《力学实验》课程教学大纲（本科）

1、力学实验Mechanical Experiment课程代码：01410009学分：1学时：32先修课程：力学适用专业：物理学（师范）教材或实验指导书：普通物理实验，杨述武、赵立竹、沈国土，高等教育出版社，2007.12一、课程性质与课程目标（-）课程性质力学实验是物理专业第一学期开设的基础物理实验，除了起到加深对物理规律认识、培养实验 基本技能的作用外，还应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， 为培养物理学专业的教学骨干或教育科研人才奠定良好的科学实验基础。（二）课程目标课程目标1:通过对力学实验现象的观察、分析和对物理量的测量，学习物理实验知识，加深 对力学原理

2、的理解。能够将数学、物理和物理实验知识用于尝试解决实际工程问题。课程目标2： 了解一些物理量的测量方法，知道如何根据实验要求确定实验方案、选择力学实 验仪器、设备，如何减少实验误差。学会对实验进行误差分析和不确定度评定的基本方法，正确运 用有效数字，学会定性判断和定量估算实验结果的可靠性。课程目标3：培养学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风；培养学生严肃认真的工作态度和主动研究的探索精神；培养学生遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。二、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1实验绪论2综合必做2, 32长度的测量3验证必做1, 2, 33单摆的研究3验证必做

3、1, 2, 34固体和液体密度的测定3验证必做1, 2, 35惯性秤3验证必做1, 2, 36牛顿第二定律3验证必做1, 2, 37动量守恒定律3验证必做1, 2, 38杨氏弹性模量的测定3验证必做1, 2, 39液体粘滞系数的测定3验证必做1, 2, 310刚体转动惯量的测定3验证必做1, 2, 311声速的测定3综合必做1, 2, 3实验1:实验绪论目标与要求：了解物理实验的地位和作用，明确实验的任务和目的，熟悉物理实验课的基本程 序，并了解测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力，其中主要包括下列内容：测 量误差的基本概念；测量不确定度的概念及其计算方法；处理实验数据的一些重要

4、方法，例如列表 法、作图法、逐差法和一元线性回归函数的最小二乘法等。在教学中要注意系统误差的分析，让学 生了解系统误差的消、减方法。实验2：长度的测量目标：1.练习使用测长度的几种常用仪器。2.练习做好记录和计算不确定度。要求：技能训练：米尺的读数方法、游标卡尺的工作原理、螺旋测微计的工作原理、几种长度 测量工具的仪器误差限，多次测量结果的不确定度分析。仪器训练：米尺、游标卡尺、螺旋测微计。实验3：单摆的研究目标：1 .练习使用停表和米尺。2.求出当地中立加速度g。3.分析系统误差的影响。要求：技能训练：停表的读数方法、系统误差分析、单摆测量重力加速度原理。仪器训练：米 尺、停表、单摆。实验4

5、：固体和液体密度的测定目标：1 ,熟悉不同物质密度的测量方法。2.学习物理天平的使用方法。要求：技能训练：静力称衡法测固体密度方法、比重瓶测液体密度方法，系统误差分析。仪器 训练：物理天平、烧杯、比重瓶、温度计。实验5：惯性秤目标：1掌握用惯性称测定物体质量的原理和方法。2.了解仪器的定标和使用。要求：技能训练：惯性称的定标和使用、图解法，讨论仪器的线性测量范围。仪器训练：惯性 称、周期测定仪。实验6：牛顿第二定律目标：1.熟悉气垫导轨的使用方法。2.验证牛顿第二运动定律。要求：技能训练：气垫导轨的使用、牛顿第二运动定律的验证方法，光电门的工作原理、系统 误差的分析与处理、测量结果的不确定度分

6、析。仪器训练：气垫导轨、数字毫秒计。实验7：动量守恒定律目标：1验证动量守恒定律。2.了解完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞的特点。要求：技能训练：用实验验证理论，水平安排光电计时，系统误差的分析与消除。仪器训练： 气垫导轨、数字毫秒计、游标卡尺。知识要点：速度、平均速度、动量守恒。实验8：杨氏弹性模量的测定目标：1.观察金属丝的弹性形变规律，学习静力拉伸法测定杨氏模量。2.掌握光杠杆测量微小长 度变化的原理和方法。3.学会用逐差法处理数据。要求：技能训练|：拉伸法、光杠杆、视差消除。仪器训练：望远镜、光杠杆、螺旋测微计、微 机。知识要点：胡克定律、光杠杆放大法、逐差法处理数据。实验9：液体粘滞系数

7、的测定目标：掌握奥氏粘度计和沉降法测定液体粘滞系数的原理和方法。要求：技能训练：比较法消除误差、沉降法测定液体粘滞系数。仪器训练：奥氏粘度计、量筒、 停表、移液管、洗耳球、游标卡尺。知识要点：泊肃叶公式、斯托克斯定律。实验10:刚体转动惯量的测定目标：1 .学习用三线摆测量物体的转动惯量。2.验证转动惯量的平行轴定理。要求：技能训练：气泡水准仪调节水平。仪器训练：三线摆、计时器、游标卡尺、天平。知识 要点：机械能守恒定律、简谐振动、转动惯量、累积放大法。实验11：声速的测定目标：1.学会用相位比较法和共振干涉法测量空气中的声速。2.加深对驻波及振动合成等理 论知识的理解。3.培养综合使用仪器的能力。要求：技能训练：椭圆合振动方程、李萨如图形相位比较、驻波共振。仪器训练：信号发生器、 双踪示波器、晶体管毫伏表、声速测量仪、压电换能器。知识要点：压电效应、负压电效应、相位 比较法、李萨如图形、共振干涉法、驻波共振。三、考核与评定（一）实验项目考核要求实验成绩的考核，以实验预习报告、实验报告和实验过程为考核依据，成绩分优、良、中、及 格和不及格五等。（二）实验课程成绩评定考核形式考核要求考核权重备注实验报告每次实验包括预习、实验