大学物理实验课件ppt课件
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大学物理实验讲稿ppt课件
误差 = 测量值 — 真值。
y y Y0
9
1.1.3 误差的分类 大学物理实验
一、系统误差
系统误差是由于仪器不完善，或测量方法不恰当， 或环境变化等引起，具有确定的规律性，或多次测量 时误差始终不变，或随测量条件的变化而有规律的变 化，总之是有规律可寻的，是可定误差。
系统误差的来源：
(1)仪器误差，由仪器的结构和标准不完善引起的，表现 形式有三种：
通常根据待测物理量最终测量结果的获取过程把 测量分为两大类，即直接测量和间接测量。
7
1、直接测量
大学物理实验
直接测量就是把待测量直接与标准量（量具）
进行比较，直接读数，直接得到数据。例如用米 尺测量长度，用钟表测量时间，用安培计测量电 流，用温度计测量温度等等。在一切实验中，直 接测量是基础。
2、间接测量
12
对同一量测量大次学数物n理足实够验多时，将会发现它们的分
布服从某种规律。实践和理论都证明，大部分测量的随
机误差服从统计规律，其误差分布（或测量值的分布）
呈正态分布（又称高斯分布）。
f (i )
随机误差具有以下特征：
①对称性：绝对值相等的正、负误差 出现的几率大体相同；
②单峰性：绝对值较小的误差出现的 几率大，绝对值较大的误差出现的几 率小；
2、学会常用物理仪器的调整及正确的使用方法。
3、使学生初步具备处理数据、分析结果、撰写实验报告 的能力。
4、培养学生对待科学实验一丝不苟的严谨态度和实事求
是的工作作风。
2
二、物理实验的主要大环学物节理实验
和
所用的实验基本方法，特别是做好实验的关键环节，要心 中有数，并简练地写在预习报告上，预习报告中要自行设 计数据记录表格。预习不合格者不得实验。
y y Y0
9
1.1.3 误差的分类 大学物理实验
一、系统误差
系统误差是由于仪器不完善，或测量方法不恰当， 或环境变化等引起，具有确定的规律性，或多次测量 时误差始终不变，或随测量条件的变化而有规律的变 化，总之是有规律可寻的，是可定误差。
系统误差的来源：
(1)仪器误差，由仪器的结构和标准不完善引起的，表现 形式有三种：
通常根据待测物理量最终测量结果的获取过程把 测量分为两大类，即直接测量和间接测量。
7
1、直接测量
大学物理实验
直接测量就是把待测量直接与标准量（量具）
进行比较，直接读数，直接得到数据。例如用米 尺测量长度，用钟表测量时间，用安培计测量电 流，用温度计测量温度等等。在一切实验中，直 接测量是基础。
2、间接测量
12
对同一量测量大次学数物n理足实够验多时，将会发现它们的分
布服从某种规律。实践和理论都证明，大部分测量的随
机误差服从统计规律，其误差分布（或测量值的分布）
呈正态分布（又称高斯分布）。
f (i )
随机误差具有以下特征：
①对称性：绝对值相等的正、负误差 出现的几率大体相同；
②单峰性：绝对值较小的误差出现的 几率大，绝对值较大的误差出现的几 率小；
2、学会常用物理仪器的调整及正确的使用方法。
3、使学生初步具备处理数据、分析结果、撰写实验报告 的能力。
4、培养学生对待科学实验一丝不苟的严谨态度和实事求
是的工作作风。
2
二、物理实验的主要大环学物节理实验
和
所用的实验基本方法，特别是做好实验的关键环节，要心 中有数，并简练地写在预习报告上，预习报告中要自行设 计数据记录表格。预习不合格者不得实验。
大学物理ppt课件完整版
03
计算机模拟和仿真
利用计算机进行数值模拟和仿真 实验，验证理论预测和实验结果 。
2024/1/25
5
物理学的发展历史
01
02
03
古代物理学
以自然哲学为主要形式， 探讨自然现象的本质和规 律，如古希腊的自然哲学 。
2024/1/25
经典物理学
以牛顿力学、电磁学等为 代表，建立了完整的经典 物理理论体系。
固体的电子论
介绍了能带理论、金属电子论、半导体电子 论等。
30
核物理和粒子物理基础
原子核的基本性质
包括核力、核子、同位素等基本概念。
放射性衰变
阐述了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及 其规律。
粒子物理简介
介绍了基本粒子、相互作用、粒子加速器等基本 概念。
2024/1/25
31
THANKS
感谢观看
19
恒定电流的电场和磁场
恒定电流：电流大小和方 向均不随时间变化的电流 。
2024/1/25
毕奥-萨伐尔定律：计算 电流元在空间任一点产生 的磁场。
奥斯特-马可尼定律：描 述电流产生磁场的规律。
磁场的高斯定理和安培环 路定理：揭示磁场的基本 性质。
20
电磁感应
法拉第电磁感应定律
描述变化的磁场产生感应电动势的规律。
01
又称惯性定律，表明物体在不受外力作用时，将保持静止状态
或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
02
又称动量定律，表明物体加速度与作用力成正比，与物体质量
成反比。
牛顿第三定律
03
又称作用与反作用定律，表明两个物体间的作用力和反作用力
总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
大学物理PPT完整全套教学课件pptx(2024)
2
匀速圆周运动的实例分析
3
2024/1/29
13
圆周运动
2024/1/29
01
变速圆周运动
02
变速圆周运动的特点和性质
03
变速圆周运动的实例分析
14
相对运动
2024/1/29
01 02 03
参考系与坐标系 参考系的选择和建立 坐标系的种类和应用
15
相对运动
2024/1/29
相对速度与牵连速度 相对速度的定义和计算
2024/1/29
简谐振动的动力学特征
分析简谐振动的动力学特征，包括回复力、加速度 、速度、位移等物理量的变化规律。
简谐振动的能量特征
讨论简谐振动的能量特征，包括动能、势能 、总能量等的变化规律，以及能量转换的过 程。
32
振动的合成与分解
2024/1/29
同方向同频率简谐振动的合成
分析两个同方向同频率简谐振动的合成规律，介绍合振动振幅、合 振动相位等概念。
5
大学物理的研究方法
03
观察和实验
建立理想模型
数学方法
物理学是一门以实验为基础的自然科学， 观察和实验是物理学的基本研究方法，通 过实验可以验证物理假说和理论，发现新 的物理现象和规律。
理想模型是物理学中经常采用的一种研究 方法，它忽略了次要因素，突出了主要因 素，使物理问题得到简化。
数学是物理学的重要工具，通过数学方法 可以精确地描述物理现象和规律，推导物 理公式和定理。
2024/1/29
适用范围
适用于一切自然现象，包括力学、热学、电磁学 、光学等各个领域。
应用举例
热力学第一定律、机械能守恒定律、爱因斯坦的 质能方程等。
匀速圆周运动的实例分析
3
2024/1/29
13
圆周运动
2024/1/29
01
变速圆周运动
02
变速圆周运动的特点和性质
03
变速圆周运动的实例分析
14
相对运动
2024/1/29
01 02 03
参考系与坐标系 参考系的选择和建立 坐标系的种类和应用
15
相对运动
2024/1/29
相对速度与牵连速度 相对速度的定义和计算
2024/1/29
简谐振动的动力学特征
分析简谐振动的动力学特征，包括回复力、加速度 、速度、位移等物理量的变化规律。
简谐振动的能量特征
讨论简谐振动的能量特征，包括动能、势能 、总能量等的变化规律，以及能量转换的过 程。
32
振动的合成与分解
2024/1/29
同方向同频率简谐振动的合成
分析两个同方向同频率简谐振动的合成规律，介绍合振动振幅、合 振动相位等概念。
5
大学物理的研究方法
03
观察和实验
建立理想模型
数学方法
物理学是一门以实验为基础的自然科学， 观察和实验是物理学的基本研究方法，通 过实验可以验证物理假说和理论，发现新 的物理现象和规律。
理想模型是物理学中经常采用的一种研究 方法，它忽略了次要因素，突出了主要因 素，使物理问题得到简化。
数学是物理学的重要工具，通过数学方法 可以精确地描述物理现象和规律，推导物 理公式和定理。
2024/1/29
适用范围
适用于一切自然现象，包括力学、热学、电磁学 、光学等各个领域。
应用举例
热力学第一定律、机械能守恒定律、爱因斯坦的 质能方程等。
大学物理实验课件.ppt
解： 两边求全微分
dN dx dy
方和根合成
N mx ny
dN m dx ndy dN dx dy
为了更全面地评价测量结果的优劣，需考虑绝 对误差相对于测量值本身的大小产生的相对影响。
相对误差 X 100% A
百分误差
真值是不可能确知的，实用中常用约定真值代
替真值，称为百分误差。
E0
X X0 X0
100%
误差无处不在，无时不在
2019-9-13
谢谢观赏
11
2.1.3 测量误差的分类
31
2.2.3 间接测量结果不确定度的合成
间接测量结果与误差的传递
一组直接测量量 x，y，z 微小变量分别为 dx，dy，dz 不确定度分别为 x，y， z 测量量以下标表示 间接测量结果为 N f (x, y, z,)
2019-9-13
谢谢观赏
32
2.2.3 间接测量结果不确定度的合成
“不确定度限值”，统称为仪器误差限值。
2019-9-13
谢谢观赏
28
2.2.2 直接测量结果的不确定度
仪器误差限值 仪
指在正确使用仪器的条件下，仪器示值与 被测量真值之间可能产生的最大误差的绝对值。
一般包含系统误差和随机误差两种成分。
常见的仪器误差限值见后表。
2019-9-13
谢谢观赏
29
仪器种类
本书约定： t 1
A
n
(Xi X )2
i 1
n(n 1)
2019-9-13
谢谢观赏
27
2.2.2 直接测量结果的不确定度
B类不确定度的估计
B 是用非统计方法评定的不确定度的分量，
大学物理ppt课件
静电场中的电势
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
大学物理ppt课件
目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
在静电场中，电势是一个相对量，它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中，不 同位置的电势不同，但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场，可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量，其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同，其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量，其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代，当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度，约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪，当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的，它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
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目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析， 例如牛顿第二定律、胡克定律等，需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验，准备相应的实验装置和器材 ，掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论，理解实验原理 和结论，并与理论进行比较和验证。
《大学物理实验》PPT课件-90页PPT资料
物理学是一门实验科学，物理实验在物理学 的产生、发展和应用过程中起到重要的作用。 物理学重大发现深刻影响着我们的生活，X射 线、核磁共振、核能、激光、信息技术……
1901年诺贝尔物理学奖 ——X射线的发现 伦琴
1901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学 家伦琴（Willhelm Konrad Rotgen，1845— 1923）以表彰他在1895年发现的X射线。1895年，物理学已 经有了相当的发展，它的几个主要部门--牛顿力学、热 力 学和分子运动论、电磁学和光学，都已经建立了完整的理论， 在应用上也取得 了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理 学已经发展到顶了，以后的任务无非是在细节上作些补充和 修正而已，没有太多的事情好做了。 正是由于X射线的发现 唤醒了沉睡的物理学界。它像一声春雷，引发了一系列重大 的发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而 揭开了现代物理学的序幕。
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱 塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英 文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。 意思是"通过受激发射光扩大"。激光的英文全名 已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年 按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射” 改称“激光”。激光应用很广泛，主要有激光打 标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、 激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激 光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激 光灭蚊器等等。
伟大的发现，巨大的应用！
仅与X射线研究有关的诺贝尔物理、化学、生物 医学就有15项，其中物理学奖就有7项。它们分 别是居里夫妇的放射性的发现（1903年），布拉 格父子的X射线分析晶体结构（1915年），巴拉 克的元素的标识伦琴辐射的发现（1917年），西 格班的X射线的光谱学研究（1924年），康普顿 的X射线散射（1927年）及戴维逊和汤姆逊的X射 线的电子衍射（1937年)。化学3项，它们分别利 用X射线获取化合物、晶体的结构数据和信息。 生物医学奖5项，它们分别是X射线人工诱变， DNA结构的发现和破译，重要用途药物的晶体结 构、X射线层析三维立体成像技术（CT）。
1901年诺贝尔物理学奖 ——X射线的发现 伦琴
1901年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学 家伦琴（Willhelm Konrad Rotgen，1845— 1923）以表彰他在1895年发现的X射线。1895年，物理学已 经有了相当的发展，它的几个主要部门--牛顿力学、热 力 学和分子运动论、电磁学和光学，都已经建立了完整的理论， 在应用上也取得 了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理 学已经发展到顶了，以后的任务无非是在细节上作些补充和 修正而已，没有太多的事情好做了。 正是由于X射线的发现 唤醒了沉睡的物理学界。它像一声春雷，引发了一系列重大 的发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而 揭开了现代物理学的序幕。
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱 塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英 文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。 意思是"通过受激发射光扩大"。激光的英文全名 已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年 按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射” 改称“激光”。激光应用很广泛，主要有激光打 标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、 激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激 光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激 光灭蚊器等等。
伟大的发现，巨大的应用！
仅与X射线研究有关的诺贝尔物理、化学、生物 医学就有15项，其中物理学奖就有7项。它们分 别是居里夫妇的放射性的发现（1903年），布拉 格父子的X射线分析晶体结构（1915年），巴拉 克的元素的标识伦琴辐射的发现（1917年），西 格班的X射线的光谱学研究（1924年），康普顿 的X射线散射（1927年）及戴维逊和汤姆逊的X射 线的电子衍射（1937年)。化学3项，它们分别利 用X射线获取化合物、晶体的结构数据和信息。 生物医学奖5项，它们分别是X射线人工诱变， DNA结构的发现和破译，重要用途药物的晶体结 构、X射线层析三维立体成像技术（CT）。
密立根油滴实验大学物理实验ppt课件
'
1 a pb
16
• b为修正常数，b = 8.22×10-3m·Pa，p为
大气压强（单位是Pa），a为未修正过的油 滴半径。则修正后油滴半径用为
a
9v 2g
1
1 b
pa
17
• 对于匀速运动的油滴，其下降的距离、所
需时间和速度之间的关系为
v l t
18
实验原理
3/ 2
q
18
2 pg
t
l
(1
b
)
d V
pa
19
数据记录及处理
(1) 数据处理方法： 已知：
油的密度 ρ = 981 kg/m3 重力加速度 g = 9.797 m / s2 空气的粘滞系数 η = 1.83×10-5 kg /m·s 油滴下降距离 l = 2.00×10-3 m 常数 b = 8.22×10-3m·Pa 大气压 P = 1.013×105Pa 平行极板距离 d = 5.00×10-3 m
29
实验注意事项
(4) 喷油时功能键K2应置于“平衡”处，调 节两电极板间电压在150-200V之间。 (5) 喷雾时喷雾器应竖拿,食指赌住气孔,对 准油雾室的喷雾口,轻轻喷入少许（喷1-2下） 即可；喷油太多，易堵塞上电极板中的落 油孔。 (6) 喷油后，喷雾器应竖立放置。
30
实验注意事项
(7) 喷油后应将风口盖住，以防止空气流动 对油滴的影响。 (8) 注意跟踪油滴，随时调节显微镜镜筒， 不断校准平衡电压,发现平衡电压有明显改 变,则应放弃测量，或作为一颗新油滴重新 测量； (9) 选择平衡电压80-300V左右，下降2mm 时间8-30s的油滴。 (10) 严禁打开油滴盒盖，以免触电。
1 a pb
16
• b为修正常数，b = 8.22×10-3m·Pa，p为
大气压强（单位是Pa），a为未修正过的油 滴半径。则修正后油滴半径用为
a
9v 2g
1
1 b
pa
17
• 对于匀速运动的油滴，其下降的距离、所
需时间和速度之间的关系为
v l t
18
实验原理
3/ 2
q
18
2 pg
t
l
(1
b
)
d V
pa
19
数据记录及处理
(1) 数据处理方法： 已知：
油的密度 ρ = 981 kg/m3 重力加速度 g = 9.797 m / s2 空气的粘滞系数 η = 1.83×10-5 kg /m·s 油滴下降距离 l = 2.00×10-3 m 常数 b = 8.22×10-3m·Pa 大气压 P = 1.013×105Pa 平行极板距离 d = 5.00×10-3 m
29
实验注意事项
(4) 喷油时功能键K2应置于“平衡”处，调 节两电极板间电压在150-200V之间。 (5) 喷雾时喷雾器应竖拿,食指赌住气孔,对 准油雾室的喷雾口,轻轻喷入少许（喷1-2下） 即可；喷油太多，易堵塞上电极板中的落 油孔。 (6) 喷油后，喷雾器应竖立放置。
30
实验注意事项
(7) 喷油后应将风口盖住，以防止空气流动 对油滴的影响。 (8) 注意跟踪油滴，随时调节显微镜镜筒， 不断校准平衡电压,发现平衡电压有明显改 变,则应放弃测量，或作为一颗新油滴重新 测量； (9) 选择平衡电压80-300V左右，下降2mm 时间8-30s的油滴。 (10) 严禁打开油滴盒盖，以免触电。
《大学物理实验》课件
拓展实验内容
在现有基础上，可以进一步拓展 实验内容，增加更多的物理量和 测量方法，以丰富学生的实践经 验。同时，可以引入现代科技手 段，如虚拟仿真技术等，提高实 验的趣味性和互动性。
加强实验教学管理
加强实验教学管理是提高教学质 量的重要保障。可以进一步完善 实验教学制度、加强实验教学评 估和反馈机制等措施，以提高实 验教学水平和管理效率。
实验操作步骤
正确安装和调整实验器材，确保 其处于良好的工作状态。
对于实验中出现的异常情况应及 时处理和记录。
根据实验步骤逐步进行操作，并 注意观察和记录数据。
在操作过程中注意安全，遵守实 验规则和仪器使用规范。
实验后数据处理
对实验数据进行整理和分 1
析，确保其准确性和可靠 性。
4
根据实验结果撰写实验报 告，并总结实验的经验和 教训。
析实验数据，培养了他们的科学素养和实践能力。
03
团队协作精神增强
在实验过程中，学生们需要相互协作、共同完成实验任务。这种团队协
作的精神不仅有助于提高实验效率，还能够增强学生们的沟通和合作能
力。
实验改进与展望
优化实验方案
针对本实验的不足之处，可以进 一步优化实验方案，提高实验的 精度和可靠性。例如，改进实验 器材、优化测量方法等措施可以 提高数据的准确性和可靠性。
实验操作流程回顾
实验的操作流程包括实验前的准备、实验操作、数据记录与处理以及实验报告的撰写。学生们在实验过程中表现出了 良好的实验素养，能够按照规定的步骤进行操作，并准确记录数据。
实验数据与结论分析
通过对实验数据的分析，学生们能够得出符合预期的结论，验证了实验原理和公式的正确性。同时，学 生们还能够根据实验结果进行误差分析和讨论，提高了对实验结果的认识和理解。
大学物理实验报告ppt课件
(dm2 dn2 )
dm2
d
2 n
2
0.2 589 .3
2
1 30 .0 2
0.12 0.12
0 .22
2
60 .90
1 .15 10 7 2 .22 10 5 1 .31 10 5
0 .0060
R
R
R R
861 0 .0060
（6 mm ）
R R R （ 861 6） m精m选PPT课件
精选PPT课件
24
宇宙引力波的测量
激光干涉仪最令人感兴趣的应用
之一也许是对引力波的测定。爱因
斯坦曾推测，诸如星体爆炸，黑洞
撞击和宇宙“最初”的大碰撞之类
的强烈天文事件可能形成引力波。
但由于这种波如果存在的话也非常
弱，因此，几十年来从未能探测到，
也无法确定其是否存在。
精选PPT课件
25
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
dm
1 0 .2 8 3 1 0 .2 0 2 1 0 .0 9 2 9 .9 9 0 9 .8 8 5
n
20
19
18
17
16
右
2 0 .6 6 5 2 0 .7 4 9 2 0 .8 2 5 2 0 .9 1 0 2 0 .9 8 9
左
2 7 .3 8 9 2 7 .3 0 0 2 7 .2 2 8 2 7 .1 4 7 2 7 .0 6 0
17
八、问题讨论
1、本实验是用什么方法处理数据的？此法 有何优点？
答：是用逐差法处理数据的。优点为：可 以充分利用数据，体现出多次测量的优 点，减小了测量误差。
精选PPT课件
大学物理实验课件
自由落体实验
01
实验步骤
02
1. 准备实验器材，包括计时器、尺子等。
2. 将物体从一定高度释放。
03
自由落体实验
01
02
03
3. 开始计时，记录物体 落地所需的时间。
4. 改变高度，重复实验 。
实验结果：通过实验数 据，分析自由落体的加 速度与高度和时间的关
系。
牛顿第二定律实验
实验目的
研究加速度与力和质量的关系，验证牛顿第二定律。
注意实验器材和设备的保 养与维护，确保其正常运 行。
实验结束后，应按照要求 关闭电源、水源、气源等 ，并整理好实验器材和设 备。
ABCD
在实验过程中，要时刻关 注实验数据和现象，发现 异常情况应及时处理。
对于有毒、有害、易燃、 易爆的实验物品，应妥善 保管，并严格按照规定进 行操作。
实验事故处理与预防
大学物理实验PPT课 件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 实验课程介绍 • 实验基础知识 • 实验项目 • 实验数据处理与结果分析 • 实验安全与注意事项
01
实验课程介绍
实验课程的目的和意义
培养实验技能
通过物理实验，学生可以掌握实验操作技能 ，提高动手能力。
03
实验结果：通过实验数据，分析加速度、作用力和 质量的关系，验证牛顿第二定律。
01
实验数据处理与结 果分析
数据处理方法
平均值法
对多次测量的数据求平均值，以减小随机误 差。
中位数法
将所有数据按大小顺序排列，取中间的数值 作为结果，适用于异常值较多时。
差分法
通过计算相邻测量值的差值，消除系统误差 ，提高测量精度。
《大学物理实验》PPT课件
52
4.偶然误差的估算 标准差
任何测量都不可能做无限次，
只能是有限次。如对 x 量测量 了n 次得一 测量列 {x1 . X2---xn},由测量列决定的标准差为：
sx
(x xi )2 n1
可作为偶然误差的估算。
h
53
当测量次数趋于无穷时有
( x)2
n
lim Sx
lim (x xi )2 (n 1)
近似值X：是对真值的近似描述，与测 量量所用的理论方法及仪器有关。
误差：
EX或 E X100%
是评价测量值准确与否的客观标准。
h
30
2. 误差的种类
系统误差 偶然误差 过失误差
h
31
仪器误差
天平不等臂所造成的
系统误差
h
32
aA
bB
O
a A
b
B
不偏心时，由于
a a ，b 所b 以
可用弧长反映角度的
大小。
由于偏心，使之用弧
长反映角度 时产
生的系统误差。如：
A A B 这B 是 由偏心
造成的。
h
33
理论 由于理论推导中的近似,产生的
系统误差
如： B n I 0 螺线管为无限长，管壁磁漏可
忽略。
h
34
公式 h 1（g忽t 2略了空气阻力等）
2
意大利科学 家伽利略在比 萨斜塔上做的
铁球落地实验 。两个不同重 量的铁球从高 处落下，同时 着地。说明理 论在一般情况 下都能较准确 地反映物体真 实的运动规律
测量中表现出确定的规律即统计规
律。可用来对偶然误差的影响程度
作出客观的评价。
h
大学物理力学ppt课件
02
非线性物理力学的研究对象与 方法
03
非线性物理力学的应用领域与 发展趋势
混沌现象与分形几何在物理力学中应用
01
02
03
混沌现象的基本概念与 原理
分形几何在物理力学中 的应用
混沌现象与分形几何在 物理力学中的联系与区
别
量子物理力学发展前沿
量子物理力学的基本概念与原理 量子物理力学的研究对象与方法 量子物理力学的发展前沿与未来趋势
E=mc^2，表示物体的能量与其质量成正比，其中c为光速。
02
能量与质量的等价性
质能方程揭示了能量与质量的等价性，即能量可以转化为质量，质量也
可以转化为能量。
03
核反应中的质量亏损与能量释放
在核反应中，反应前后的质量差乘以光速的平方即为释放的能量。
广义相对论简介
01
等效原理
在局部区域内，无法 区分均匀引力场和加 速参照系中的物理效 应。
感谢观看
02
时空弯曲
物质的存在会导致时 空的弯曲，物体的运 动轨迹受弯曲时空的 影响。
03
引力波
加速运动的物体会辐 射引力波，引力波是 时空弯曲中的涟漪效 应。
04
黑洞与宇宙学
广义相对论预言了黑 洞的存在，并为宇宙 学提供了理论框架。
06
现代物理力学进展与应用
Chapter
非线性物理力学概述
01
非线性物理力学的基本概念与 原理
应用场景
解释飞机升力、喷雾器原理、虹吸现象等。
注意事项
仅适用于不可压缩、无粘性的理想流体，且流动必须是定常的。
黏性现象与斯托克斯定律
01
黏性现象
流体内部由于分子间相互作用而 产生的内摩擦力，表现为流动阻 力。
大学物理实验用扭摆法测定物体转动惯量ppt课件
内容介绍
1，背景介绍 2，实验原理 3，仪器介绍 4，操作指南 5，数据处理要求
一、背景介绍
转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度， 是表明刚体特性的一个物理量。刚体转动 惯量除了与物体的质量有关外，还与转轴 的位置和质量分布（即形状、大小和密度 分布）有关。如果刚体形状简单，且质量 分布均匀，可以直接计算出它绕特定轴的 转动惯量。对于形状复杂，质量分布不均 匀的刚体，计算将极为复杂，通常采用实 验方法来测定。例如机械部件，电动机转 子和枪炮的弹丸等。
性：角加速度与角位移成正比，且方向相 反。此方程的解为：
式中，A为谐振动的角振幅，为相位角，ω 为角速度，此简谐振动周期为：
（3）
由式中（3）可知，如果实验测得物体扭摆 周期T，并且转动惯量I和弹簧扭转常数K两 个量中一个为已知，则可计算出另一个量。
实验中，用一个几何形状规则的物体（塑料圆柱 体），其转动惯量是根据质量和几何尺寸用理论 公式直接计算出来，再由实验数据计算出K值。 （K值保持不变的条件：转角θ≈ 左右 逆时转 动。）
三、尺，卷尺测定各种物体的外形尺 寸，用物理天平测出相应质量。
2，根据扭摆仪上气泡水平仪，通过调节底脚 螺钉使顶面水平。
3，将金属载物盘卡紧在扭摆仪垂直轴上，调 整挡光杆位置和光电门位置，测出其摆动 周期 。
4，将塑料圆柱放在载物盘上，测出摆动周期 （先计算出塑料圆柱的转动惯量理论值） 根据公式求出K值及金属载物盘的转动惯 量。
五、实验数据
数据处理要求
•填充和处理数据表格。 •要求写出金属细杆计算过程及不
确定度推导计算过程。并写出完 整的结果表达式。 •对平行轴定理的实验内容给出必 要的结论．
5，取下塑料圆柱，在载物盘上放上金属圆 筒，测出摆动周期 。
1，背景介绍 2，实验原理 3，仪器介绍 4，操作指南 5，数据处理要求
一、背景介绍
转动惯量是刚体转动时惯性大小的量度， 是表明刚体特性的一个物理量。刚体转动 惯量除了与物体的质量有关外，还与转轴 的位置和质量分布（即形状、大小和密度 分布）有关。如果刚体形状简单，且质量 分布均匀，可以直接计算出它绕特定轴的 转动惯量。对于形状复杂，质量分布不均 匀的刚体，计算将极为复杂，通常采用实 验方法来测定。例如机械部件，电动机转 子和枪炮的弹丸等。
性：角加速度与角位移成正比，且方向相 反。此方程的解为：
式中，A为谐振动的角振幅，为相位角，ω 为角速度，此简谐振动周期为：
（3）
由式中（3）可知，如果实验测得物体扭摆 周期T，并且转动惯量I和弹簧扭转常数K两 个量中一个为已知，则可计算出另一个量。
实验中，用一个几何形状规则的物体（塑料圆柱 体），其转动惯量是根据质量和几何尺寸用理论 公式直接计算出来，再由实验数据计算出K值。 （K值保持不变的条件：转角θ≈ 左右 逆时转 动。）
三、尺，卷尺测定各种物体的外形尺 寸，用物理天平测出相应质量。
2，根据扭摆仪上气泡水平仪，通过调节底脚 螺钉使顶面水平。
3，将金属载物盘卡紧在扭摆仪垂直轴上，调 整挡光杆位置和光电门位置，测出其摆动 周期 。
4，将塑料圆柱放在载物盘上，测出摆动周期 （先计算出塑料圆柱的转动惯量理论值） 根据公式求出K值及金属载物盘的转动惯 量。
五、实验数据
数据处理要求
•填充和处理数据表格。 •要求写出金属细杆计算过程及不
确定度推导计算过程。并写出完 整的结果表达式。 •对平行轴定理的实验内容给出必 要的结论．
5，取下塑料圆柱，在载物盘上放上金属圆 筒，测出摆动周期 。
大学物理实验ppt课件
V VR V A R I I VR V A VR I I I
V R I V V I R IV IR
其特点是
增加测量次数不能减少， 只能从方法、理论、仪器等方 面的改进与修正来实现。表现 出恒偏大、恒偏小或周期性的 特点。
系差分类（按其可掌握程度分）：
已定系差：指误差取值的变化规律及其符号 和绝对值都能确切掌握的误差分量。 修正公式为：已修正结果=测量值（或平均 值）-已定系差
教学实验是以传授知识、培养人才为 目的。其目标不在于探索，而在于培养学 生未来进行探索的基本能力。教学实验都 是理想化了的，排除了次要干扰因素，经 过精心设计准备，是一定能成功的。尽管 如此，教学实验的地位仍然是非常重要的。 因为教学实验担负着培养学生科学素质的 任务。
学生的任务主要是积累知识、提高能力和培 养素质。某种意义上说，不管学生自己是否 意识到，实际都在建造自己通向未来事业高 峰的阶梯。每个人建造阶梯的过程和结果取 决于诸多主客观因素，会有所不同。无论如 何总以明确目标自觉行动为先。
仪器误差
天平不等臂所造成的 系统误差
a A
a A
O
b
B
b
B
不偏心时，由于 ，所以 aa bb 可用弧长反映角度的 大小。
由于偏心，使之用弧长 反映角度 时产 生的系统误差。如： 这是由偏心 AABB 造成的。
理论
由于理论推导中的近似,产生的 系统误差
如：
B 0 nI
x x 的概率为 0.683
x x 到区间
测量列的随机误差估计
对于n次测量的测量列 xi ，测量值的误差可表示 为 i xi x ，通常称其为残差。其对应的标准误差 x 可用下列贝塞尔公式估算为：
V R I V V I R IV IR
其特点是
增加测量次数不能减少， 只能从方法、理论、仪器等方 面的改进与修正来实现。表现 出恒偏大、恒偏小或周期性的 特点。
系差分类（按其可掌握程度分）：
已定系差：指误差取值的变化规律及其符号 和绝对值都能确切掌握的误差分量。 修正公式为：已修正结果=测量值（或平均 值）-已定系差
教学实验是以传授知识、培养人才为 目的。其目标不在于探索，而在于培养学 生未来进行探索的基本能力。教学实验都 是理想化了的，排除了次要干扰因素，经 过精心设计准备，是一定能成功的。尽管 如此，教学实验的地位仍然是非常重要的。 因为教学实验担负着培养学生科学素质的 任务。
学生的任务主要是积累知识、提高能力和培 养素质。某种意义上说，不管学生自己是否 意识到，实际都在建造自己通向未来事业高 峰的阶梯。每个人建造阶梯的过程和结果取 决于诸多主客观因素，会有所不同。无论如 何总以明确目标自觉行动为先。
仪器误差
天平不等臂所造成的 系统误差
a A
a A
O
b
B
b
B
不偏心时，由于 ，所以 aa bb 可用弧长反映角度的 大小。
由于偏心，使之用弧长 反映角度 时产 生的系统误差。如： 这是由偏心 AABB 造成的。
理论
由于理论推导中的近似,产生的 系统误差
如：
B 0 nI
x x 的概率为 0.683
x x 到区间
测量列的随机误差估计
对于n次测量的测量列 xi ，测量值的误差可表示 为 i xi x ，通常称其为残差。其对应的标准误差 x 可用下列贝塞尔公式估算为：
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本1.2次测课量结主果要的内评价容：不确定度
课程简介
课程意义与目的 课程安排与考核办法 上课基本程序与要求
知识学习
1.1 测量与误差 1.2 测量结果的评价：
不确定度
自学内容 实验数据处理方法
课1.1程测简量介与误差
课程简介
课程意义与目的 课程安排与考核办法 上课基本程序与要求
保持有 效位数
在单位换算时，有效位数要保持不变。 科学计数法时，有效位数要保持不变。
200.0nm 2.000107 m
练习：报告第19（5）、20题
有效数字的运算
1.1 测量与误差 4、有效数字的运算规则
加减法有效数字运算：计算结果的有效末位，应和 参与运算各量的尾数位最高的取齐。
5.286 + 32.5
课1.1程测安量排与误差
课程简介
课程意义与目的 课程安排与考核办法 上课基本程序与要求
课程安排：
时间：一年。 学分： 3.0学分。 安排：共16个实验，每个实验3课时。
第一学期：8个实验（包含绪论）。 第二学期：8个操作实验。
考核
1课.1 程测量考与核误差
课程考核：独立设课，必修。成绩按百分计。 期末总成绩：该学期8个实验的平均分。 单个实验的成绩：
按产生误差的原因和误差所表现出的性质分为三 类：
系统误差
1.1 测量与误差 1、系统误差： 定义：在对同一被测量的多次测量过程中
绝对值和符号保持恒定 或随测量条件的改变而按确定的规律变化的误差分量
产生原因：
系统误差的处理方法
1.1 测量与误差 对系统误差应： 对系统误差的处理方法：
80%以上奖给了实验物理学家。20% 的奖中很多是实验和理论物理学家 分享的。
实验成果可很快得奖，而理论成果 要经过至少两个实验的检验。
有的建立在共同实验基础上的成果 可以连续几次获奖。
课1.程1 测目量的与误差
学习实 学习物理实验知识和设计思想，掌握和理解 验知识 物理理论。 培养实 正确使用仪器、实验现象的初步分析判断， 验能力 正确记录和处理实验数据等。 提高实 培养实事求是的科学作风，严肃认真的工作 验素养 态度，团结协作和爱护公物的优良品德。
随机误差
1.1 测量与误差
2、 随机误差——δ 定义：在相同条件下对同一物理量进行多次重复测量：
即使系统误差减小到最小程度之后，测量值仍会出现一些 难以预料和无法控制的起伏。
而且测量值误差的绝对值和符号在随机变化着。
产生原因：
环境原因 人为原因 仪器因素
课后写报告
40分
1课.1 程测量考与核误差
考核之“旷课处理规定”：
旷课一次:总成绩最高为及格。 旷课二次:总成绩为不及格。
物理实验课请假及补课规定
凡请假者，请持本院盖章的证明（请病假，也可 持医院盖章的病假条）。事后应主动联系补课。
凡无故旷课者，一律不补课，成绩按前面的旷课 规定处理。
1.1 测量与误差
关于误差的几点说明：
△x 是可正、可负的量，△x绝对值愈小，说明
测量值越接近真值。此时，我们说测量结果愈 准确。 误差存在于一切测量的始终。 误差可以减少，但不能完全消除。 不必一味地为减少误差而选择过于精确的仪器 和方案。
误差分类
1.1 测量与误差
四、误差的分类
37.786 = 37.8
乘除法
1.1 测量与误差
乘除法有效数字的运算：
诸量相乘（除）后其积（商）所保留的有效数字， 只须与诸因子中有效数字最少的一个相同。
4.178
×
10.1
4178
4178
421978=42.2
练习：报告第21题
误差
Байду номын сангаас
1.1 测量与误差
三、误差
1. 误差的定义： 测量值与真值(或约定真值)之差称为测量误差。
课程意义：高等理工科院校必修基础课程
伽利略把实验和逻辑引入物理学,使之最终成为一门科学。 经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。 近代物理学是从实验事实与经典物理学的矛盾中发展起来的。 很多技术科学是从物理学的分支中独立出去的。
课1.1程测简量介与误差
课程意义：
以诺贝尔物理学奖为例——
预习
20分
加起来
操作
40分
报告
40分
旷课
上1.1课测基量本与程误序差及基本要求：
1
填写预习报告， 否则不允许做实验
实验前预习
20分
2
按学号排座. 严禁抄或编数据 老师签字（做完
数据后） 整理仪器
在实验室操作
40分
3
交报告（课后第 三天交） 勿迟交. 照抄0分 取回报告：课代 表提前2-3天抱回报 告以便下次预习.
按测量方式、测量条件异同来分类：
条件：环境.人 员.仪器.方法等
测量数值包含的三层信息
1.1 测量与误差 3.测量值包含三层必要信息：
有效数字
1.1 测量与误差
二、有效数字（B:p10）
1、有效数字的组成 测量值 = 读数值(有效数字)+单位 有效数字＝可靠数字＋可疑数字（一位）
2、有效数字的读取
1.1 测量与误差
知识学习
1.1 测量与误差 1.2 测量结果的评价：
不确定度
1.1 测量与误差
一、测量(B:P3)
1. 测量定义：
用合适的工具或仪器 通过科学的方法 将被测物理量与选作标准单位的同类物理量进行比较
的过程。其比值即为被测物理量的测量值。
测量的分类
1.1 测量与误差 2.测量的分类：
绝对误差：反映误差本身的大小
x x x0 （x0是真值）
相对误差：反映误差的严重程度
E x 100% x0
约定真值
1.1 测量与误差 2、约定真值：
被测量的真值只是一个理想的概念，对测量者来说真值 一般是不知道的.在实际测量中常用以下几种量值代替真值， 称为约定真值。
误差的几点说明
例：用毫米分度的米尺测一物体的长度：
15.2 15.0
5 10 15 20 5 10 15 20
有效数字的几点说明
1.1 测量与误差 3、关于有效数字的几点说明：
“0” 是 非零数字之间或之后的“0”都是有效数字； 否有效 第一位非零数字之前的“0”不是有效数字
有效位 数意义
数值的有效位数，能反映测量所用仪器以及 测量方法。如1.3500cm肯定不是米尺测,可 能螺旋测微器，而1.35cm则可能米尺
课程简介
课程意义与目的 课程安排与考核办法 上课基本程序与要求
知识学习
1.1 测量与误差 1.2 测量结果的评价：
不确定度
自学内容 实验数据处理方法
课1.1程测简量介与误差
课程简介
课程意义与目的 课程安排与考核办法 上课基本程序与要求
保持有 效位数
在单位换算时，有效位数要保持不变。 科学计数法时，有效位数要保持不变。
200.0nm 2.000107 m
练习：报告第19（5）、20题
有效数字的运算
1.1 测量与误差 4、有效数字的运算规则
加减法有效数字运算：计算结果的有效末位，应和 参与运算各量的尾数位最高的取齐。
5.286 + 32.5
课1.1程测安量排与误差
课程简介
课程意义与目的 课程安排与考核办法 上课基本程序与要求
课程安排：
时间：一年。 学分： 3.0学分。 安排：共16个实验，每个实验3课时。
第一学期：8个实验（包含绪论）。 第二学期：8个操作实验。
考核
1课.1 程测量考与核误差
课程考核：独立设课，必修。成绩按百分计。 期末总成绩：该学期8个实验的平均分。 单个实验的成绩：
按产生误差的原因和误差所表现出的性质分为三 类：
系统误差
1.1 测量与误差 1、系统误差： 定义：在对同一被测量的多次测量过程中
绝对值和符号保持恒定 或随测量条件的改变而按确定的规律变化的误差分量
产生原因：
系统误差的处理方法
1.1 测量与误差 对系统误差应： 对系统误差的处理方法：
80%以上奖给了实验物理学家。20% 的奖中很多是实验和理论物理学家 分享的。
实验成果可很快得奖，而理论成果 要经过至少两个实验的检验。
有的建立在共同实验基础上的成果 可以连续几次获奖。
课1.程1 测目量的与误差
学习实 学习物理实验知识和设计思想，掌握和理解 验知识 物理理论。 培养实 正确使用仪器、实验现象的初步分析判断， 验能力 正确记录和处理实验数据等。 提高实 培养实事求是的科学作风，严肃认真的工作 验素养 态度，团结协作和爱护公物的优良品德。
随机误差
1.1 测量与误差
2、 随机误差——δ 定义：在相同条件下对同一物理量进行多次重复测量：
即使系统误差减小到最小程度之后，测量值仍会出现一些 难以预料和无法控制的起伏。
而且测量值误差的绝对值和符号在随机变化着。
产生原因：
环境原因 人为原因 仪器因素
课后写报告
40分
1课.1 程测量考与核误差
考核之“旷课处理规定”：
旷课一次:总成绩最高为及格。 旷课二次:总成绩为不及格。
物理实验课请假及补课规定
凡请假者，请持本院盖章的证明（请病假，也可 持医院盖章的病假条）。事后应主动联系补课。
凡无故旷课者，一律不补课，成绩按前面的旷课 规定处理。
1.1 测量与误差
关于误差的几点说明：
△x 是可正、可负的量，△x绝对值愈小，说明
测量值越接近真值。此时，我们说测量结果愈 准确。 误差存在于一切测量的始终。 误差可以减少，但不能完全消除。 不必一味地为减少误差而选择过于精确的仪器 和方案。
误差分类
1.1 测量与误差
四、误差的分类
37.786 = 37.8
乘除法
1.1 测量与误差
乘除法有效数字的运算：
诸量相乘（除）后其积（商）所保留的有效数字， 只须与诸因子中有效数字最少的一个相同。
4.178
×
10.1
4178
4178
421978=42.2
练习：报告第21题
误差
Байду номын сангаас
1.1 测量与误差
三、误差
1. 误差的定义： 测量值与真值(或约定真值)之差称为测量误差。
课程意义：高等理工科院校必修基础课程
伽利略把实验和逻辑引入物理学,使之最终成为一门科学。 经典物理学规律是从实验事实中总结出来的。 近代物理学是从实验事实与经典物理学的矛盾中发展起来的。 很多技术科学是从物理学的分支中独立出去的。
课1.1程测简量介与误差
课程意义：
以诺贝尔物理学奖为例——
预习
20分
加起来
操作
40分
报告
40分
旷课
上1.1课测基量本与程误序差及基本要求：
1
填写预习报告， 否则不允许做实验
实验前预习
20分
2
按学号排座. 严禁抄或编数据 老师签字（做完
数据后） 整理仪器
在实验室操作
40分
3
交报告（课后第 三天交） 勿迟交. 照抄0分 取回报告：课代 表提前2-3天抱回报 告以便下次预习.
按测量方式、测量条件异同来分类：
条件：环境.人 员.仪器.方法等
测量数值包含的三层信息
1.1 测量与误差 3.测量值包含三层必要信息：
有效数字
1.1 测量与误差
二、有效数字（B:p10）
1、有效数字的组成 测量值 = 读数值(有效数字)+单位 有效数字＝可靠数字＋可疑数字（一位）
2、有效数字的读取
1.1 测量与误差
知识学习
1.1 测量与误差 1.2 测量结果的评价：
不确定度
1.1 测量与误差
一、测量(B:P3)
1. 测量定义：
用合适的工具或仪器 通过科学的方法 将被测物理量与选作标准单位的同类物理量进行比较
的过程。其比值即为被测物理量的测量值。
测量的分类
1.1 测量与误差 2.测量的分类：
绝对误差：反映误差本身的大小
x x x0 （x0是真值）
相对误差：反映误差的严重程度
E x 100% x0
约定真值
1.1 测量与误差 2、约定真值：
被测量的真值只是一个理想的概念，对测量者来说真值 一般是不知道的.在实际测量中常用以下几种量值代替真值， 称为约定真值。
误差的几点说明
例：用毫米分度的米尺测一物体的长度：
15.2 15.0
5 10 15 20 5 10 15 20
有效数字的几点说明
1.1 测量与误差 3、关于有效数字的几点说明：
“0” 是 非零数字之间或之后的“0”都是有效数字； 否有效 第一位非零数字之前的“0”不是有效数字
有效位 数意义
数值的有效位数，能反映测量所用仪器以及 测量方法。如1.3500cm肯定不是米尺测,可 能螺旋测微器，而1.35cm则可能米尺