晓琴 教研室主任：苏晓琴

教学系(部)主任：王金来