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大学物理实验课程指导书

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大学物理实验绪论课指导书

大学物理实验绪论拟分两次课讲解,每次两学时;

第一次课主要内容是介绍实验误差的特点及克服方法;不确定度概念及估算方法;有效数字概念等。

第二次课主要内容是介绍图表法、逐差法;游标卡尺原理及使用方法;部分作业题的讲解等。

第一部分绪论课(一)

主要内容是介绍实验误差的特点及克服方法;不确定度概念及估算方法;有效数字概念等。

1. 测量的基本概念

1.1 等精度测量;直接测量;间接测量

1.2 真值;最佳估计值

2. 误差的概念及分类

2.1 系统误差

2.1.1 系统误差的特点

2.1.2 产生系统误差的原因

(1)仪器构造上的不完善。

(2)安装调整误差。

(3)个人误差。

(4)方法误差或理论误差。

2.1.3 减少系统误差的方法

(1)从误差来源上消除系统误差

(2)用修正法消除系统误差

(3)应用测量技术消除恒定系统误差

①换测法。②替代法。③异号法。

1

2

对修正后的遗漏部分,则应认为具有随机的特性予以估计。 2.2 随机误差

2.2.1 随机误差的特点

2.2.2 减少随机误差的方法

3. 不确定度概念及计算

3.1 不确定度的概念

不确定度是表征被测量量真值所处范围的评定结果,这个范围以一定概率包含着被测量的真值,不确定度越大,这个范围包含真值的置信度(概率)就越高。按其数值评定方法,它们可分为两类:

A 类不确定度:用统计方法计算的那些分量(与数据的离散性对应)常用字母 s 表示;

B 类不确定度:用其他方法估算的那些分量(与仪器的欠准确对应)常用字母 u 表示。 注意:A 、B 不确定度与传统划分的随机误差、系统误差并不存在简单的对应关系。 3.2 直接测量量不确定度计算公式

(1)假定A 、B 两类不确定度的各自分量之间是彼此不相关的,因此它们分别可表示为:

(2)假定A 、B 两类不确定度之间彼此是不相关的,因此合成不确定度可表示为

具体实施方案

取置信度 p=0.95,A 类不确定度为

以?代表仪器的误差限, B 类不确定度为 测量结果的总不确定度为:

当测量次数 n 多于五次少于等于十次时,总不确定度简化为

()

∑=--=

=n

i i

x x x n n t s n t s 1

211?

=u 2

2

?+??

? ??=x s n t σ2

2

?+=x s σ

3

3.3 间接测量量及不确定度计算公式

设间接测量量 与 k 个彼此独立的直接测量量 间有关系:

则间接测量量的平均值为:

其不确定度可先求全微分再取方和根得出:

当函数为乘除关系时,先求对数函数全微分再取方和根得出不确定度的相对值为:

3.4 不确定度计算步骤及微量忽略和坏值剔除原则

4. 有效数字的概念

4.1 有效数字的概念

4.2 直接测量量有效数字的确定 4.3 间接测量量有效数字的确定

5. 测量结果的表示

5.1 单次测量结果表示

5.2 多次测量结果表示

6. 实例

参见教材p8-9

7. 课外作业及本学期实验安排

本次课参考资料:

《大学物理实验》p3-p10 作业:p41

)

,,,( z y x f =?()

,,,z y x f =? +???

?

??+???? ??=2

2ln ln y x y f x f σ??σ???σ?

+???

?

??+???? ??=2

2

y x y f x f σ??σ??σ?

绪论课(二)

主要内容是介绍图表法、逐差法;游标卡尺原理及使用方法*;部分作业题的讲解等

1. 列表法

主要介绍二维表

2. 图示、图解法

2.1 作图的基本规则

2.2 物理实验中常见图形(曲线图、折线图)

2.3 曲线改直,图解物理量

3. 逐差法

3.1 适应条件

3.2 优点

3.3 作法(举例说明)

4. 游标卡尺(千分尺)介绍*

4.1 游标原理(使用教具)

4.2 读数方法(实测圆筒内外径、细铁丝直径)

5. 作业中部分难题、典型题讲解

4

5

大学物理绪论习题参考答案

1 (123.5±0.1); (23.58±0.01); (534±1); (2000.00±0.01)

2

(1.560±0.001)?-104

; (3.21±0.01)?105

; (5.0000±0.0001)?10;

(1.000±0.001)

412395000123950001102395000110239500011033

6

()

(..)(..)(..)(..)m kg t g mg

=±=±?=±=±?-

()

218011086θ=±=±'(..)()

()()2.0002

.02.00002.06

.84274.31.855628.0)1(5

2

312

22

312231=?++=++==?-+=C B A N N σσσσ ()2.06.84±=N cm

()

()3

6

10004.0000.21

104500

1

5001500112--?±==∴

?=?=====V

V V V ?σσ?σ???

()

()Ω

±=∴Ω==???

??+??? ??+??? ??==?=

8.03.618.00119725.03.611.67003

.1105

.1032

2

2

R x b a R R R x b a R

σσσσσ ()()()()2

22

2

2222

22

2

2

2)

4(2)

3(22)2(2)

1(6???

?

??-+???? ??-=??

?

??+??? ??=???

? ??-++??? ??+??? ??=??

? ??+??? ??=y y x x y x T L g d D d D h M h r V y x T L g

d D h M h r V σσ?σσσσσσσσρσσσσ?ρ

cm

D S S D )0005.01327.0(0005.00002.01327.0322±==?+===σ()()

333

3

.103.06.8102.002.0106.804

.054.5019.025.123.05.323.07.147----?±=?==?=±=±=±=±=mm g M H D L ρσρ

σρρ

2

5.0

8x

y+

=(1) 2

~x

y曲线:截距0.5 斜率1

(2) ln(y-0.5)~2lnx曲线:截距 0 斜率 2 9 有关数据计算结果

线性回归结果: Y=1.99x

第二部分

实验一基本测量

1. 教学要求

1.1 掌握游标卡尺,螺旋测微计的测量原理和使用方法。

1.2 了解物理天平的构造,掌握使用方法和操作规则。

1.3 掌握测量规则固体体积和密度的方法。

1.4 通过本实验,进一步对不确定度的计算进行训练。

2. 指导要点

2.1 一般先调节天平:

①记录天平的感量(最小砝码数),以便正确读出m的有效数字的位数。

②调水平:使水准器的气泡居中,具体调节方法如下,

当气泡偏左或偏右时:

当气泡偏前或偏后时:

按图六(a)(b)所示方向,旋拧两底脚螺钉。

a)

o o

图六(b)

o o

6

7

③调零点;可让指针自然停摆,观察指针是否指在标尺零线上来判断是否平衡;也可以动态观察指针在标尺零线左右摆动的格数是否基本相等来判断。若需要调节平衡,必须将横梁放下后再调。

④称衡:要使学生知道影响天平精度的关键部件是支撑横梁的刀口,增减砝码时,要放下横梁;操作制动钮时,动作要轻、慢、平稳;使用完天平时,应立即放下横梁。待测物与砝码应分别放在左盘和右盘中,使用砝码要用摄子。下面讨论低于10mg 位的可疑位如何读数,见图七(a ):

假定右盘中的砝码数为84.310g ,则三种情况下实称物体的质量为: ①M=84.310g ②M=84.310+0.005=84.315g

③M =84.310-0.006=84.304g

a )如果指针严格指中(10刻线处),可疑位(毫克位)写O 。

b )如果未完全平衡,则必须用10mg 砝码试验:

不加嫌轻,加了嫌重才算称量完毕,根据嫌轻嫌重指针处于

中心刻线两侧位置距离读估计数。

例如图七(b):

记下不加10mg 砝码的总和后添3

2.2 使用准确度为0.02mm 游标卡尺:

①读数时,主尺上的读数应是从主尺的零点到游标尺的零点之间能准确读出的数值,而

不是到游标尺的端点,否则会使数据偏小。

②记录数据时,一般末位总是偶数或“0”,

在巡视中应注意学生的数据是否正确,随时提醒。

2.3使用千分尺时:

①首先要求对零点读数进行记录。

②提醒学生:主尺上的读数每一格为0.5mm 。 要求学生:能迅速读数。

3. 数据表格及实验数据处理方法例析

3.1 圆柱体的密度;

天平的分度值(即感量):10mg 圆柱体的质量(用天平称一次):

m=84.860g +6mg =84.866g (铜) 或m =78.220g +1mg =78.211g (铁) ζm =5mg ∴()()()()

??

?±=±=铁铜g

m g m 005.0211.78005.0866.84 游标尺的分度值:0.02mm 游标尺的零点读数:

0.00mm

10

图七(a )

10

图七(b )

加嫌重

8

表一、圆柱体尺寸 单位:mm

直径:()03.050.29±=±=d d d σmm 高:()03.084.14±=±=h h h σmm 圆柱体的密度的平均值

()

???

???

??=???=?=?=???==--323

332210

699.786.1450.29142.3211.78410355.810355.886.1450.29142.3866.8444铁铜D mm g h d m D π 不确定度:先算

0029.084.1403.050.2903.02866.84005.022

22222=???

??+??? ???+??? ??=???

? ??+???? ??+???? ??=h d m D h d m

D

σσσσ

再算:3

310024.010355.80029.0?=??=???

?

??=D D D D σσ铜(kg/m 3) 3310022.010699.70029.0?=??=铁D σ(kg/m 3) 密度测量结果表示:

()310024.0355.8D ?±=±=D D σ铜 (kg/m 3)

()3

10022.0699.7D ?±=±=D D σ铁 (kg/m3)

3.2 铁杯的体积:

(kg/m 3) (kg/m 3)

9

表二、铁杯的尺寸 单位:mm

()121222

4

h d h d

V -=π

=

4

1416

.3×(28.082×45.08-19.842×32.00) =1.802×104(mm 3)=1.802×10-5 (m 3) 3.3金属丝的直径:

螺旋测微计的分度值:0.01mm 螺旋测微计的零点读数d 0=-0.003mm 表三 单位:mm

不确定度:S d =0.016mm

U d =Δ仪=0.004mm

017.0004.0016.02222=+=+=d d d U S σmm

直径测量结果表示:

()

()017.0164.2±=±=d d d σ mm

4. 思考题

4.1 用“10分游标卡尺”和“50分游标卡尺”测同一物体的直径,测得的有效数字位数是否相同,为什么?如果用“50分游标卡尺”和“螺旋测微计”测同一金属丝的直径,测得的有效数字位数是否相同,为什么?

答:用“10分游标”和“50分游标”测同一物体的直径时,“10分游标”可以准确读到

以毫米为单位的小数点之后第一位,估读到第二位,末位数为0*

;“50分游标”可以准确读到以毫米为单位的小数点之后第一位,也是估读到第二位,末位数为0或偶数,所以测得的有效数字位数是相同的。如果用“50分游标”和“螺旋测微计”测同一金属的直径,测得的有效数字位数不相同,这是因为前者可以估读到毫米后第二位,后者可以估读到毫米后第三位,显然后者比前者更准确。

4.2 如果以a 表示主尺上最小刻度的长度,n 表示游标的总格数,试证明游标卡尺的分度值等于a /n 。

答:设游标上一格之长为x ,由游标分度值的定义知: 游标分度值=(主尺上-格之长)-(游标上-格之长) =α-x ………………………………①

10

又由读数原理知;(n -1)a =nx ………………②

将②变形成a n n x 1

-=

并代入①得; 分度值=n

a

a n n a =--1 4.3 如果要测定一长方体铝块的体积,铝块长约为30cm ,宽约为5cm ,厚约为0.1cm ,问

各应选哪种仪器进行测量,才能使其体积的测量结果有四位有效数字?

答:长选用米尺进行测量,可读到30.× ×cm ,四位有效数字,宽用游标卡尺进行测量,可读到5.× × ×cm ,四位有效数字,厚用螺旋测微计进行测量,可读到0.1× × ×cm ,四位有效数字,这样体积V =长×宽×厚,才可能有四位有效数字。

4.4 下面这些游标卡尺(仅画出读数部分)的分度值是多少?它们的读数又是多少?(每一张图的上一支尺用来确定分度值,下一支尺用来读数,主尺上一分格长1mm )。

(图八)

(a)Δx =

mm mm 1.0101= (c)Δx =mm mm 05.020

1

= (b) l =6.340cm (d) l =8.355cm

1

5 10

(a)

6

7 0 5 (b) 0

1 2 5 10 (c) 8 9 10

0 10 20 (d)

11

实验二 速度、加速度及重力加速度的测量

1. 教学要求

1.1 验证物体在无摩擦斜面上的运动是匀加速运动。 1.2 测量重力加速度。

1.3 学会使用气垫导轨和数字毫秒针。

2. 指导要点

2.1 指导学生正确使用“计时一计数一计频仪”,熟悉有关“计时”的全部旋钮: KS (功能选择开关):拨“计时”,量程选“1”(即分度值为1ms )

?

??

21KN KN (输入短路开关)

:拨“输入”。 KN 3(输入方式选择开关):拨“光电”。 KN 4(累计、单次选择开关):拨“单次”。 KB (S n )(输入信号分配开关):拨向“2”或“3”。 BJ 1(复位开关):拨“自动”。 BJ 2(电位输入方式选择开关):拨在中间位置。

2.2 第一个光电门(高位置处的一个)置于约30.00cm 处较好,不要放置在太下方,否则滑块经过两个光电门时的速度太大,“计时一计数一计频仪”在第一次记时后还没来得及清零滑块就已通过第二个光电门,将无法进行第二次记时。 2.3 正确放置垫块:

垫块不能加在铁块凹槽的上面,否则垫高的数量会使h 变大,导致h 的测量数据失误。 2.4 交待导轨中间稍有凹陷形变的事实:在进行静态调节导轨水平时,如果滑块置于导轨两边时都向中间滑动,可认为导轨整体已水平。在作实验时,安排两光电门对称放置,不要只使用了导轨的左半部或右半部。如果导轨已调水平,应出现滑块

静止或随机运动状态。

2.5 改变光电门距离时,最好始终只移动其中的一个L (这样便可由重复多次地测量未更动的Δt A 或Δt B 来考核重复操作引入的随机误差)。测量的顺序最好是:加入垫块后,将两光电门置于相距约40.0cm 处,记下Δt A 、Δt B 、Δt ;移动一个光电门,使之相距约50.0cm ,记下Δt A 、Δt B 、Δt ;再移动这个光电门,使之

相距约60.0cm ,记下Δt A 、Δt B 、Δt 。

2.6 滑块每次下滑的起始点,应选在气垫导轨上的某一固定位置处(例如选出某一气孔“起

图三

12

跑线”),释放滑块时要注意,不能给滑块任何方向的力(最好用指甲拦在“起跑线”上,突然向下滑方向撤除)。 2.7 挡光片遮光的部分应用如图三所示的边x 1、x 2用50分游标卡尺测,21x x l -=

3. 数据表格及实验数据处理方法例析

3.1 表一 测速度,加速度及重力加速度:

13

3.3 速度、加速度及重力加速度平均值的计算:

347.0167.01096.573

=?=?=-a

A t l

V (m/s)

546.0106.01096.573

=?=?=-B

B t l

V (m/s)

1267.0106

.02

1

167.021602.1347.0546.02121=?+?--=?+?-?-=

B A A B t t t V V a (m/s 2

)

3.1001020

.0833.01267.0=?=?

=h L a g (m/s 2) 3.4 速度、加速度及重力加速度不确定度的计算: 347.0167.0001.096.57029.02

22

2

???? ??+??? ??=????

? ???+???? ??=????

? ??=A A tA

l A A

V A

V A

V t l V V σσσσ =0.0021 (m/s)= 0.003 (m/s) 546.0106.00012.096.57029.02

22

2

???? ??+??? ??=????? ???+???? ??=????

? ??=B A B B A

l B B

V B

V B

V t l V V σσσ

σ =0.0062 (m/s)=0.007 (m/s)

14

2

22

???

? ???+????

??-+???? ??-?=???

?

???=t V V V

V a a

a t A

B V A A B V B a

a σσσσσ 005.0602.10017.0347.0546.00021.034.0546.00062.01267.02

2

2

=??

? ??+??? ??-+??? ??-?=(m/s 2

)

2

22???

? ??+???? ??+???? ???=???

?

???=h L a g g g h L a g

g σσσσσ

4.020.1002.00.833

5.01267.0005.03.102

2

2

=??

? ??+??? ??+??? ???=(m/s 2

)

3.5 结论: 速度

()()()()

007.0546.0003.0347.0±=±=±=±=V B

B

B

V A A A V

V V V σσ 加速度 ()

()005.0127.0±=±=a a a σ m/s 2 重力加速度 ()

()4.03.10±=±=a g g σ m/s 2

4. 思考题:

4.1 在实验中,为什么滑块要从同一位置由静止开始下滑?

答:因为受计时器性能限制,一次滑行过程中无法测得原理式B

A A

B t t t t l t l a ?+?-??-?=

2

121中所需的三个时间量,而“从固定位置由静止开始”能最简单地获得这一过程的“再现”,否

则无法按原理式测量另一方面,出于多次测量的需要,要求重复测量。

4.2 通过对同一垫块h 测出的三个加速度a 进行比较,可以说明什么问题?

答:说明如果忽略摩擦阻力,垫块在气垫导轨上的运动是加速度(a ≈a 1≈a 2≈a 3≈c )为a 的匀加速直线运动。

4.3 如果用S v v a A

B 22

2-=来测滑块的加速度,应如何进行?是否比用A B A B t t v v a --=来测量更合

适?为什么?

答:如果用S

v v a A

B 22

2-=来测滑块的加速度,可以先利用滑块通过两个光电门时测出此时

的即时速度V B 、V A ,(实际是B 、A 点的平均速度的近似值),在测出两光电管的距离S ,代

m/s m/s

15

入式中计算。这种测量的V A 没有严格定义是滑块上的哪一点或滑块通过A 的哪一刻的速度;与用A

B A

B t t v v a --=

来测量在理论方法上要粗略些,因为后者中A (或B )点的速度V A (或V B )≡V tA (或V tB ),所以,只要测出A 、B 两时刻的时间间隔t AB ,就可以测出严格定义的平均加速度a ,理论上要比前者式子的a 更准确。 4.4 如何利用气垫导轨来验证机械能守恒,动量守恒定律? 答:验证机械能守恒: 如图四.

在气垫导轨下垫一高为h 的垫块,在A 点静止释放滑块,在B 点测得滑块过光电门的时间Δt B ,即可求出V t =

B

t l

?。如果代入公式mgh mV t =221

中,计算出gh V t =且gh t l B

=

?,即说明机械能守恒。

验证动量守恒定律:

如图五.

首先将气垫导轨调水平,然后从A 点给滑块一个初速度U 0,在B 点测出滑块第一次经过光电门的时间Δt B0和滑块与弹片完全弹性碰撞后第二次经过B 点被光电门记下的时间Δt B ,计算出Bo Bo t l V ?=

和B

B t l

V ?=,如果V Bo =V B ,则mV Bo =mV B ,即说明动量守恒。(设

弹片碰前与碰后的速度均为0)

垫块 图四

图五

B

16

实验三 简谐振动的研究

1. 教学要求

1.1 学习如何选择实验方法来验证物理规律。

1.2 观察简谐振动现象,测定简谐振动周期和弹簧倔强系数。 1.3 验证物体在水平和斜面上作谐振动的周期相等。

2. 指导要点

2.1 复习实验二,掌握调气垫导轨水平的方法和正确使用“计时、计数、计频仪”测量出滑块简谐振动周期。

2.2 复习实验一,掌握物理天平的使用步骤和注意事项。

3. 实验数据及数据处理

3.1 实验数据

3.1.1 直接测量简谐振动周期T

表3.1 单位:s

3.1.2 间接测量简谐振动周期T

3.2 不确定度计算及测量结果

3.2.1 直接测量简谐振动周期T 3.2.1.1 在水平状态

S T 水平=8.9×10-4(s),Δ仪=0.001s ,U T 水平=ΔT 仪=0.001s σ

T 水平=

22水平

水平T T U S +=()2

2)001.0(00089.0+=0.0014(s)

∴测量结果:T 水平=T 水平+σT 水平=(1.5530±0.0014)s

3.2.1.2 在斜面状态:

S T 斜面=0.00117s ,U T 斜面=Δ仪=0.001s

17

σT 斜面=

2

2斜面

斜面+T T U S =()()2

2001.000117.0+=0.0016s

∴测量结果:T 斜面=斜面T +σ

T 斜面=(1.5520±0.0016)s

故在实验允许误差范围内,T 水平=T 斜面

3.2.2 简接测量简谐振动周期T 由T =2π

2

1k k M

+,可得 T =2π

3

3107.1104.505

.0--?+?=1.667(s)

4. 课后思考题:(参考答案)

4.1 用数字毫秒计测1个周期时,输入信号分配开关S n 取何值?(以实验中所使用的挡光片为准)

答:用数字毫秒计测1个周期时,输入信号分配开关S n 取5。

4.2 用气垫导轨做简谐振动实验时,振幅不断减少,是什么原因?对实验结果有无影响? 答:振幅的减少是由于空气阻力和磨擦阻力及其它能量的损失,但对测量的结果无影响。

实验四 用三线扭摆测量物体转动惯量

1. 教学要求

1.1 学会用三线扭摆法测量圆盘和圆环绕对称轴的转动惯量; 1.2 学会使用秒表及内、外卡; 1.3 掌握仪器的水平调节技术。

2. 指导要点

2.1 实验室中提供的三线摆及圆环有三种规格,(三种摆及环的参数见附表)因此,在指导学生及检查学生实验数据时要区别对待。 2.2 关于长度的测量:

1)测量上、下两盘间的距离时,应保证三线摆已调水平,并使尺子与下盘上表面垂直且不弯曲,以免由于尺子对下盘的作用使间距增大。

2)圆环的内径与外径的测量

测量圆环内径和外径分别要用内卡和外卡,在用外卡测量外径时,可先让外卡的一脚抵住圆环外侧A 点(如下图所示),另一脚放在与A 点相对的圆环的另一侧B 点附近并使其绕A 点来回运动,通过调整外卡两脚的间距,使外卡两脚恰好能与圆环外侧相接触,则外卡两脚的间距为外径。内卡测内径的方法同上。

18

3)上、下悬点间距的测量

以下盘为例,下盘有三个悬点,一般说来,要分别测量三个悬点间距,然后取平均值。考虑到圆盘悬点在制作时的均匀性及对实验结果的微小影响,只测量其中任意两点间的距离一次即可。

2.3 三线摆摆长以取0.5m 多一点为宜,过短了,周期短会增大记录的误差,且摆动次数可能满足不了实验要求;过长,周期太长,会延长实验时间。

2.4 在启动三线摆之前要使之静止,在启动后三线摆不能发生前后左右晃动。为了避免发生晃动,要用手快速转动上盘,(最大转角控制在10?左右),使悬盘扭动。

2.5 圆环置于圆盘上时,不得放偏,否则造成较大误差。

2.6 实验过程中要先测量圆盘的转动惯量,再测量圆环的转动惯量,H 0的测量应在测量圆环转动惯量之前进行。

3. 实验数据处理

下面以第一种三线摆为例,说明数据处理过程(实测数据见附表) 3.1 求圆盘的转动惯量 J 盘=

20

2

42021034t H mgab

T H mgrR ππ?==0.00201(kg ?m 2) 由于测量长度所用卷尺为 2.00米卷尺,其仪器误差限为0.07cm ,所以有?a =?b =

?H0=0.07cm

∴σJ 盘=J 盘×2

020

022)2(

)(

)(

)(

t H b

a

t H b a σσσσ+++ =0.00003(kg ?m 2)

∴有J 盘=J 盘±σJ 盘=(2.01±0.03)×10-3kg ?m 2 (ρ=0.95) 理论值:J '盘=232

01098.12

1m kg R m ??≈-盘

3.2 求圆环的转动惯量

1

2

4

1103)(H gab m m J π?=

环盘+=0.00526 kg ?m 2

σJ1=21

121

1221)2(

)(

)(

)(

t H b

a

t H b a σσσσ+++=0.00006(kg ?m 2

) J 环=J 1-J 盘=0.00327 kg ?m 2

19

σJ 环=)(212J J σσ+盘=0.00007 kg ?m 2

∴J 环=±环J σJ 环=(3.27±0.07)?10-3 kg ?m 2 p =0.95 理论值:

J 环理=m 2

1环(2

2外

内+R R )=3.25×10-3 kg ?m 2 4. 思考题参考答案

由于三线摆周期短,考虑到人的反应时间等因素,若直接测量一个周期,显然所带来的误差是很大的,测50个周期的时间则可以减少这种偶然误差。

附:三种规格三线摆的实测数据 第一种摆

表一 三线摆参数 表中长度的单位:cm ,质量的单位:g

表二 摆动50周期所用时间:

Δ表=0.1秒,u=2×Δ表=0.2秒 单位:s

第二种摆

表一 三线摆参数

表中长度的单位:cm ,质量的单位:g

表二摆动50周期所用时间:

Δ表=0.1秒,u=2×Δ表=0.2秒单位:s

第三种摆

表一三线摆参数

表中长度的单位:cm,质量的单位:g

(用电子秒表计时,不计仪器误差) 单位:s

实验五用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量

1. 教学要求

1.1 学习用静态拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。

1.2 掌握用光杠杆测微小伸长量的原理和方法。

1.3 学会望远镜的调节和使用。

1.4 学会用逐差法处理等间距线性变化的实验数据。

2. 指导要点

20

大学物理学实验指导书_4

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。

大学物理实验课程简介Word版

《大学物理实验》课程简介 及教学大纲 课程编号: 适用专业:工科类通用 学制:四年本科 学时:60学时 学分: 石家庄经济学院教务处审定 二零零五年三月

编写朱孝义张素萍 审定张道明 讨论朱孝义张素萍赵惠裘平一郭涛

目录 一.物理实验课的地位、任务和作用 (4) 二.实验内容及基本要求 (4) 三.实验课程安排及课时分配 (7) 四.对各个实验的具体教学要求 (8)

本大纲是依据国家教委颁发的《高等工业学校物理实验课程教学基本要求》,并结合我校的具体情况制定的。 一、物理实验课的地位、任务和作用 物理实验是对高等工业学校学生进行科学基本训练的一门独立的必修基础课程,是学生进入大学后受到的系统实验方法和实验技能训练的开端,是工科类专业对学生进行科学实验训练的重要基础。 物理学是一门以实验为基础的科学,物理实验教学和物理理论教学具有同等重要的地位,它们既有深刻的内在联系和配合,又有各自的任务和作用。 本课程应在中学物理实验的基础上,按照循序渐进的原则,学习物理实验知识、方法和技能,使学生了解科学实验的主要过程与基本方法,为今后的学习和工作奠定良好的基础。 本课程基本任务: 1.通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量,学习物理实验知识,加深对物理学原理的理解。 2.培养与提高学生的科学实验能力,其中包括: (1)能够自行阅读实验教材和资料,作好实验前的准备。 (2)能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器。 (3)能够应用物理学理论对实验现象进行初步分析判断。 (4)能够正确记录和处理实验数据,绘制曲线,说明实验结果,撰写合格的实验报告。 (5)能够完成简单的设计性实验。 3.培养与提高学生的科学素养,要求学生具有对待科学实验一丝不苟的严谨态度和实事求是的科学作风。 二、实验内容及基本要求 1.绪论: 教学内容(教师讲授) (1)物理实验课的教学任务、教学方式、预习和实验报告的要求及实验室规则。 (2)介绍测量误差、有效数字及数据处理的基础知识,内容包括:测量分类、测量误差的基本概念、系统误差的分析、偶然误差的估 计、直接测量结果的误差表示、间接测量的误差计算。有效数字 的性质和运算。处理实验数据的一些重要方法,例如:列表法、

大学物理实验课后答案

实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1.列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。 霍尔系数,载流子浓度,电导率,迁移率。 2.如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向,如何判断样品的导电类型? 以根据右手螺旋定则,从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向,若测得的霍尔电压为正,则样品为P型,反之则为N型。 3.本实验为什么要用3个换向开关? 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关;除了测量霍尔电压,还要测量A、C间的电位差,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。总之,一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式(5.2-5)测出的霍尔系数比实际值大还是小?要准确测定值应怎样进行? 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交,或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2.若已知霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源? 误差来源有:测量工作电流的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态?为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定? 答:缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮,使交流毫伏表指针指示达到最大(或晶体管电压表的示值达到最大),此时系统处于共振状态,显示共振发生的信号指示灯亮,信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置,当发射换能器S1处于共振状态时,发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处,媒质压缩形变最大,则产生的声压最大,接收换能器S2接收到的声压为最大,转变成电信号,晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置,即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定,可以容易和准确地测定波节的位置,提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的? 答:压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力,发生机械形变时,会发生极化,同时在极化方向产生电场,这种特性称为压电效应。反之,如果在压电材料上加交

数学实验课程实验指导书Word版

《数学实验》课程实验指导书 2006-4-29

目录 实验一、微积分基础 3实验二、怎样计算 5实验三、最佳分数近似值 6实验四、数列与级数 7实验五、素数 8实验六、概率 9实验七、几何变换 11实验八、天体运动 13实验九、迭代(一)——方程求解 15实验十、寻优 16实验十一、最速降线 18实验十二、迭代(二)——分形 20实验十三、迭代(三)——混沌 21实验十四、密码 22实验十五、初等几何定理的机器证明 23附表(实验报告) 24

实验一、微积分基础 一、实验目的及意义:1、熟悉Mathematic软件常见函数图形 2、通过作图,进一步加深对函数的理解,观察函数的性质 3、构造函数自变量与因变量的对应表,观察函数的变化。 二、实验内容: 1.1函数及其图象 1.2数e 1.3 积分与自然对数 1.4调和数列 1.5双曲函数 三、实验步骤 1.开启软件平台——Mathematics ,开启Mathematics编辑窗口; 2.根据各种问题编写程序文件 3.保存文件并运行; 4.观察运行结果(数值或图形); 5.根据观察到的结果写出实验报告,并浅谈学习心得体会 四、实验要求与任务 根据实验内容和步骤,完成以下具体实验,要求写出实验报告(实验目的→问题→数学模型→算法与编程→计算结果→分析、检验和结论→心得体会) 1、1函数及图形 (1)在区间[-0.1,0.1]上作出 y = sin(x)/x 的图象,观察图象在 x = 0 附近的形状 (2)在同一坐标系内作出函数y = sin(x) 和它的展开式的前几构成的多项式函数y = x-x^3/3!,y = x-x^3/3!+x^5/5! . . . 的图象,观察这些多项式函数图象对 y = sin x 的图象逼近的情况. (3)分别取n =10,20,画出函数 y = sin(2k-1)x/(2k-1),k=1,2,...,n求和} 在区间[-3PI,3PI]上的图象.当N 趋向无穷时函数趋向什麽函数? (4)别取n = 5,10,15, 在同一坐标系内作出函数f(x) = sin x 与p(x) = x * (1-x^2/PI^2)*(1-x^2/(2^2*PI^2))*...*(1-x^2/n^2*PI^2))在区间[-2PI,2PI]上的图象,观察 p(x) 图象对 y = sin x的图象逼近的情况. 1、2数e 观察当n趋于无穷大时数列a n=(1+1/n)n和A n=(1+1/n)n+1的变化趋势: (1)n=10m,m=1,2,. . . ,7时的值,a n,A n观察变化趋势. (2)在同一坐标系内作出三个函数地图象y=(1+1/10x)10^x , y=(1+1/10x)10^x , y=e观察当 x 增大时

生物化学课程实验指导书

〈〈生物化学》实验指导书适用专业:生物技术、生物工程、食品科学与工程 生物与食品工程学院生物科学系

生物化学实验细则 为了保证生物化学实验的顺利进行,培养同学们掌握良好、规范的生物化学基本实验技能,特制定以下实验细则,请同学们严格遵守。 1. 实验前应提前预习实验指导书并复习相关知识。 2. 严格按照生物化学实验分组,分批进入实验室,不得迟到。非本实 验组的同学不准进入实验室。 3. 进入实验室必须穿实验服。各位同学进入各白实验小组实验台后, 保持安静,不得大声喧哗和嬉戏,不得无故离开本实验台随便走动。 绝对禁止用实验仪器或药物开玩笑。 4. 实验中应保持实验台的整洁,废液倒入废液桶中,用过的滤纸放入 垃圾桶中,禁止直接倒入水槽中或随地乱丢。 5. 实验中要注意节约药品与试剂,爱护仪器,使用前应了解使用方法, 使用时要严格遵守操作规程,不得擅白移动实验仪器。否则,因非实验性损坏,由损坏者赔还。 6. 使用水、火、电时,要做到人在使用,人走关水、断电、熄火。 7. 做完实验要清洗仪器、器皿,并放回原位,擦净桌面。 8. 实验后,要及时完成实验报告。 2006年1月

生物化学实验细则 (i) 目录 (2) 实验1蛋白质的沉淀、变性反应 (3) 实验2醋酸纤维素薄膜电泳分离血清蛋白 (6) 实验3 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子虽- --11实验4 凝胶过滤层析法测定蛋白质分子虽 (16) 实验5 DNA的琼脂糖凝胶电泳 (20) 实验6唾液淀粉酶的性质和活力测定 (24) 实验7 生物氧化与电子传递 (25) 实验8植物体内的转氨基作用 (27) 实验1 蛋白质的沉淀、变性反应 (3学时) 目的要求 1. 加深对蛋白质胶体溶液稳定因素的认识。 2. 了解沉淀蛋白质的几种方法及其实用意义。 3. 了解蛋白质变性与沉淀的关系。 4. 了解蛋白质两性性质 原理 在水溶液中,蛋白质分子表面形成水化层和双电层而成为稳定的胶体颗粒,所以蛋白质溶液和其他亲水胶体溶液相类似。但是,蛋白质胶体颗粒的稳定性是有条件的,相对的。在一定的物理化学因素影响下,蛋白质颗粒失去电荷,脱水,甚至变性,则以固态形式从溶液中析出,这个过程称为蛋白质的沉

大学物理实验4-指导书

1.1 静电场 实验内容 图示静电场的基本性质: 同心球壳电场及电势分布图。 实验设置 有两个均匀带电的金属同心球壳配置如图。内球壳(厚度不计)半径为R 1=5.0 cm ,带电荷 q 1 = 0.6?10-8 C ;外球壳半径R 2 = 7.5 cm ,外半径R 3 = 9.0 cm ,所带总电荷q 2 = - 2.0?10-8 C 。 实验任务 画出该同心球壳的电场及电势分布。 实验步骤及方法 基本原理:根据高斯定理推导出电场及电势的 分布公式;利用数据分析软件,如Microsoft Excel 绘制电场及电势的分布图。 在如图所示的带电体中,因内球壳带电q 1,由于静电感应,外球壳的内表面上将均匀地分布电荷-q 1;根据电荷平衡原理,外球壳的外表面上所带电荷除了原来的q2外,还因为内表面感应了-q 1而生成+q 1,所以外球壳的外表面上将均匀分布电荷q 1+q 2。 在推导电场和电势分布公式时,须根据r 的变化范围分别讨论r < R 1、R 1 < r < R 2、R 2 < r < R 3、r > R 3几种情况。 场强分布: 当r < R 1时, 001=?=???E dS E S 当R 1 < r < R 2时, ?= ???0 1 εq dS E S 2 1 0241 r q E επ= 当R 2 < r < R 3时, 00 3=?=???E dS E S 当r > R 3时, 1

2 210 40 2 141r q q E q q dS E S += ? += ??? επε 电势分布: 根据电势的定义,可以求得电势的分布。 当r < R 1时, 3 2 10210110143211414141 3 3 2 21 1R q q R q R q U dr E dr E dr E dr E dr E U R R R R R R r r ++ -=?+?+?+?=?=?????∞ ∞ επεπεπ 当R 1 < r < R 2时, 3 2 102101014321414141 3 3 2 2R q q R q r q U dr E dr E dr E dr E U R R R R r r ++ -=?+?+?=?=????∞ ∞ επεπεπ 当R 2 < r < R 3时, 3 2 10143141 3 3 R q q U dr E dr E dr E U R R r r += ?+?=?=???∞ ∞ επ 当r > R 3时, r q q U dr E dr E U r r 2 1014141 += ?=?=??∞ ∞επ 至此,可以用MS Excel 来绘制电场及电势分布图。方法如下: 打开Excel 后会有一个默认的表格出现(如下图) 在A1、A2、A3单元格内分别输入“R1=”、“R2=”、“R3=”;在B1、B2、B3单元格内分别输入R1、R2、R3的数值。

网络安全课程实验指导书

网络安全课程实验安排及指导书 2009-10-21

实验安排1、推荐必做实验 网络扫描 计算机病毒及恶意代码 防火墙实验 入侵检测系统 2、推荐选作实验 VPN配置 证书的申请和使用 windows安全配置实验

实验一:网络扫描实验 【实验目的】 了解扫描的基本原理,掌握基本方法,最终巩固主机安全 【实验内容】 1、学习使用Nmap的使用方法 2、学习使用漏洞扫描工具 【实验环境】 1、硬件PC机一台。 2、系统配置:操作系统windows XP以上。 【实验步骤】 1、端口扫描 1)解压并安装ipscan15.zip,扫描本局域网内的主机 2)解压nmap-4.00-win32.zip,安装WinPcap 运行cmd.exe,熟悉nmap命令(详见“Nmap详解.mht”)。 3)试图做以下扫描: 扫描局域网内存活主机, 扫描某一台主机或某一个网段的开放端口 扫描目标主机的操作系统 试图使用Nmap的其他扫描方式,伪源地址、隐蔽扫描等 2、漏洞扫描 解压X-Scan-v3.3-cn.rar,运行程序xscan_gui.exe,将所有模块选择扫描,扫描本机,或局域网内某一台主机的漏洞 【实验报告】 1、说明程序设计原理。 2、提交运行测试结果。 【实验背景知识】 1、扫描及漏洞扫描原理见第四章黑客攻击技术.ppt 2、NMAP使用方法 扫描器是帮助你了解自己系统的绝佳助手。象Windows 2K/XP这样复杂的操作系统支持应用软件打开数百个端口与其他客户程序或服务器通信,端口扫描是检测服务器上运行了哪些服务和应用、向Internet或其他网络开放了哪些联系通道的一种办法,不仅速度快,而且效果也很不错。 Nmap被开发用于允许系统管理员察看一个大的网络系统有哪些主机以及其上运行何种服务。它支持多种协议的扫描如UDP,TCP connect(),TCP SYN (half open), ftp proxy (bounce attack),Reverse-ident, ICMP (ping sweep), FIN, ACK sweep,X mas Tree, SYN sweep, 和Null扫描。你可以从SCAN TYPES一节中察看相关细节。nmap 还提供一些实用功能如通过tcp/ip来甄别操作系统类型、秘密扫描、动态延迟和重发、平行扫描、通过并行的PING侦测下属的主机、欺骗扫描、端口过滤探测、直接的RPC扫描、分布扫描、灵活的目标选择以及端口的描述。 一、安装Nmap Nmap要用到一个称为“Windows包捕获库”的驱动程序WinPcap——如果你经常从网上下载流媒体电影,可能已经熟悉这个驱动程序——某些流媒体电影的地址是加密的,侦测这些电影的真实地址就要用到WinPcap。WinPcap的作用是帮助调用程序(即这

工业控制网络技术课程实验指导书2013

实 验 一 Automation Studio 的使用和基本程序编程及调试 一、实验目的 1、掌握Automation Studio 的基本使用技巧和方法 2、熟悉Automation Studio 的基本命令 3、学会和掌握Automation Studio 程序的调试方法 二、实验设备 PC机一台,装有Automation Studio编程软件;贝加莱PLC-2003一台; 各PC机与PLC-2003通过RS232电缆连接进行通信。 详见附录一。 三、实验内容 熟悉并练习Automation Studio的使用,用选定的编程语言编制、调试控制程序。Automation Studio是贝加莱公司为其自动化控制设备PLC(可编程计算机控制器)开发的一种可使用多种编程语言的PLC开发环境,如附录二所示。 1.PLC硬件配置: 根据所给实验装置,使用Automation Studio对系统硬件进行配置。 配置方法见本指导书附录B。 2.实验程序1: 使用Automation Basic或其它PLC编程语言,编制一段小控制程序,实现以下功能:利用实验装置上的第一个模拟量旋钮(电位器),来控制模拟量输

出,当旋转该电位器时,第一个模拟量输出随之变化,旋钮逆时针旋到底时(模拟量输入为最小值0),要求模拟量输出为0(光柱无显示),当旋钮顺时针旋到底时(模拟量输入为最大值32767),要求模拟量输出为最大值(光柱全显示); 同时,第二个模拟量输出的状态正好与第一个模拟量输出相反。 3.实验程序2: 使用Automation Basic或其它PLC编程语言,编制一段小控制程序,实现以下功能:利用实验装置上的两个开关,来控制模拟量输出,当接通(合上)其中一个开关(另一个应处于断开状态)时,第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大,达到其最大值后,再从0开始…,周而复始;当接通(合上)另一个开关时,第二个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大,达到其最大值后,再从0开始…,同时,第二个模拟量输出从其最大值开始随时间逐渐减小,达到0后,再从其最大值开始…,周而复始。 四. 思考题 1.在Automation Studio中为什么要对PLC系统硬件进行配置? 2.为什么要为用户编制的控制程序命名? 3.为用户程序选择循环周期的原则是什么? 4.Automation Studio为用户提供多种编程语言有什么好处?

大学物理实验课程教学大纲

大学物理实验课程教学大纲 课程名称:大学物理实验 英文名称:College Physics Experiment 实验课程编号:110309 课程性质:基础必修课 课程属性:工科各专业本科生必修 教材名称:《大学物理实验》 实验指导书名称: (无) 课程总学时:56 实验总学时:56 开设实验项目数:17 总学分:3.5 应开实验学期:一年级第2学期,二年级第1学期 适用专业:工科各专业本科生 先修课程:高等数学 本大纲主撰人:凌亚文 审核人:王占民 一、 课程的目标及基本要求 物理学是一门实验科学。物理规律的发展及其理论的建立,都必须以严格的物理实验为基 础,并受到实验的检验。 为了适应社会飞速发展的要求,需要培养大量有创造性的工程技术人才。为此要求工科大 学毕业生,不仅要具有较宽广的基础理论知识, 而且还要具有能从事现代科学实验的较强能力。 物理实验是学生入学后,受系统实验技能训练的开端,是一系列实验训练的重要基础。因此, 在整个物理学的教学过程中,必须十分注意实验技能的训练,物理实验应与理论教学具有同等 重要的地位,而不是作为理论课的附属环节。 二、 课程实验的目的要求 在一定的物理知识和中学物理实验的基础上,对学生进行实验方法和技能的基础训练。要 求学生弄懂实验原理,了解一些物理量的测量方法。要求学生熟悉常用仪器的基本原理和性能, 并了解使用方法。要求学生能够正确记录、处理实验数据,分析判断实验结果,并能写出比较 完整的实验报告。培养和提高学生观察、分析实验现象的本领和独立工作能力。并通过实验中 的观察、测量和分析,加深对物理学中某些概念、规律和理论的理解。培养学生严肃认真的工 作作风,实事求是的科学态度和爱护国家财产、遵守纪律的优良品德。 三、 适用专业 工科各专业本科生。 四、实验方式与基本要求 西安建筑科技大学 负责人:史彭

磁性物理实验指导书

磁性物理实验 讲义 磁性物理课程组编写 电子科技大学微电子与固体电子学院 二O一二年九月

目录 一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (1) 二、电阻率测试及磁损耗响应特性分析 (3) 三、磁致伸缩系数测量与分析 (6) 四、磁化强度测量与分析 (9) 五、磁滞回线和饱和磁感应强度测量 (11) 六、磁畴结构分析表征 (12)

一、起始磁导率温度特性测量和居里温度测试计算分析 (一) 、实验目的: 了解磁性材料的起始磁导率的测量原理,学会测量材料的起始磁导率,并能够从自发磁化起源机制来分析温度和离子占位对材料起始磁导率和磁化强度的影响。 (二)、实验原理及方法: 一个被磁化的环型试样,当径向宽度比较大时,磁通将集中在内半径附近的区域分布较密,而在外半径附近处,磁通密度较小,因此,实际磁路的有效截面积要小于环型试样的实际截面。为了使环型试样的磁路计算更符合实际情况,引入有效尺寸参数。有效尺寸参数为:有效平均半径r e ,有效磁路长度l e ,有效横截面积A e ,有效体积V e 。矩形截面的环型试样及其有效尺寸参数计算公式如下。 ???? ??-=21 1 211ln r r r r r e (1) ???? ??-=21 12 11ln 2r r r r l e π (2) ???? ??-=2112 211ln r r r r h A e (3) e e e l A V = (4) 其中:r 1为环型磁芯的内半径,r 2为环型磁芯的外半径,h 为磁芯高度。 利用磁芯的有效尺寸可以提高测量的精确性,尤其是试样尺寸不能满足均匀磁化条件时,应用等效尺寸参数计算磁性参数更合乎实际结果。材料的起始磁导率(i μ)可通过对环型磁心施加线圈后测量其电感量(L )而计算得到。计算公式如式(5)所示。 2 0i e e A N L l μμ= (5)

实验技能课实验指导书剖析

实验1-7 毕托管的标定 一、 实验原理 在理想不可压流体中,毕托管测速的理论公式为: 2 02U P P ρ-= 此式表明:知道了流场中的总压(0 P )和静压(P ),其压差即为动压;由动压,可 算出流体速度。 02() P P U ρ -= 毕托管的头部通常为半球形或半椭球形。直径应选用0.035d D ≤(D 为被测流体管道的内径总压孔开在头部的顶端),孔径为0.3d 。静压孔开在距顶端(3~5)d 处,距支柄(8~10)d 的地方,一般为8个均匀分布的0.1d Φ小孔(NPL 为7孔)。总压与静压分别由两个细管引出,再用胶皮管连接到微压计上,即可测出动压,从而可计算出流速。 图1毕托管测速原理图

若要测量流场中某一点的速度,需将毕托管的顶端置于该点,并使总压孔正对来流方 向,通过微压计就能得到该点的动压。在来流是空气的情况下,有 2 02 U P P h ργ=-=,(ρ 是空气的密度,γ是微压计中工作液体的重度,h 是微压计的读数)。但是由于粘性及毕托 管加工等原因, 2 02U P P ρ-= 不是正好满足的,需要进行修正。根据1973年英国标准BS-1042:Part2A1973的定义: 2 01 2P P C U ρ-= C -毕托管系数。所谓毕托管标定,就是要把C 的数值通过实验确定下来。 标定毕托管一般是在风洞中进行的,要求:(1)风洞实验段气流均匀,湍流度小于0.3%;(2)毕托管的堵塞面积小于实验段截面积的1/200;(3)毕托管插入深度h>2nd(n=8,d 为毕托管直径);(4)安装偏斜角小于2o;(5)以d 为特征长度的雷诺数必须大于250;(6) 最大风速不能超过 2000S d μ ρ(μ是空气动力粘度,S d 为静压孔直径)。这几点如能得到满 足,C 就决定于毕托管的结构,此时0 C C =称为毕托管的基本系数。流体力学实验室从英国进口了一支经过标定的NPL 毕托管,C=0.998。 毕托管进行标定时,将待标定的毕托管 与NPL 标准管安装在风洞实验段的适当位置上(总的原则是让两支管处于同一均匀气流区)因为是均匀流,则有 22C U P h ργ=?=标准 标准标准 22C U P h ργ=?=待标 待标待标 上面两式中,ρ、U 、γ均是同一的。两式相除,得 C h C h = 待标待标标准 标准 则 h C C h =待标待标标准 标准 0.9980.998 C h C h =∴ =标准待标待标标准 上式是毕托管标定的基本公式。通常是在10个不同风速下测量其C 待标 取其平均值;也 可以用10种不同风速下的 h 待标 和 h 标准 按最小二乘法求其基本系数。

大学物理实验教学大纲

《大学物理实验》教学大纲 课程编号: 72201008/72201009 课程名称:大学物理实验 英文名称: College Physics Experiments 课程性质:学科基础课 总学时: 72学时 学分: 2分 适用专业:测控技术与仪器专业 先修课程:大学物理 一、实验目的与任务 物理实验课是对学生进行实验教育的入门课程,其教学目的在于使学生学习物理实验基础知识 的同时,受到严格训练,掌握初步的实验能力,养成良好的实验习惯和严谨的科学作风。 二、教学基本要求 通过实验教学,加深对基础理论知识的理解,培养学生实验动手能力,并掌握一些基本仪器的使 用方法。 三、实验项目与类型 力学部分

热学部分 电磁学学部分

光学部分 四、实验教学内容及学时分配 基础知识 测量与误差,主要讲述误差理论及数据处理 力学部分 实验一长度的综合测量 1.目的要求 练习使用测长度的几种常用仪器,练习做好记录和计算不确定度。 2.方法原理 用米尺、游标卡尺、螺旋测微仪测滚珠的直径和圆柱管的内外半径和高度。 3.主要实验仪器及材料 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪、滚珠、圆柱管。 4.掌握要点 米尺、游标卡尺、螺旋测微仪的使用方法及不确定度的计算方法。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测圆柱管的内外半径及高度,并计算其体积。 (2)用螺旋测微仪测滚珠的直径。 (3)不确定度的计算。 实验二单摆 1.目的要求 用停表和米尺,测单摆的周期和摆长,并求出当地的重力加速度值。 2.方法原理

g l T π2= ()()2 22)(?? ? ??+??? ??=t t u l l u g g u 。 3.主要实验仪器及材料 单摆、停表、钢尺。 4.掌握要点 测量单摆周期的注意事项、重力加速度的不确定度的计算。 5.实验项目: (1)用游标卡尺测小球的直径。 (2)用钢尺测悬线的长度。 (3)用停表测单摆的周期(不改变摆长,测5次,每次30个周期的时间) (4)计算重力加速度和它的不确定度。 (4)改变摆长,测单摆的周期,用作图法算出重力加速度。 实验三 测重力加速度 1.目的要求 掌握几种测重力加速度的方法。 2.方法原理 自己 3.主要实验仪器及材料 自由落体装置、数字毫秒计、光电计时装置 ,单摆 气垫导轨。 4.掌握要点 掌握测量重力加速度的方法。 5.实验项目: (1)根据原理设计实验方案。 (2)记录实验数据 (3)数据处理及不确定度的计算。 实验四 密度的测定 1.目的要求 熟练掌握物理天平的调节和使用方法,掌握静力称衡法和比重瓶法。 2.方法原理 v m = ρ,质量用天平称量,体积用阿基米德定律求出。 3.主要实验仪器及材料 物理天平,游标卡尺、比重瓶,小烧杯、温度计、酒精、不规则玻璃块。 4.掌握要点 物理天平的调节和方法、测量密度的两种方法:静力称衡法和比重瓶法。 5.实验项目: (1)学习调整和使用物理天平。 (2)用流体静力称衡法测固体的密度。 (3)用比重瓶法测酒精的密度。 实验五 拉伸法测杨氏弹性模量 1.目的要求 用伸长法测定金属丝的杨氏模量,学习光杠杆原理并掌握使用方法。

大学物理 学习指南

学习指南 1、物理实验课的教学目的 大学物理实验教学目的与中学阶段的物理实验教学有着本质的不同。“大学物理实验”是一门独立的基础课程,它不是“大学物理学”的分支或组成部分。虽然物理实验必须以物理学的理论为基础,运用物理学的原理进行实验或研究,但是“大学物理实验”又独立于“大学物理学”,它不是以验证物理定律、加强理解物理规律为主要目的的,分散的力、热、电、磁、光实验的堆切,而是以物理实验的基本技术或基本物理量的测量方法为主线,再贯穿以现代误差理论,现代物理实验仪器设备、器件的原理、使用方法,构建成一个完整的,但又不断发展的课程体系框架。其教学目的如下: (1)掌握基本物理量的各种测量方法,学会分析测量的误差,学会基本的实验数据处理方法,能正确的表达测量结果,并对测量结果进行正确的评价(测量不确定度)。 (2)掌握物理实验的基本知识、基本技能,常用实验仪器设备、器件的原理及使用方法,并能正确运用物理学理论指导实验。 (3)培养、提高基本实验能力,并进一步培养创新能力。基本实验能力是指能顺利完成某种实验活动(科研实验或教学实验)的各种相关能力的总和,主要包括: 观察思维能力──在实验中通过观察分析实验现象,并得出正确规

律的能力。 使用仪器能力──能借助教材或仪器使用说明书掌握仪器的调整和使用方法的能力。 故障分析能力──对实验中出现的异常现象能正确找出原因并排除故障的能力。 数据处理能力──能正确记录、处理实验数据,正确分析实验误差的能力。 报告写作能力──能撰写规范、合格的实验报告的能力。 初步实验设计能力──能根据课题要求,确定实验方案和条件,合理选择实验仪器的能力。 (4)培养从事科学实验的素质。包括理论联系实际和实事求是的科学作风;严肃认真的工作态度;吃苦耐劳、勇于创新的精神;遵守操作规程,爱护公共财物的优良品德;以及团结协作、共同探索的精神。 2、大学物理实验课的基本程序 实验课与理论课不同,它的特点是同学们在教师的指导下自己动手,独立完成实验任务,通常每个实验的学习都要经历三个阶段。 (1)实验的准备 实验前必须认真阅读讲义,做好必要的预习,才能按质按量按时完成实验。同时,预习也是培养阅读能力的学习环节。预习时要写预习报告,预习报告包括以下内容:

建筑材料课程实验指导书教学内容

建筑材料课程实验指 导书

本课程实验的基础知识 1、建筑材料实验的抽样及处理 抽样检验就是通过一个样本来判断总体是否合格。选取试样是建筑材料检验的第一个环节,抽样方法的正确与否直接关系到所检验材料的整体结果,必须制定出一个抽样方案。同时通过检验还要制定出判定其指标的验收标准。这样才能使取样方法具有较高的科学性和代表性。 2、建筑材料实验影响因素,同一材料在不同的制作条件下或不同的实验条件下,会得出不同的实验结果,主要因素有仪器的选择,试件尺寸,试件的形状,表面状态,加荷速度,温度,湿度。 3、实验结果的分析处理及实验报告,在取得了原始的实验数据之后,为了达到所需要的科学结论,常需要对观测数据进行一系列的分析和处理,最基本的方法是数学处理方法。经数据处理后,编写或填写实验报告:从而确定实验结果。但是,当我们对同一物理量进行重复测量时,经常发现他们的数值并不一样,每项实验都有误差,随着科技水平及人们认识水平提高,误差可控制的比较小,但不能完全消除。为了科学的评价数据资料,必须得认识和研究误差,才可以达到以下目的: (1)正确认识误差的性质,分析误差产生的原因,以消除或减少测量误差; (2)正确处理数据,合理计算结果,以更接近于真实值的数据; (3)正确组织实验,合理设计或选用仪器和操作方法,以便在经济的条件下取得理想的结果。 本课程实验教学项目及其教学要求

一、实验目的 学习掌握材料密度的概念和意义,掌握材料密度的测定方法。 二、实验原理 材料内部一般均含有一些孔隙,为了获得绝对密实状态的试样,须将材料磨成细粉,以排除其内部孔隙,再用排液置换法求出其绝对密实体积。 三、主要仪器及耗材 李氏瓶、天平、温度计、玻璃容器、筛子、烘箱、小勺、漏斗等。 四、实验内容与步骤 1、将试样磨成粉末,通过900孔/cm2的筛后,再将粉末放入 105~110℃烘箱内,烘干至恒重。 2、将不与试样起反应的液体倒入李氏瓶中,使液面达到0~1mL刻度之间,记下刻度数,将李氏瓶置于水温20℃+2℃的盛水玻璃容器中。 3、用天平称取60-90g试样,用小勺和漏斗小心地将试样送入密度瓶中,直到液面上升到20mL左右。再称剩余的试样质量,计算出装入瓶中的试样质量m。 4、轻轻振动密度瓶使液体中的气泡排出,记下液面刻度,前后两次液面读数之差,即为瓶内试样所占的绝对体积V。 五、数据处理与分析 按下式计算密度ρ(精确至0.01g/ cm3): ρ=m/V

操作系统_课程实验指导书

《—操作系统—》 实验指导书 洪朝群编写 适用专业:计算机(嵌入式) 厦门理工学院计算机科学与信息工程学院 2015年9 月

实验指导书前言内容要求 前言 本课程的基本内容介绍,通过学习学生需要掌握的基本知识。 为了使学生更好地理解和深刻地把握这些知识,并在此基础上,训练和培养哪些方面的技能,设置的具体实验项目,其中哪几项实验为综合性、设计性实验。 各项实验主要了解、掌握的具体知识,训练及培养的技能。 本指导书的特点。 对不同专业选修情况说明。

实验一:Linux操作系统的安装过程与界面 实验学时:4 实验类型:验证 实验要求:必修 一、实验目的 通过本实验的学习,使学生掌握Linux操作系统的安装方法,并且了解Linux 界面的基本使用方法。 二、实验内容 实验内容:用vmware workstation安装Ubuntu12.10系统。 三、实验原理、方法和手段 无 四、实验组织运行要求 以学生自主训练为主的开放模式组织教学 五、实验条件 无 六、实验步骤 1、下载Ubuntu12.10桌面版安装镜像, https://www.doczj.com/doc/fe18159536.html,/download/desktop 2、打开vmware,建立虚拟机镜像 3、安装过程参考(“VMWare8.0安装Ubuntu12.04教程.pdf”文件),注意使用虚拟机的时候把镜像文件放在最后一个盘。 4、(可选步骤)如果本机上的wmware版本在安装系统的过程中出现问题,可下载新版进行安装。https://www.doczj.com/doc/fe18159536.html,/d/FWACAQQFRTZQ?p=09122 七、思考题 Linux与Windows有何不同?

物理实验习题与指导03

大学物理实验复习题 一、基础知识部分(误差与不确定度、数据处理、基本测量与方法) (一)问答题 1、什么叫测量、直接测量、间接测量?(看教材) 2、什么叫随机误差?随机误差的特点是什么?(看教材) 3、什么叫系统误差?系统误差的特点是什么?(看教材) 4、下列情况哪些是属于随机误差,哪些是属于系统误差?(从定义角度 考虑) (1)经校准的秒表的读数误差。 (2)在20℃下标定的标准电阻,在30℃下使用引起的误差。 (3)分光计实验中的偏心误差。 (4)千分尺的“零点读数不为零”引起的误差。 (5)读仪表时的视差。 (6)因为温度的随机变化所引起的米尺的伸缩,而用该米尺测长所引起的误差。 (7)水银温度计毛细管不均匀。 (8)仪表的零点不准。 5、什么叫误差、绝对误差、相对误差、视差、引用误差、回程误差、 偏差、残差、示值误差、读数误差、估读误差、标准差?(查相关资料一般了解) 6、误差的绝对值与绝对误差是否相同?未定系统误差与系统不确定度 是否相同?(从定义出发) 7、什么叫不确定度、A类不确定度、B类不确定度?(从定义出发) 8、不确定度与不准确度是否相同?(看教材一般了解) 9、什么叫准确度、正确度、精密度?(从打靶角度分析) 10、对某量只测一次,标准误差是多少?(不变) 11、如何根据系统误差和随机误差相互转化的特点来减少实验结果的误 差?(如测金属丝的平均直径和直径的平均值) 12、测量同一玻璃厚度,用不同的测量工具测出的结果如下,分析各值 是使用哪些量具测量的?其最小分度值是多少?(自做答案) (1)2.4mm (2)2.42mm (3)2.425mm 13、有一角游标尺主尺分度值为1°,主尺上11个分度与游标上12个 分度等弧长,则这个游标尺的分度值是多少?(参考游标卡尺原理)

产品创意设计实验课程实验指导书

产品创意设计实验课程 实验指导书 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

产品创意设计实验课程实验指导书 机械工程实验中心 产品创意设计实验指导书 本实验主要基于慧鱼创意模型系统(fischertechnik).实验的目的是通过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计的有一定功能的机器人模型产品,使学生体会创意设计的方法和意义;同时通过创意实验,使学生了解一些计算机控制、软件编程、机电一体化等方面的基础知识,加深对专业课学习的理解,为后续课的学习做一个很好地铺垫. 一、实验设备介绍 (1)慧鱼创意模型系统的组成: 慧鱼创意模型系统(fischertechnik)硬件主要包括:1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等. 拼插构件单元:系统提供的构件主料均采用优质的尼龙塑胶,辅料采用不锈钢芯铝合金架等,采用燕尾槽插接方式连接,可实现六面拼接,多次拆装.系统提供的技术组合包中机械构件主要包括:齿轮、联杆、链条、齿轮(普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮)、齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等. 驱动源:①直流电机驱动(9V、最大功率1.1W、转速7000 prn),由于模型系统需求功率比较低(系统载荷小,需求功率只克服传动中的摩擦阻力),所以它兼顾驱动和控制两种功能.②减速直流电机驱动(9V、最大功率1.1瓦,减速比50:1/20:1). ③气动驱动包括:储气罐、气缸、活塞、电磁阀、气管等元件.

传感器:在搭接模型时,你可以把传感器提供的信息(如亮/暗、通/断,温度值等)通过接口板传给计算机.系统提供的传感器做为控制系统的输入信号包括:①感光传感器Brightness sensor(光电管):对亮度有反应,它和聚焦灯泡配合使用,当有光(或无光)照在上面时,光电管产生不同的电阻值,引发不同信号. ②接触传感器Contact sensor(触动开关):如图1所示, 当红色按钮按下,接触点1、3接通,同时接触点1、2 断开,所以有两种使用方法:常开:使用接触点1、3,按下按钮=导通;松开按钮=断开;常闭:使用接触点1、2,按下按钮=断开;松开按钮=导通.③热传感器Thermal sensor(NTC电阻):可测量温度.温度20°C时,电阻值1.5KΩ.NTC的意思是负温度系数,温度升高电阻值下降.④磁性传感器 Magnetic sensor :非接触性开关. ⑤红外线发射接收装置:新型的运用可控制所有马达电动模型的红外线遥控装置由一个强大的红外线发射器和一个微处理器控制的接收器组成.有效控制范围是10米,分别可控制三个马达. 接口板:自带微处理器,程序可在线和下载操作,用LLWin3.0或高级语言编程,通过RS232串口与电脑连接,四路马达输出,八路数字信号输入,二路模拟信号输入,具有断电保护功能(新版接口),两接口板级联实现输入输出信号加倍. PLC接口板:实现电平转换,直接与PLC相连.智能接口板自带微处理器,通过串口与计算机相连.在计算机上编的程序可以移植到接口板的微处理器上,它可以不用计算机独立处理程序(在激活模式下). 慧鱼创意模型系统(fischertechnik)LLWin3.0软件:LLWin3.0是慧鱼创意模型系统的专用软件. LLWin软件是一种图形编程软件,简单易用,实时控制.用PLC控制器控制模型时,采用梯形图编程.编辑程序的其最大特点是使用系统提供的工具箱

《计算机应用基础》课程实训指导书(第三版)

广东轻工职业技术学院 《计算机应用基础》课程实训指导书 (第三版) 计算机基础教研室 2009年3月

《计算机应用基础》课程实训指导书 一、目的 通过为一周的实训,巩固本学期所学习的知识,强化的各种基于工作的过程的各种操作技能,进一步培养学生熟练处理Word文档的综合应用、Excel高级数据管理、PowerPoint演示文稿高级制作技巧及Internet网络综合应用能力,并为学生参加计算机水平考试及办公自动化考试作好准备。 二、实训内容提要 1.Word中文处理的综合应用 2.Excel电子表格的综合应用 3.PowerPoint演示文稿的综合应用 4.申请邮箱、收发邮件、Outlook Express的使用 5.信息检索与信息的综合应用 6.利用Serv-U 软件创建与配置FTP站点,实现文件的上传与下载。 7.Web 站点的创建与配置,网页的浏览(选) 三、考核 1.考核方式 操作部分由各部分指导老师现场打分,最后由负责指导老师汇总。 2.成绩评定标准 考核内容包括:成绩评定为100分制。Word 高级应用25%,电子表格综合应用25%,PPT综合应用 10%,Internet操作10%,实操报告(心得体会,遇到的问题,解决办法,收获等)20%(包括考勤),模拟题试题10%. 四、提交实训成果 1.实训成果(作业、作品等) 2.实训报告:按照实训报告模板的格式去写,包括实训中遇到的问题,解决办法,包含一些截图,一周实训的体会、收获及今后努力方向等,文字要在2500字以上。篇幅在4页左右(含截图)。

说明: 1.由于各个班级教学学时及专业的差异性相差很大,而实训内容丰富且有一定难度,而实训的时间较短且集中,因此实训指导老师根据班级实际情况与水平,在指训指导书中挑选实用性强且与计算机水平考试有一定关联的题目进行实训。 2.选择实训的原则: ●在1~10中选择8题 ●11~17中选择5至6题 ●18~21必选,22根据机房情况选择 ●模拟题选择一套 3.带实训的老师一定要认真负责,结束后及时登记实训成绩,收齐学生的实训成果,并写出该班的实训总结,记录成光盘交到计算机基础教研室。 第1部分实训内容 实训1 制作用户调查表 [操作要求] 按照下面的步骤编排出如图1样文所示,并以“实训一.doc”为文件名保存。 1.输入文字 ●在文档中,输入表格的标题及最后一行的文字。 2.插入表格 ●插入“样文”的表格及输入其中的字符; ●表格的前三行高固定值1厘米,各列宽3.5厘米,表格中的字符设为宋体、四号, 水平左对齐,垂直居中; 3.设置文本 ●表格标题设为黑体、二号字,居中对齐; ●表格末行设为幼圆、小四号字,其中,“回函请寄:”几字设为加粗; ●表格外边框的线宽为1.5磅。 4.编排格式 ●在文档头部插入一行由“剪刀”和“-”号组成的字符串; ●按“样文1”所示位置,插入艺术字库中第1行第2列式样的艺术字; ●艺术字设为隶书、36磅、红色,无环绕。

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