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大学物理实验教程
物理实验是学习物理学知识不可或缺的重要组成部分，本文将引导读者如何进行大学物理实验，掌握重要实验原理，进行有效实验。
大学物理实验是通过实验来了解物理现象的实践方法，是学习物理科学的一种重要手段：
1.准备实验：准备物理实验前应该要详细阅读实验材料，熟悉该实验的仪器，仪器的连接方式，仪器的操作要点，以及对该实验的假定或要求；
2.实施实验：运用熟悉的仪器按照实验材料和实验要求注意安全操作，观察准确测量数据；
3.数据处理：根据测量数据处理归纳分析，分析出实验结果；
4.综合结论：利用预期结论进行比较，归纳出最终的实验结论；
5.记录报告：运用正确语言将所学知识，进行科学性记录，适当填充实
验数据，以此完成任务报告书。
完成了实验手稿后，得出的结论，也可以作为其他的批判性思维的基础。
第二(dìèr)部分大学物理实验(shíyàn)基础知识第一章测量误差物理实验的任务，不仅仅是定性(dìng xìng)地观察物理现象，也需要对物理量进行定量测量，并找出各物理量之间的内在联系。
由于测量原理的局限性或近似性、测量方法的不完善、测量仪器的精度限制、测量环境的不理想以及测量者的实验(shíyàn)技能等诸多因素的影响，所有测量都只能做到相对准确。
随着科学技术的不断发展，人们的实验知识、手段、经验和技巧不断提高，测量误差被控制得越来越小，但是绝对不可能使误差降为零。
因此，作为一个测量结果，不仅应该给出被测对象的量值和单位，而且还必须对量值的可靠性做出评价，一个没有误差评定的测量结果是没有价值的。
下面介绍测量与误差、误差处理、有效数字、测量结果的不确定度评定等基本知识，这些知识不仅在后面的实验中要经常用到，而且也是今后从事科学实验工作所必须了解和掌握的。
§1.1 测量与误差一、测量及其分类物理实验是对物理现象、运动规律的定量的认识,当然离不开测量, 但决不仅仅是测量, 还需从一定的理论出发，对测量数据加以分析,归纳出有关结论。
1．测量所谓测量，就是借助一定的实验器具，通过一定的实验方法，直接或间接地把待测量与选作计量单位的同类物理量进行比较的全部操作。
简而言之，测量是指为确定被测对象的量值而进行的一组操作。
2．测量的分类（1）按照测量值获得的方法的不同：直接测量、间接测量直接测量：把待测物理量直接与作为标准的物理量进行比较。
例如(lìrú)，用米尺测物体(wùtǐ)的长度，用电流计测线路中的电流，相应(xiāngyīng)的被测物理量称为直接测量量。
间接测量：指利用直接测量的量与被测的量之间已知的函数(hánshù)关系，从而得到该被测量的量。
例如，先直接测出铁圆柱体的质量m、直径D和高度h，再根据公式计算出铁的密度，这就是间接测量， 称为间接测量量。
大学物理（一）实验报告目录实验1刚体转动的研究实验报告................................................ (1)实验2惠斯通电桥测电阻实验报告............................................. (6)实验3三线摆测刚体转动实验报告 (11)实验4密立根油滴法测定电子电荷实验报告 (18)实验5静电场测绘实验报告 (23)实验6阴极射线示波器实验预习报告 (28)实验7测定钢丝的杨氏弹性模量实验报告............ . (29)实验8电位差计测电动势实验报告 (34)实验9导轨上的一维运动实验报告 (40)实验10 测定液体变温粘滞系数实验报告 (47)刚体转动的研究实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](实验示意图、主要计算公式等)图1实验示意图解释下列概念或定律:1.刚体2.刚体的转动惯量3. 力矩4．刚体的转动定律5.视差[实验步骤]（简要列出实验主要操作步骤）[数据表格]下落高度：h1= (m)；h2= (m)；h= (m) [注意事项]刚体转动的研究实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器]（规格、型号、精度）[实验原理](简述)[数据表格]（要求计算刚体的转动惯量和摩擦力矩，并作图）表1测量原始数据表砝码下落高度：h 1= (m)； h 2= (m)； h = (m) 图121t r与r 关系图（在直角坐标纸上做图）[数据处理][实验结果][分析讨论]1、实验中为何使用25克左右的砝码而不使用比25克大得多或小得多的砝码？2、怎样用最小二乘法拟合实验数据？惠斯通电桥测电阻实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)图1实验电路原理图[实验步骤]（简要列出实验主要操作步骤）1、自组电桥2、箱式电桥[数据表格]1、自组电桥电阻单位：2、箱式电桥电阻单位：[注意事项]箱式电桥倍率与不确定度计算表：惠 斯 通 电 桥 测 电 阻 实 验 报 告班级 组 姓 名 学号 实验成绩 年 月 日 同组人 实验台号 教师签字 [实验目的][实验原理][实验仪器]（规格、型号、精度）[数据表格]1、 自组电桥（要求：分别计算a R 和b R 的均值，不确定度和相对不确定度，写出计算过程）电阻单位：2、箱式电桥（要求：将表格填写完整，写出a R 和b R 的不确定度的计算过程） 电阻单位：[[结果表达][分析讨论]1、当惠斯通电桥达到平衡后，若交换电源和检流计位置，电桥是否仍保持平衡？2、什么是电桥灵敏度？如何测定灵敏度引入的误差？三线摆法测刚体转动惯量实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)[实验步骤]（简述）[数据表格]表1.圆盘转动惯量测试数据记录表表2. 圆环转动惯量测试数据记录表三线摆转动惯量的理论公式：Ｊ盘Ｊ环三线摆转动惯量的实验公式：Ｊ盘Ｊ环[注意事项]三线摆法测刚体转动惯量实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器][实验原理]图1.三线摆法测刚体转动惯量原理图[数据表格]表1.圆盘转动惯量测试数据记录表表2.圆环转动惯量测试数据记录表[数据处理]1.转动惯量的计算三线摆转动惯量的理论计算：Ｊ盘Ｊ环三线摆转动惯量的实验计算：Ｊ盘Ｊ环2.各直接测量量的不确定度的计算3.盘的不确定度的计算4.环的不确定度的计算5.转动惯量的理论值与实验值的百分比比较[结果表达] [分析讨论]密立根油滴法测定单电子电荷实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)[实验步骤]（简述）[数据表格][注意事项]密立根油滴法测定单电子电荷实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器][实验原理](简述)图1.密立根油滴法测定单电子电荷原理图[数据表格][数据处理] t(s)的计算q(c)的计算e(c)的计算不确定度的计算1.2.3.e与单电子电量e0的比较[结果表达][分析讨论]静电场测绘实验预习报告班级组姓名学号年月日同组人实验台号教师签字[实验原理](简述)[实验步骤]（简述）[数据表格] 2a= cm；2b=cm[静电场测绘实验报告班级组姓名学号实验成绩年月日同组人实验台号教师签字[实验目的][实验仪器][实验原理](用稳恒电流的电场模拟静电场的依据)：[实验数据]a= cm；b= cm实验所得的等位线图：（在此处粘贴等位线图）ln a = ；ln b = ；用坐标纸作图。
大学物理实验报告基本测量(1)大学物理实验报告基本测量一、引言实验是物理学学习的重要环节，而实验报告是实验的重要组成部分。
实验报告中基本测量是必须要进行的，本文将介绍实验报告基本测量的要求和相关事项。
二、基本测量1.测量原理和方法：指明测量所用的物理量和测量方法，并解释测量结果的意义。
2.测量精度和误差：首先进行误差分析，解释误差的来源，并计算总误差和测量结果的不确定度。
3.结果处理：包括数据处理、数据分析和数据展示三个方面。
数据处理包括原始数据处理、数据检查和数据样本处理；数据分析包括数据的平均值，标准差、相对误差等统计量；数据展示则包括图表、曲线等数据呈现方式。
4.实验结论：根据以上的测量结果，进一步得出实验的结论，即分析该实验所探讨的物理问题，进一步发现本实验中的物理规律。
三、实验报告基本要求1.实验目的：介绍该实验的目的和意义。
2.实验器材：详细介绍实验所用的仪器、量具和器材。
3.实验方法：介绍实验过程和操作。
4.实验结果：结合实验目标和仪器器材进行实验数据的统计、处理和分析，并提供数据表格、折线图、统计图等，方便读者直观地了解数据变化过程。
5.实验结论：在研究了实验结果及有关物理规律的基础上，得出本实验中的实验结论，并进行探讨。
四、实验报告注意事项1.报告应简洁明了，用词准确，不可出现错字和语法错误。
2.注意附上所有的数据和表格，并在文字中对其进行详细描述和解释，避免遗漏和误解。
3.实验数据的处理方法和结果分析过程应详尽和科学，以便于他人重现实验和进一步探究。
4.实验结果要充分表现出实验的特征和规律，使读者能够深刻理解实验原理和结果。
总而言之，基本测量是一份实验报告中必不可少的组成部分，通过准确测量，分析和处理实验数据，得出合理结论，既可以帮助提升实验结果的精确度，也可以促进对物理规律的深入了解，从而推动物理学研究的进一步发展。
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：物理学是一门实验学科，物理学的各种实验方法、测试手段广泛地应用于科学技术的各个领域。
作为物理系本科学生入校必修的第一门独立的基础实验课程，使学生在物理实验的基础知识、基本方法和基本技能方面得到基本训练。
通过实验教学：使学生掌握基本物理量的测量方法；掌握常用实验仪器的性能，并能正确使用；掌握常用的实验操作技术和物理实验方法；能正确记录和处理实验数据，合理分析实验结果；写出比较完备的实验报告。
培养和提高学生的科学实验素养，为今后从事科学研究和工程实践打下扎实的基础。
2.设计思路：本课程以学生为中心，重视对学生基本能力的训练和创新思维的培养。
依照夯实学生基础实验知识的目标，优化精选实验内容的原则，由浅入深的设置基础实验项目。
力热实验：主要学习物理基本量（长度、时间、温度、质量）的测量方法和测量工具的熟练使用。
电磁实验：主要学习电磁学基本量（电流、电压、电阻、磁感应强度）的测量和常用电子仪表的正确使用。
光学实验：观察和研究光的干涉和衍射现象，研究光的偏振现象，深刻理解光的本性。
在力热、电磁和光学实验室各安排四个实验教学项目，总计12个实验教学项目供学生独立实践。
课程内容包括：精讲绪论、实验小结和实验室实验教学绪论：主要讲述测量与误差、有效数字、不确定度和数据处理的基础知识。
实验小结：四个实验项目结束后，用2个学时总结实验教学中遇到的各种问题，指导学生提优补差，利于学生能更高质量的完成后期实验，提高实验教学效果。
实验室实验教学：每个实验项目由老师讲解相关理论知识、仪器使用方法和学生独立操作、记录和处理实验数据、书写合格的实验报告两部分组成。
3.该课程与其他课程的关系：本课程是实验教学的先修课程，与后期的大学物理实验2和大学物理实验3构成大学物理实验逐级提高的层次化教学体系。
本课程有助于学生系统获得基本的实验知识和提高学生动手能力，还能加深学生对并行的大学物理课程涉及到的物理概念和物理规律的理解。
《大学物理实验》复习思考题第一章 误差、不确定度和数据处理的基本知识1、 测量不确定度的概念是什么？如何对测量不确定度进行评定？怎样对测量结果进行报道？)1()()(12--===∑=n n x x n S S x u ni i xx AC x u B 仪仪∆==σ)(2222)3()()()()(仪∆+=+=x B A C S x u x u x u （p=68.3%）2、测量结果有效数字位数是如何确定的？（1）不确定度的位数一般只取一位（而且只入不舍），若首位是1时可取两位。
相对不确定度为百分之几，一般也只取一、两位。
（2）不确定度决定了测量结果有效数字的位数，即测量结果的有效数字最后一位应与不确定度所在位对齐；若不确定度取两位，则测量结果有效数字的末位和不确定度末位取齐。
（3）有效数字尾数舍入规则：尾数“小于五则舍，大于五则入，等于五凑偶”，这种舍入法则使尾数舍与入的概率相同。
（4）同一个测量值，其精度不应随单位变换而改变。
3、作图法是如何处理数据的？（1）作图规则①作图一定要用坐标纸；②画坐标纸大小和确定坐标轴分度；③画出坐标轴；④数据点； ⑤连线； ⑥标注图名.（2）图解法求直线的斜率和截距求直线斜率和截距的具体做法是，在描出的直线两端各取一坐标点A （x 1，y 1）和B （x 2，y 2），则可从下面的式子求出直线的斜率a 和截距b 。
1212x x y y a --=， 122112x x y x y x b --= A 、B 两坐标点相隔要远一些，一般取在直线两端附近（不要取原来的测量数据点），且自变量最好取为整数。
4、逐差法是如何处理数据的？实验1 基本测量1．掌握游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜的测量原理及测量长度的方法，能正确读数。
2．50分游标卡尺的分度值是多少？如何从游标卡尺上读出被测的毫米整数和小数？如何记录游标卡尺的零点读数? 如何修正测量值？3．螺旋测微计的分度值是多少？如何记录螺旋测微计的零点读数? 如何对测量读数进行修正？4．使用螺旋测微计时，当螺杆接近物体时，为什么不能直接转动套筒？应正确转动什么部件？其作用是什么？5．使用读数显微镜为什么要避免回程误差？利用读数显微镜测量细金属丝的直径时，如何防止回程误差？6．有两种游标卡尺，其主尺上单位分度的长度y=1mm，副尺的分格数n =20，其中一种副尺上单位分度的长度x1=0.95mm，另一种为x2=1.95mm，这两种游标的分度值是否相同？问这两种游标有什么差别？7．如图1所示的游标卡尺，其副尺的零线在主尺零线的左边，副尺上第6条刻度和主尺上的某刻度对齐，问零点读数是多少？8．如图所示的螺旋测微计的螺杆和砧台的端面刚好接触时，活动套筒左边的刻度相对图1 游标卡尺读数示意图于微测基准线的位置如图2(a)、(b)，问零点读数各是多少？图2 螺旋测微计读数示意图实验2 示波器的原理与应用1．从CH1通道输入1V、1KHz正弦波，如何操作显示该信号波形？2．当波形水平游动时，如何调节使波形稳定？3．如何测量波形的幅度与周期？4．调节什么旋纽使李萨如图稳定？5．当示波器出现下面不良波形时，请选择合适的操作方法，使波形正常。
