《普通物理实验》教学大纲说明课程性质本课程是三年制高等师范专科学校物理教育专业必修的基础实验课，它与普通物理理论课既有紧密联系，又相互独立，是一门独立设置的专业基础课。

教学目的通过本课程的学习，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。

在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到系统的训练，加深对物理学基本概念和基本规律的理解和掌握，培养良好的科学素质、创新精神和实践能力。

教学内容1、力学实验2、热学实验3、电磁学实验4、光学实验36×4=144学时实验室分组操作，教师巡回指导。

绪论、测量误差与数据处理教学要点1、普通物理实验的地位与作用。

2、测量误差与数据处理基础知识。

3、物理实验操作规则。

教学内容（一）基础物理实验的地位和作用及实验课的目的。

（二）误差和数据处理基础知识1、测量与误差的基本概念2、误差的处理3、有效数字及其运算4、测量结果的评定和不确定度5、数据处理的几种常用方法（三）实验报告基本要求和内容。

（四）力学、热学实验基本仪器。

考核要求1、理解普通物理实验的地位与作用。

2、掌握误差和数据处理基础知识。

3、知道物理实验操作规则。

一、力学实验实验一物体密度的测定实验目的1、掌握测定规则物体密度的一种方法。

2、掌握游标卡尺、螺旋测微器、物理天平的正确使用方法。

3、理解误差和有效数字的概念，并能正确地表示测量结果。

实验内容1、规则物体密度的测定2、用静力称衡法测量不规则固体的密度3、用静力称衡法测量液体的密度4、用比重瓶测量液体的密度实验仪器物理天平，游标卡尺，螺旋测微器，烧杯，比重瓶，定容瓶，温度计。

被测物：规则固体（金属块圆柱体），不规则物体（石块、玻璃），液体（酒精、盐水等）。

考核要求1、熟练掌握物理天平的调节和正确使用方法。

2、规则物体密度的测定实验二单摆实验目的1、用单摆测量当地的重力加速度g；2、研究摆振动的周期和摆长的关系。

实验内容1、学习用停表、米尺和游标卡尺测量单摆周期和摆长；2、测定当地重力加速度g和其不确定度；3、研究单摆振动和摆长的关系，并利用作图法求重力加速度ɡ值。

实验仪器单摆，米尺，电子秒表，游标卡尺，铁架台。

考核要求1、学会游标卡尺和秒表的使用。

2、掌握用单摆测定重力加速度的方法。

3、研究单摆的周期和摆长，周期和摆角的关系。

4、学习用作图法处理测量数据。

实验三自由落体运动实验目的1、验证自由落体运动方程,理解匀加速直线运动的规律。

3、测定当地重力加速度。

实验内容1、用光电计时器测量时间间隔；2、用光电法测量重力加速度g；3、用逐差法进行数据处理。

实验仪器自由落体实验仪，数字毫秒计，小铁球。

考核要求1、掌握用自由落下的物体测量重力加速度g的原理和方法；2、掌握数字毫秒计的使用方法。

实验四测量滑块的速度和加速度实验目的1、掌握气垫导轨上测量滑块的速度和加速度的一种方法。

2、学习使用气垫导轨和数字毫秒计。

3．测量当地重力加速度。

实验内容1、学习气垫导轨的调平及测量速度和加速度；2、学会利用倾斜气轨测定重力加速度；3、分析和校正实验中的系统误差。

实验仪器气垫导轨，滑块，垫块，遮光框，光电门，数字毫秒计，气源，螺旋测微器，游标卡尺。

考核要求1、掌握使用气垫导轨和光电计时系统测定速度和加速度的原理和方法；2、用倾斜气垫导轨测定重力加速度；3、学会分析和校正实验中的系统误差。

实验五、牛顿第二定律的验证实验目的1、熟悉气垫导轨的构造，掌握正确的调整方法。

2、熟悉用光电测量系统测量短时间的方法。

1、调整光电测量系统和气垫导轨，测定粘性阻尼常量；2、验证质量m一定时，加速度a与外力F成正比；3、验证F一定时，加速度a与质量m成反比。

实验仪器气垫导轨、气源、数字毫秒计、物理天平、游标卡尺、砝码（5g、10g、10g、20g）。

考核要求1、熟悉气垫导轨的构造，掌握其正确的调整和使用方法。

2、熟悉用光电计时系统测量短暂时间的方法。

3、学会测运动物体的速度和加速度。

4、验证牛顿第二定律。

实验六碰撞实验实验目的1、进一步熟悉和掌握气垫导轨和数字毫秒计的使用方法。

2、在气垫导轨上来验证动量守恒定律和机械能守恒定律。

3、加强对弹性碰撞和非弹性碰撞特点的理解。

实验内容1、学习在气垫导轨上验证动量守恒定律；2、求证完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞，碰撞前后的动量和动能变化，及其恢复系数。

实验仪器气垫导轨、数字毫秒计、滑块、物理天平、游标卡尺。

考核要求1、验证动量守恒定律。

2、进一步熟悉气垫导轨的使用方法。

3、用观察法研究弹性和非弹性碰撞的特点。

实验七杨氏模量的测定（伸长法）实验目的1、掌握用光杠杆法测量微小长度的原理和方法。

2、用杨氏弹性模量仪，掌握拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。

1、学习光杠杆装置测量微小长度改变量的原理和调节方法；2、用光杠杆测量金属丝在外力作用下的伸长量；3、练习用逐差法、作图法处理数据，并将两种方法进行比较。

实验仪器杨氏弹性模量仪（含光杠杆、尺度望远镜、砝码），钢卷尺，水准仪，游标卡尺，螺旋测微器。

考核要求1、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。

2、训练正确地调整测量系统的能力。

3、学会用逐差法进行数据处理的方法。

实验八切变模量的测定实验目的1、掌握切变模量和扭摆的基本原理；2、学习用摆动法测量物体的切变模量。

实验内容1、测定金属棒的切变模量，2、计算金属棒的切变模量及不确定度。

实验仪器扭摆、圆环、游标卡尺、螺旋测微计、米尺、周期测定仪。

考核要求1、掌握扭摆法测切变模量的基本原理；2、学习用摆动法测量物体的切变模量。

实验九三线摆实验目的1、掌握三线摆法测定转动惯量的原理和方法。

2、验证平行轴定理。

实验内容1、学习三线摆的原理和调整方法；2、测量三线摆下盘周期，并求出下盘转动惯量；4、验证平行轴定理。

实验仪器三线摆，米尺，游标卡尺，托盘天平，周期测定仪，水准仪、圆环，相同的圆柱体两个。

考核要求1、掌握用三线摆测定转动惯量的原理和方法。

2、验证平行轴定理。

实验十复摆振动的研究实验目的1、测定复摆中心的位置。

2、研究复摆振动周期与质心到支点距离的关系。

3、测定重力加速度、回转半径和转动惯量。

实验内容1、测量复摆不同支点的周期；2、作重心到支点位置与周期的关系图；3、求出复摆的回转半径、转动惯量和当地重力加速度ɡ。

实验仪器复摆、周期测定仪。

考核要求1、研究复摆摆动周期与回转轴到重心距离的关系。

2、测量重力加速度。

实验十一惯性秤实验目的1、了解惯性秤的结构并掌握用惯性秤测定物体质量的原理和方法；2、了解仪器的定标和使用方法。

3、研究重力对惯性秤的影响。

实验内容1、利用周期测定仪测量惯性秤的振动周期；2、学习用作图法对惯性秤定标；3、测量待测物质量，并考查重力对惯性秤的影响惯性秤、周期测定仪、定标用标准质量块（共10块）、待测圆柱体。

考核要求1、掌握用惯性秤测定惯性质量的原理和方法。

2、测定物体的惯性质量，加深对惯性质量和引力质量的理解。

实验十二弦振动的研究实验目的1．观察在弦线上形成的驻波，2．频率不变时，验证横波的波长与弦线中张力的关系。

3．张力不变时，验证横波的波长与波源振动频率的关系。

实验内容1、测量弦的线密度，观察弦振动时形成的驻波；2、测定弦上横波波长与弦长的关系；3、测定弦上横波波长与张力的关系；实验仪器弦振动实验仪，勾码，导线，直流电源。

考核要求1、验证弦线上的横波波长与弦线张力、密度的关系。

2、观察横波所形成的驻波波形，用驻波法测频率。

实验十三声速的测量实验目的1、学会用共振干涉法和位相法测量超声波在空气中的传播速度。

2、学会使用示波器和信号发生器。

3、加强对驻波及振动合成等理论的理解。

实验内容1、学会信号发生器的使用及利用示波器观察波形；2、学习测试系统的调节方法，测定显示波形相邻振幅最大时的位置；3、用分组逐差法测定波长，求出声速，并与空气中声速的理论值比较其误差。

实验仪器声速测量仪、双踪示波器、信号发生器、Q9对接导线3根等。

1、学会用共振干涉法和位相法测量超声波在空气中的传播速度。

2、了解利用电声换能器进行电声转换和测量的方法。

3、从使用角度初步熟悉示波器和音频信号发生器的功能和使用方法。

实验十四液体粘性系数的测量（落球法）实验目的1、依据斯托克斯公式用落球法则测液体的粘性系数；2、了解斯托克斯公式的修正方法；实验内容1、掌握斯托克斯公式的基本原理，及其在实际情况下的修正方法；2、测定恒定温度下油的粘度；3、计算恒定温度下测量值的不确定度，分析实验误差。

实验仪器液体粘滞系数测定仪、直尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、小钢球、比重计、镊子。

考核要求1、用落体法测定液体的粘滞系数。

2、掌握电子天平的调整方法和使用方法。

实验十五液体表面张力系数的测定（拉脱法）实验目的1、学习焦利秤的使用方法。

2、用拉脱法测量液体的表面张力系数，了解液体的表面特性。

实验内容1、学习焦利秤的使用方法；2、利用逐差法测定弹簧的弹性系数；3、测量室温下水的表面张力系数及计算不确定度。

实验仪器焦利秤，金属丝框，砝码，烧杯，游标卡尺，温度计考核要求1、掌握焦利秤的原理和使用方法；2、学会用拉脱法测定室温下水的表面张力系数。

二、热学实验实验一金属线胀系数的测量实验目的1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。

2、测定金属棒的线胀系数。

实验内容1、了解固体长度与温度改变之间的关系；2、学习掌握测微小长度的原理和方法；3、用逐差法求金属棒的线胀系数及其不确定度。

实验仪器热学综合实验平台、金属线膨胀系数测量实验装置、游标卡尺、千分表、待测金属棒。

考核要求掌握利用光杠杆测量微小长度的原理和方法。

实验二温差电偶的定标实验目的1、加深对温差电现象的理解；2、了解温差电偶测温的基本原理和方法；3、了解温差电偶定标基本方法；实验内容1、用万用表测量温差电动势；2、用水的沸点进行定标；3、测量温差电动势与温度的关系。

实验仪器铜—康铜温差电偶、热学实验平台、Pt100控温式传感器加热装置、温差电偶传感器、保温杯。

考核要求1、理解温差电现象；2、了解测量温差电偶电动势的基本原理和方法；实验三金属电阻温度系数的测量1、测量金属电阻不同温度特性。

2、了解金属电阻的结构。

实验内容1、测量金属电阻不同温度特性。

2、描绘金属电阻不同温度特性曲线。

实验仪器热学实验平台、Pt100控温式传感器加热装置、(Pt100)（Cu50）金属电阻传感器、万用表等。

考核要求1、掌握金属电阻不同温度特性。

2、了解金属电阻的结构。

实验三金属电阻温度系数的测量实验目的1、测量金属电阻不同温度特性。