《普通物理实验》课程教学指南

《普通物理实验》课程教学指南
《普通物理实验》课程代码为，是我院首批重点建设课程之一，被评选为甘肃省首批精品课程。

分为《力学实验》、《热学实验》、《电磁学实验》、《光学和原子物理实验》四部分。

总共114学时，在第二学期、第三学期和第五学期开设。

力学实验
《力学实验》是《普通物理实验》中的一个重要组成部分。

为进一步加强课程建设，全面提高课程教学水平和教学效果，使学生进一步了解教学内容和教学要求，提高学习的主动性和积极性，让学生了解力学实验课的有关信息，现编制《力学实验》课程教学指南，供学生在实验中使用。

《力学实验》一般在第二学期开设，共42学时，分组循环实验，课程选用的主要教材是甘肃科学技术出版社出版的《物理实验》。

与教材有关的主要教学参考书和刊物有：
⑴《大学物理实验》编写组在1998年1月编写由厦门出版社出版的《大学物理实验》。

⑵龚镇雄，刘雪林在1990年9月编写由北京大学出版社出版的《普通物理实验指导》。

⑶杨述武在2000年5月主编由高等教育出版社出版的《普通物理实验》（一、力学及热学部分）第三版。

⑷黄志敬在1991年5月主编由陕西师范大学出版社出版的《普通物理实验》。

⑸李平舟等在2002年2月主编由西安电子科学技术大学出版社出版的《大学物理实验》。

⑹曾贻伟等在1989年11月编写由北京师范大学出版社出版的《普通物理实验》。

⑺赵家凤在2000年6月主编由科学出版社出版的《普通物理实验》。

⑻方鸿辉，刘贵兴在2000年6月主编由上海科学普及出版社出版的《创造性物理实验》
⑼历年的《物理实验》杂志。

⑽历年的《大学物理实验》杂志。

《力学实验》是用实验的方法去观察、研究物理现象、规律。

教学目标是应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识，加强理论联系实际和提高学生的实验能力。

《力学实验》一共有11个，在《普通物理实验》中占总学时的37%，占总成绩的37%，在整个《普通物理实验》中占据重要地位，发挥着训练学生基本技能的重要作用。

《力学实验》教学中主要采用自学、讲授、指导、操作、数据处理相结合的方法。

《力学实验》主要内容包括：
绪论（9学时）
⑴普通物理实验的地位和作用。

⑵普通物理实验的过程和各个教学环节的要求。

⑶实验室规则
测量误差及数据处理
⑴测量和误差的基本概念。

⑵测量结果的正确表示。

⑶误差的估算及其意义。

⑷有效数字的概念和运算法则。

⑸数据处理的基本方法。

力学实验（33学时）
实验一长度的测定
实验目的：⑴分别用游标卡尺测量待测物体的尺寸，并求体积。

⑵利用读数显微镜测量待测物体的尺寸。

⑶多次测量误差的运算，求绝对误差和相对误差。

教学要求：⑴掌握游标及螺旋测微原理。

⑵学会正确使用游标卡尺、螺旋测微器及读数显微镜。

⑶掌握多次等精度测量误差的估算方法与有效数字的基本运算。

实验二重力加速度的测定
实验目的：学会应用光电计时装置。

教学要求：掌握用自由落体测定重力加速度的方法。

实验三固体和液体密度的测定
实验目的：⑴物理天平的调整。

⑵用流体静力称量法测固体的密度。

⑶用比重瓶法测液体的密度。

教学要求：⑴熟练掌握物理天平的调节和正确使用方法。

⑵掌握测定固体和液体密度的两种方法——液体静力称量法和比重瓶法国。

实验四惯性秤
实验目的：⑴对惯性秤进行定标，作定标曲线。

⑵作惯性秤测量待测物的惯性质量。

⑶用天平称量待测物体的引力质量，研究物体惯性质量和引力质量的关系。

教学要求：⑴掌握用惯性秤测定质量的原理和方法。

⑵测定物体的惯性质量，加深对惯性质量和引力质量的理解。

实验五牛顿第二定律的验证
实验目的：⑴调整光电计时系统和气垫导轨。

⑵研究滑块儿质量一定时，加速度和所受外力的关系；研究外力一定时，加速度和质量的关系。

教学要求：⑴熟悉气垫导轨的构造，掌握其正确的调整和使用方法。

⑵熟悉用光电计时系统测量短暂时间的方法。

⑶学会测运动物体的速度和加速度。

⑷验证牛顿第二定律。

实验六动量守恒定律的验证
实验目的：⑴测定滑块儿在弹性和非弹性碰撞前后的速度，验证动量守恒定律。

⑵由碰撞前后的速度值计算恢复系数和碰撞前后的动能比值，并和理论计算结果比较。

教学要求：⑴验证动量守恒定律。

⑵进一步熟悉气垫导轨的使用方法。

⑶用观察法研究弹性和非弹性碰撞的特点。

实验七杨氏弹性模量的测量
实验目的：⑴用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。

⑵用逐差法计算测量结果，求出杨氏弹性模量。

教学要求：⑴掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，测定金属丝的杨氏弹性模量。

⑵训练正确地调整测量系统的能力。

⑶学会用逐差法进行数据处理的方法。

实验八刚体转动实验
实验目的：⑴验证刚体的转动定律，求出转动惯量。

⑵观察转动惯量与质量分布的关系。

检验平行轴定理。

⑶用作图法处理数据。

教学要求：⑴验证刚体的转动定律，测定刚体的转动惯量并观测刚体的转动惯量随质量及质量的分布而改变的情况。

⑵验证平行轴定理。

⑶掌握用作图法处理数据。

实验九液体粘滞系数的测定
实验目的：⑴用精密电子天平测量小球的质量。

⑵用螺旋测微器测量小球的直径，用游标卡尺及米尺测玻璃管的直径及两条刻度线之间的长度。

用密度计测定液体的粘滞系数。

教学要求：⑴用落球法测定液体的粘滞系数。

⑵掌握精密电子天平的使用方法。

实验十弦振动的研究
实验目的：⑴利用驻波现象测定电动音叉的频率。

⑵验证振动频率一定时，波长的平方与弦线所受张力成正比。

教学要求：⑴验证弦线上的横波波长与弦线张力、密度的关系。

⑵观察横波所形成的驻波波形，用驻波法测频率。

实验十一谐振动的研究
实验目的：⑴测定悬挂不同质量m的砝码时，弹簧振子的振动周期T，验证弹簧振子的周期公式。

⑵由图像法求得倔强系数和弹簧的等效质量。

教学要求：⑴验证弹簧振子的运动规律，测出弹簧的倔强系数。

⑵用图解法求弹簧的等效质量。

《力学实验》是物理系首先开设的基础物理实验，除了起到了加深学生对物理规律的认识和培养实验基本技能的作用外，还特别重视对学生进行实验课学习方法的指导和良好科学实验习惯的培养，为以后的实验教学打下基础。

通过实验，要求学生掌握长度、时间、质量三个基本物理量的测量方法，懂得正确使用游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜、秒表、数字式毫秒计及光电门、天平、气垫导轨、光杠杆等基本测量仪器和实验设备。

能应用误差理论处理实验数据，并对实验结果做出正确的分析。

实验前要求学生要预习，并完成预习实验报告；实验时要求教师结合投影仪和打印胶片精讲半小时，教师要强调实验中应注意的事项，学生要认真听讲，按要求去做。

实验过程中要求学生以自己动手实践操作为主，教师巡回指导为副，在遇到问题是可以向教师询问，教师应给予解答，如遇到仪器有损坏时，教师要做出适当处理后再调换新仪器，对由于不负责任而使仪器损坏时要按照实验室的有关规章制度进行赔偿。

实验中要求注意安全，在教师没有讲授注意事项之前，要求学生不能动实验仪器，以免损坏仪器或造成意外事故。

特别是用到电的时候要注意用电安全，要按照有关的操作规程去做，凡是违犯操作规程而导致出现意外事故者责任自负；实验后要求学生及时处理实验数据，根据要求列出表格、作图、计算等，教师签字后才能离开实验室，回去后完成实验报告作为实验作业在下一次实验时交上来由教师批阅并登记成绩作为平时成绩的主要依据，平时成绩还包括平时上课考勤和纪律在内。

在《力学实验》中强调实验创新，对有创新的选题可以作为自己以后的毕业论文不断进行深入研究，教师可以跟踪进行指导，鼓励学生在实验中敢于创新，为学生的创新活动提供必要的方便。

《力学实验》中对学生学习成绩的评价采用两种办法。

一是采取考试的办法。

二是采取评定的办法。

考核中主要采用平时、理论和操作相结合的综合考核办法。

考核成绩由平时、理论和操作三部分按4︰3︰3的比例计算后得出《力学实验》成绩，其中平时成绩不及格者不能参加总评，以重修论处，三部分总评不及格者，下年补考不及格的部分。

评定中，凡是在实验中有创新者，一般是指对实验提出改进方案，对实验仪器提出代换、改进或维修，经实验检验效果良好，由实验教研室组织鉴定后，根据鉴定结果可以在实验成绩中适当加分或直接评定出实验成绩。

本门实验结束后，学生可以根据陇东学院课程教学质量评价表中提出的指标进行评价，提出宝贵意见，便于在今后的教学中进一步改进，只要师生相互配合，共同提高学院的教学质量，这是我们的共同目标。

《力学实验》一般在3月上旬开课，6月下旬结束，根据系上的课表进行授课，在具体安排中，可能会遇到星期六或星期日上课的现象，但周课时不会改变。

如因事或因平行班课程进度不齐而调课时，
一般通过学习委员联系提前进行调课，便于及时通知学生，平时尽量不调课，以免影响学生预习。

考试时间，操作考试中实验结束的下一个星期进行，中断不留复习时间，操作考试结束后，中间有几天复习时间，一般情况下不统一组织复习，也不会出复习提纲，不划范围，理论考试题每年都在更新，考查的知识点均匀分布在学过教材内容的每一页书中，要求学生要系统复习，不要猜题。

考试题目一般以基础知识、基本操作为主，一般占65～75分，作图、设计、附加题为副，一般占25～35分，题目有一定的梯度，得高分不易容。

操作考试题目一般没有大的变化，在实验操作中都说明将要掌握的操作要领，但在具体操作方面为避免学生在一起询问上一组考的具体内容，而对操作内容适当的加以变化，可以说大前提不变，小前提要变。

操作考试一般同时分为几组进行，按分组进行抓阄，抓到什么考什么，不能调换。

作业必须全收全改，缺两次作业就有可能导致平时成绩不及格而重修。

热学实验
《热学实验》是《普通物理实验》中的一部分。

为进一步加强课程建设，全面提高课程教学水平和教学效果，使学生进一步了解教学内容和教学要求，提高学习的主动性和积极性，让学生了解热学实验课的有关信息，现编制《热学实验》课程教学指南，供学生在实验中使用。

《热学实验》一般在第三学期开设，共15学时，分组循环实验，课程选用的主要教材是甘肃科学技术出版社出版的《物理实验》。

与教材有关的主要教学参考书和刊物有：
⑴《大学物理实验》编写组在1998年1月编写由厦门出版社出版的《大学物理实验》。

⑵龚镇雄，刘雪林在1990年9月编写由北京大学出版社出版的《普通物理实验指导》。

⑶杨述武在2000年5月主编由高等教育出版社出版的《普通物理实验》（一、力学及热学部分）第三版。

⑷黄志敬在1991年5月主编由陕西师范大学出版社出版的《普通物理实验》。

⑸李平舟等在2002年2月主编由西安电子科学技术大学出版社出版的《大学物理实验》。

⑹曾贻伟等在1989年11月编写由北京师范大学出版社出版的《普通物理实验》。

⑺赵家凤在2000年6月主编由科学出版社出版的《普通物理实验》。

⑻方鸿辉，刘贵兴在2000年6月主编由上海科学普及出版社出版的《创造性物理实验》
⑼历年的《物理实验》杂志。

⑽历年的《大学物理实验》杂志。

《热学实验》是用实验的方法去观察、研究物理现象、规律。

教学目标是应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识，加强理论联系实际和提高学生的实验能力。

《热学实验》一共有5个，在《普通物理实验》中占总学时的13 %，占总成绩的13%，在整个《普通物理实验》中占据一定的地位，发挥着训练学生基本技能的重要作用。

《热学实验》教学中主要采用自学、讲授、指导、操作、数据处理相结合的方法。

《热学实验》主要内容包括：
实验一金属比热的测定
实验目的：⑴用混合法测定金属的比热。

⑵利用温升曲线进行散热修正。

教学要求：⑴学会基本的测量比热的方法——混合法。

⑵测定金属的比热。

⑶学习热学实验中系统散热带来的误差修正方法。

实验二金属线胀系数的测定
实验目的：用光杠杆法测定金属棒的线胀系数。

教学要求：掌握线胀系数的一种测定方法。

实验三水的汽化热的测定
实验目的：⑴测定水在沸腾温度下的汽化热。

⑵测定量热器的有效热容量。

教学要求：⑴学会测定水在沸腾温度下的汽化热。

⑵学会测定量热器的有效热容量。

实验四热功当量的测定
实验目的：用热功当量实验仪测定热功当量。

教学要求：研究机械功与热量的转换，测定热功当量。

实验五液体表面张力系数的测定
实验目的：⑴测定弹簧的倔强系数。

⑵用拉脱法测定水在室温下的表面张力系数。

教学要求：⑴掌握焦利氏秤测量微小力的原理和方法。

⑵测定液体的表面张力系数。

通过《热学实验》要使学生加深对热传导、热膨胀、相变等热现象规律的认识，掌握温度、压强等基本物理量的测量主法，学会正确使用温度计、气压计、量热器等热学基本仪器，懂得系统误差的修正。

实验前要求学生要预习，并完成预习实验报告；实验时要求教师结合投影仪和打印胶片精讲半小时，教师要强调实验中应注意的事项，学生要认真听讲，按要求去做。

实验过程中要求学生以自己动手实践操作为主，教师巡回指导为副，在遇到问题是可以向教师询问，教师应给予解答，如遇到仪器有损坏时，教师要做出适当处理后再调换新仪器，对由于不负责任而使仪器损坏时要按照实验室的有关规章制度进行赔偿。

实验中要求注意安全，在教师没有讲授注意事项之前，要求学生不能动实验仪器，以免损坏仪器或造成意外事故。

特别是用到电的时候要注意用电安全，要按照有关的操作规程去做，凡是违犯操作规程而导致出现意外事故者责任自负；实验后要求学生及时处理实验数据，根据要求列出表格、作图、计算等，教师签字后才能离开实验室，回去后完成实验报告作为实验作业在下一次实验时交来由教师批阅并登记成绩作为平时成绩的主要依据，平时成绩还包括平时上课考勤和纪律在内。

在《热学实验》中强调实验创新，对有创新的选题可以作为自己以后的毕业论文不断进行深入研究，教师可以跟踪进行指导，鼓励学生在实验中敢于创新，为学生的创新活动提供必要的方便。

《热学实验》中对学生学习成绩的评价采用两种办法。

一是采取考试的办法。

二是采取评定的办法。

考核中主要采用平时、理论和操作相结合的综合考核办法。

考核成绩由平时、理论和操作三部分按4︰3︰3的比例计算后得出《热学实验》成绩，其中平时成绩不及格者不能参加总评，以重修论处，三部分总评不及格者，下年补考不及格的部分。

评定中，凡是在实验中有创新者，一般是指对实验提出改进方案，对实验仪器提出代换、改进或维修，经实验检验效果良好，由实验教研室组织鉴定后，根据鉴定结果可以在实验成绩中适当加分或直接评定出实验成绩。

本门实验结束后，学生可以根据陇东学院课程教学质量评价表中提出的指标进行评价，提出宝贵意见，便于在今后的教学中进一步改进，只要师生相互配合，共同提高学院的教学质量，这是我们的共同目标。

《热学实验》一般在9月上旬开课，12月下旬结束，根据系上的课表进行授课，在具体安排中，可以会遇到星期六或星期日上课的现象，但周课时不会改变。

如因事或因平行班课程进度不齐而调课时，一般通过学习委员联系提前进行调课，便于及时通知学生，平时尽量不调课，以免影响学生预习。

考试时间，操作考试中实验结束的下一个星期进行，中断不留复习时间，操作考试结束后，中间有几天复习时间，一般情况下不统一组织复习，也不会出复习提纲，不划范围，理论考试题每年都在更新，考查的知识点均匀分布在学过教材内容的每一页书中，要求学生要系统复习，不要猜题。

考试题目一般以基础知识、基本操作为主，一般占65～75分，作图、设计、附加题为副，一般占25～35分题目有一定的梯度，得高分不易容。

操作考试题目一般没有大的变化，在实验操作中都说明将要掌握的操作要领，但在具体操作方面为避免学生在一起询问上一组考的具体内容，而对操作内容适当的加以变化，可以说大提不变，小前提要变。

操作考试一般同时分为几组进行，按分组进行抓阄，抓到什么考什么，不能调换。

作业必须全收全改，缺一次作业就有可能导致平时成绩不及格而重修。

电磁学实验
《电磁学实验》是《普通物理实验》中的一个重要组成部分。

为进一步加强课程建设，全面提高课程教学水平和教学效果，使学生进一步了解教学内容和教学要求，提高学习的主动性和积极性，让
学生了解电磁学实验课的有关信息，现编制《电磁学实验》课程教学指南，供学生在实验中使用。

《电磁学实验》一般在第三学期开设，共36学时，分组循环实验，课程选用的主要教材是甘肃科学技术出版社出版的《物理实验》。

与教材有关的主要教学参考书和刊物有：
⑴《大学物理实验》编写组在1998年1月编写由厦门大学出版社出版的《大学物理实验》。

⑵谢慧瑷，梁秀慧，朱世嘉，严隽珏在1989年5月编写由北京大学出版社出版的《普通物理实验指导（电磁学）》。

⑶杨述武在2000年5月主编由高等教育出版社出版的《普通物理实验》（二、电磁学部分）第三版。

⑷黄志敬在1991年5月主编由陕西师范大学出版社出版的《普通物理实验》。

⑸李平舟等在2002年2月主编由西安电子科学技术大学出版社出版的《大学物理实验》。

⑹曾贻伟等在1989年11月编写由北京师范大学出版社出版的《普通物理实验》。

⑺赵家凤在2000年6月主编由科学出版社出版的《大学物理实验》。

⑻方鸿辉，刘贵兴在2000年6月主编由上海科学普及出版社出版的《创造性物理实验》
⑼历年的《物理实验》杂志。

⑽历年的《大学物理实验》杂志。

《电磁学实验》是用实验的方法去观察、研究物理现象、规律。

教学目标是应用所学得的理论知识指导实验，从理论和实验的结合上加深、扩展对物理基本概念和规律的认识，加强理论联系实际和提高学生的实验能力。

《电磁学实验》一共有12个，在《普通物理实验》中占总学时的32%，占总成绩的32%，在整个《普通物理实验》中占据重要地位，发挥着训练学生基本技能的重要作用。

《电磁学实验》教学中主要采用自学、讲授、指导、操作和数据处理相结合的方法。

《电磁学实验》主要内容包括：
实验一电学实验基本知识
实验目的：1. 详细考察电表、电阻箱、滑线变阻器、开关的结构。

2. 连接限流和分压电路。

3. 观察滑线变阻器滑动头的位置和电压、电流的关系。

教学要求：（1）学习电学实验室的规则、操作规程和安全知识。

（2）了解电学实验的基本仪器的性能和使用方法。

（3）学习连接电路的一般方法。

实验二伏安法测电阻
实验目的：1. 分别用电流表内、外接电路测待测电阻。

2. 分析电表的接入误差，分别用各自修正公式对测量结果进行修正。

3. 画出所测电阻的伏安特性曲线。

教学要求：（1）掌握用伏安法测电阻的方法。

（2）正确使用伏特表、毫安表等。

（3）了解电表的接入误差。

实验三电表的改装
实验目的：1. 将表头改装为安培计、伏特计。

2. 校正改装后的电表，并定出级别。

教学要求：（1）了解磁电式电表的基本结构。

（2）掌握电表扩大量程的方法。

（3）掌握电表的校正方法。

实验四学习使用万用电表
实验目的：1. 测量直流电压并修正。

2. 测量电阻及校准欧姆表。

3. 用万用电表检查电路故障。

教学要求：（1）掌握电表的接入误差。

（2）了解欧姆档的设计，能正确使用万用电表。

（3）了解线路故障检查的一般方法。

实验五静电场的描绘
实验目的：1. 测量和描绘同轴电缆中的等位线。

2. 测量两根平行的无限长直导线间的等位线。

教学要求：了解模拟法适用的条件，学习用电流场模拟静电场的原理和方法，从而加深对静电场性质的理解。

实验六用惠斯登电桥测电阻
实验目的：1. 用滑线式电桥或电阻箱组装电桥测量电阻。

2. 用箱式电桥测量电阻和电桥的灵敏度。

教学要求：（1）掌握用惠斯登电桥测电阻的原理。

（2）学会用电桥测电阻的方法。

（3）学会测量电桥灵敏度的方法，并了解提高电桥灵敏度的途径。

实验七用开耳芬电桥测量低电阻
实验目的：1. 用双电桥测定金属棒的电阻。

2. 用螺旋测微计和毫米尺测量金属棒的直径和长度，求出金属棒的电阻率。

教学要求：（1）掌握双电桥测低电阻的原理。

（2）学会用双电桥测低电阻的方法。

实验八用电位差计校正电表
实验目的：用电位差计校正直流电压表或电流表，画出误差曲线。

教学要求：（1）掌握电位差计的工作原理及使用方法。

（2）掌握校正电表的方法。

实验九磁场的描绘
实验目的：1. 测量载流圆线圈轴向磁场的分布。

2. 用感应法描绘亥姆霍兹线圈中的磁场均匀区。

教学要求：（1）了解感应法测量磁场的原理。

（2）研究载流圆线圈轴向磁场的分布。

（3）描绘亥姆霍兹线圈中的磁场均匀区。

实验十示波器的使用
实验目的：1. 用示波器观察信号波形。

2. 用示波器测一信号电压。

3. 用示波器测一信号的周期和频率。

4. 用利萨如图形法测频率和相位差。

教学要求：（1）了解通用示波器的结构和工作原理，掌握各个旋钮的作用和使用方法。

（2）学会音频信号发生器的使用方法。

（3）学会用示波器观察波形以及测量电压、频率和相位差。

实验十一电子束线的偏转
实验目的：1. 电偏转研究：偏转电压、加速电压和偏转距离三者之间的关系。

2. 磁偏转研究：偏转磁场、加速电压和偏转距离三者之间的关系。

教学要求：（1）研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。

（2）了解电子束线管的结构和原理。

实验十二电子束线的聚焦
实验目的：1. 研究正向电聚焦的规律。

2. 研究磁场聚焦的规律并测定电子荷质比。

教学要求：（1）研究带电粒子在电场和磁场中的聚焦规律。