大学物理学实验指导书 (3)

大学物理学实验指导书

大学物理实验

力学部分

实验一长度与体积的测量

实验类型：验证

实验类别：专业主干课

实验学时：2

所属课程：大学物理

所涉及的课程和知识点：误差原理有效数字

一、实验目的

通过本实验的学习，使学生掌握测长度的几种常用仪器的使用，并会正确读数。练习作好记录和误差计算。

二、实验要求

（1）分别用游标卡尺、螺旋测微计测金属圆筒、小钢球的内外径及高度，并求体积。（2）练习多次等精度测量误差的处理方法。

三、实验仪器设备及材料

游标卡尺，螺旋测微计，金属圆柱体，小钢球，铜丝

四、实验方案

1、用游标卡尺测量并计算所给样品的体积。

2、分别用千分尺和读数显微镜测量所给金属丝的直径。

数据处理

注意：有效数字的读取和运用，自拟表格，按有关规则进行数据处理。

描述实验过程（步骤）以及安全注意事项等,设计性实验由学生自行设计实验方案。

五、考核形式

实际操作过程实验报告

六、实验报告

实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。

对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。

七、思考题

1、游标卡尺测量长度时如何读数？

游标本身有没有估读数？

2、千分尺以毫米为单位可估读到哪一位？初读数的正负如何判断？

待测长度如何确定？

实验二单摆

实验类型：设计

实验类别：专业主干课

实验学时：2

所属课程：大学物理

所涉及的课程和知识点：力学单摆周期公式

一、实验目的

通过本实验的学习，使学生掌握使用停表和米尺，测准单摆的周期和摆长。利用单摆周期公式求当地的重力加速度

二、实验要求

（1）测摆长为1m时的周期求g值。

（2）改变摆长，每次减少10cm，测相应周期T，作T—L图，验证单摆周期公式。

三、实验仪器设备及材料

单摆、米尺、游标卡尺、停表。

四、实验方案

利用试验台上所给的设备及材料，自己制作一个单摆，然后设计实验步骤测出单摆的周期，再根据单摆的周期公式计算当地的重力加速速。

改变摆长，讨论对实验结果的影响并分析误差产生的原因

五、考核形式

实际操作过程实验报告

六、实验报告

实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。

对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。

七、思考题

1、为什么测量周期不宜直接测量摆球往返一次摆动的周期？试从误差分析来说明。

2、在室内天棚上挂一单摆，摆长很长，你设法用简单的工具测出摆长？不许直接测量摆长。

实验三牛顿第二定律的验证

实验类型：验证

实验类别：专业主干课

实验学时：2

所属课程：大学物理

所涉及的课程和知识点：力学牛顿第二定律摩擦

一、实验目的

通过本实验的学习，使学生掌握气垫导轨的使用，使学生通过在气垫导轨上验证牛顿第二定律，更深刻的理解牛顿第二定律的物理本质。

二、实验要求

验证当m一定时，a∝F,当F一定时，a∝1／m。

三、实验仪器设备及材料

气垫导轨，数字毫秒计，光电门，气源

四、实验方案

1、调整气垫导轨水平。

在导轨的端部小心安装好滑轮，使其转动自如，细心调整好导轨的水平。

调整气垫导轨水平是实验前的重要准备工作，要细致耐心地反复调整，可按下列两种方法中的任一种方法调整：（1）静态调平法：导轨接通气源，滑行器置在导轨某处，用手轻轻地把滑行器压在导轨上，再轻轻地放开，观察滑行器的运动状态，连续做几次。如果滑行器在导轨上静止不动，或稍有左右移动，则导轨是水平的；如滑行器都向同一方向运动，表明导轨不平。仔细、认真调节水平螺钉，直到滑行器在导轨任意位置上基本保持静

止不动，或稍有左右移动。一般要在导轨上选取几个位置做这样的调节。

（2）动态调平法：将气轨与记时器配合进行调平，仪器接通电源，仪器功能选择在“S2”挡上，两个光电门间距不小于30cm 卡装在导轨上，导轨两端装上弹射器，滑行器装上挡光片（如1cm 一种），给气轨通气让滑行器以一定的速度从导轨的左端向右端滑行，先后通过两个光电门G1和G2，记时器就分别记下挡光片通过两个光电门的时间1t ∆和2t ∆。若1t ∆>2t ∆ ，滑行器通过G2的光电门时间短，表明滑行器运动速度加快，导轨左高右低；若1t ∆<2t ∆ ，表明滑行器做减速运动，导轨左低右高。仔细、认真调节水平螺钉，1t ∆ 与2t ∆ 的时间差值尽量小，时间相差在1毫秒内就可视为导轨基本调平。

2 、在滑行器上装上1cm 的挡光片，对应滑轮一端装上座架，将拴在砝码桶上的细线跨过滑轮并通过堵板上的方孔挂在滑行器的座架上。

3、将起始挡板固定在导轨适当位置上，并将两个光电门置于导轨的相应的位置上（如80cm 和130cm 处），注意当砝码桶着地前，滑行器要能通过靠近滑轮一侧的光电门。

4、记时器的功能选择在“a ”挡，将改变m1所需砝码预先置于滑行器上，在砝码桶内加上一定质量的砝码，导轨通气，让滑行器从起始挡板处开始运动，通过两个光电门，记时器会自动测出时间，计算出加速度a 。

5、逐次从滑行器上取下相等质量的砝码放入砝码桶内，重复步骤4，直到砝码全部移到桶内为止。

6、用天平准确称出滑行器的质量m2、砝码桶和砝码的质量m1。

7、利用测得数据做出a ～F 图象，若为直线，则F 和a 正比关系成立。 五、考核形式 实际操作过程 实验报告 六、实验报告

实验原理，实验步骤，实验数据处理，误差分析和处理。

对实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。 七、思考题

1、实验中滑行器是否都要从同一位置开始释放，位置不同对实验结果有何影响

2、气垫导轨如果没有调平衡或空气层厚度过小或过大，对实验结果有何影响

3、减小摩擦还有那些其它方法

热学部分

实验一 混合法测定固体比热容

实验类型：验证型 实验类别：基础课 实验学时：3 所属课程：大学物理