实验三

实验三 金属材料的压缩实验一、实验目的1．测定低碳钢（Q235 钢）的压缩屈服点sc σ和铸铁的抗压强度bc σ。

2．观察、分析、比较两种材料在压缩过程中的各种现象。

二、设备和仪器1．WES-600S 型电液式万能试验机。

2．游标卡尺。

三、试样采用1525ϕ⨯（名义尺寸）的圆柱形试样。

四、实验原理低碳钢（Q235 钢）试样压缩图如图3-1b 所示。

试样开始变形时，服从胡克定律，呈直线上升，此后变形增长很快，材料屈服。

此时载荷暂时保持恒定或稍有减小，这暂时的恒定值或减小的最小值即为压缩屈服载荷F SC 。

有时屈服阶段出现多个波峰波谷，则取第一个波谷之后的最低载荷为压缩屈服载荷F SC 。

尔后图形呈曲线上升，随着塑性变形的增长，试样横截面相应增大，增大了的截面又能承受更大的载荷。

试样愈压愈扁，甚至可以压成薄饼形状（如图3-1a 所示）而不破裂，因此测不出抗压强度。

铸铁试样压缩图如图3-2a 所示。

载荷达最大值F bc 后稍有下降，然后破裂，能听到沉闷的破裂声。

铸铁试样破裂后呈鼓形，破裂面与轴线大约成45o，这主要是由切应力造成的。

图3-1 低碳钢试样压缩图 图3-2 铸铁试样压缩图五、实验步骤1．测量试样尺寸用游标卡尺在试样高度重点处两个相互垂直的方向上测量直径，取其平均值，记录数据。

2．开机打开试验机及计算机系统电源。

3．实验参数设置按实验要术，通过试验机操作软件设量试样尺寸等实验参数。

4．测试通过试验机操作软件控制横梁移动对试样进行加载，开始实验。

实验过程中注意曲线及数字显示窗口的变化。

实验结束后，应及时记求并保存实验数据。

5．实验数据分析及输出根据实验要求，对实验数据进行分析，通过打印机输出实验结果及曲线。

6．断后试样观察及测量取下试样，注意观察试样的断口。

根据实验要求测量试样的延伸率及断面收缩率 7．关机关闭试验机和计算机系统电源。

清理实验现场．将相关仪器还原。

六、实验结果处理1. 参考表3-1记录实验原始数据。

实验三环境微生物的检测一、实验目的1.了解周围环境中微生物的分布情况。

2.懂得无菌操作在微生物实验中的重要性。

3.了解四大类微生物的菌落特征。

二、实验原理在我们周围的环境中存在着种类繁多的、数量庞大的微生物。

土壤、江河湖海、尘埃、空气、各种物体的表面以及人和动物体的口腔、呼吸道、消化道等都存在着各种微生物。

由于它们体积微小，人们用肉眼无法观察到它们个体的存在。

但是只要稍加留意，我们就可以在发霉的面包、朽木上看到某些微生物群体。

这些现象表明，自然界只要有微生物可以利用的物质和环境条件，微生物就可以在其上生长繁殖。

据此，我们在实验室里就可以用培养基来培养微生物。

培养基是用人工配制的、适合微生物生长繁殖和产生代谢产物用的混合养料。

其中含有微生物所需要的六大营养要素：碳源、氮源、无机盐、生长因子、气体和水分。

此外，根据不同的微生物的要求，在配制培养基时还需用酸液或碱液调节至适宜的pH。

配制好的培养基必须进行灭菌。

所谓灭菌是指采用各类的物理或化学因素，使物体内外的所有微生物丧失其生长繁殖能力的措施。

经过灭菌后的物体是无菌的。

消毒是与灭菌完全不同的概念，它是指用较温和的物理因素杀死物体表面和内部病原微生物的一种常用的卫生措施。

灭菌的方法较多，广泛使用的是高温灭菌，其中最常用的是高压蒸汽灭菌法。

此法是把待灭菌的物品放在一个可密闭的加压蒸汽灭菌锅中进行的。

在1.05kg/cm2的蒸汽压力下，温度可达121℃。

一般只要维持15~20min，就可杀死一切微生物的营养体和它们的各种孢子。

微生物的接种技术是生物科学研究中的一项最基本操作技术。

为了确保纯种不被杂菌污染，在整个接种过程中，必须进行严格的无菌操作。

在实验过程中必须牢固树立无菌概念，经常保持实验台及周围环境的清洁，严格无菌操作，避免杂菌的污染，这是保证实验成功的必要条件。

如将微生物接种到适合其生长的固体培养基表面，在适宜的温度下(一般细菌37℃：霉菌等28℃)，培养一段时间(一般24~48h)后，少量分散的菌体或孢子就可生长繁殖成肉眼可见的细胞群体，此即菌落。

实验三探究两个互成角度的力的合成规律【必备知识·自主排查】一、实验思路与操作装置图与思路思路：(1)记分力(大小、方向)；(2)记合力(大小、方向)；(3)观察图形二、数据处理及分析1．画图：从白纸上O点出发用力的图示法画出拉力F1、F2和F.用虚线把拉力F的箭头分别与F1、F2的箭头连接．如图所示．2．观察图形观察所围成的形状像不像一个平行四边形．位置不变同一次实验中，橡皮条拉长后的小圆环O必须保持位置不变．拉力(1)细绳应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳方向画直线，应在细绳两端画两个射影点．去掉细绳后，连直线确定力的方向．(2)应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内．(3)弹簧测力计示数尽量大些，读数时眼睛要正视，要按有效数字正确读数和记录．误差分析(1)弹簧测力计本身的误差．(2)读数误差和作图误差．(3)两分力F1、F2间的夹角θ过大或过小，用平行四边形定则作图得出的合力F的相对误差也越大．【关键能力·分层突破】考点一教材原型实验例1 以下是某实验小组“探究两个互成角度的力的合成规律”的过程．(1)首先进行如下操作：①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；③撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍将其拉至O点，如图丙．同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环在O处保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同．即________，所以F等于F1、F2的合力．(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力的大小由弹簧测力计读出)；②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是________；③多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形．实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形．这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作________．【跟进训练】1.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．(1)某次实验中，拉OC细绳的弹簧秤指针位置如图甲所示，其读数为________ N；在图乙中用虚线连接F1、F2、F箭头端(在误差允许的范围内)所围成的形状是一个________．(2)关于此实验，下列说法正确的是________．A．与橡皮筋连接的细绳必须等长B．用两只弹簧秤拉橡皮筋时，应使两弹簧秤的拉力相等，以便算出合力的大小C．用两只弹簧秤拉橡皮筋时，结点位置必须与用一只弹簧秤拉橡皮筋时结点的位置重合D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要画短一些2．完成以下“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验的几个主要步骤：(1)如图甲，用两个弹簧测力计分别钩住细绳，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长．记下结点O的位置，两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳的方向．(2)如图乙，用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到____________，记下细绳的方向(如图丙中的c)，读得弹簧测力计的示数F＝________．(3)如图丙，按选定的标度作出了力F1、F2的图示，请在图丙中：①按同样的标度作出力F的图示．②用虚线把F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，能看到所围成的形状像是一个________．考点二拓展创新型实验例 2 某同学利用身边现有器材做“验证力的平行四边形定则”实验，没有找到橡皮筋，只找到一个重物和一个弹簧测力计，细绳若干．(1)用弹簧测力计(已校零)提起重物，重物静止时，读数如图甲所示，则该重物的重力为________ N；(2)把重物按图乙所示方式悬挂，若绳a保持水平状态，绳b与竖直方向的夹角θ为45°，把绳a换成弹簧测力计时，弹簧测力计的示数为N，把绳b换成弹簧测力计时，弹簧测力计的示数为N，在图丙所示的坐标纸上已给出两个分力的方向，每个小方格的边长代表N，请在图中作出力的图示，并用刻度尺测得两分力的合力为________．(3)下列关于该实验的一些说法，正确的是________．A．从实验原理看，避免了多次使用橡皮筋，使得实验的系统误差变小B．从实验过程看，将弹簧测力计换成绳子，很可能因两绳夹角的变化引起偶然误差C．保持绳a水平，改变绳b，使θ减小，则绳a上的拉力增大D．移动绳b，当两绳夹角为90°时也能验证平行四边形定则【跟进训练】3.用如图的实验装置来验证力的平行四边形定则，带有滑轮的木圆盘竖直放置，为了便于调节绳子拉力的方向，滑轮可以在圆盘边缘移动．实验步骤如下：(1)三段绳子各悬挂一定数目的等质量的钩码，调整滑轮在木板上的位置，使系统静止不动．(2)调节滑轮的位置，使得圆心位于绳子的节点O处，记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的________．(3)根据记录数据做力的图示F A、F B、F C.(4)以F A、F B为邻边，画出平行四边形，如果________与平行四边形的对角线近似共线等长，则在实验误差允许的范围内，验证了力的平行四边形定则．(5)改变每段绳子上挂的钩码个数和滑轮位置，重新实验．(6)你认为本实验中有没有必要测钩码的重力？答：________(选填“有”或“没有”)．4．[2022·云南省昆明市高三诊断改编]某同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，利用以下器材：两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔．实验步骤如下：(1)用刻度尺测得弹簧A的原长为cm，弹簧B的原长为cm；(2)如图甲，分别将弹簧A、B悬挂起来，在弹簧的下端挂上质量为m＝100 g的钩码，钩码静止时，测得弹簧A长度为cm，弹簧B长度为cm.取重力加速度g＝m/s2，忽略弹簧自重的影响，两弹簧的劲度系数分别为k A＝________ N/m，k B＝________ N/m；(3)如图乙，将木板水平固定，再用图钉把白纸固定在木板上，将橡皮筋一端固定在M点，另一端系两根细线，弹簧A、B一端分别系在这两根细线上，互成一定角度同时水平拉弹簧A、B，把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置，用铅笔描下结点位置并记为O.测得此时弹簧A 的长度为cm，弹簧B的长度为cm，并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2；(4)如图丙，取下弹簧A，只通过弹簧B水平拉细线，仍将橡皮筋结点拉到O点，测得此时弹簧B的长度为cm，并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P，此时弹簧B的弹力大小为F′＝________ N(计算结果保留三位有效数字)；(5)根据步骤(3)所测数据计算弹簧A的拉力F A、弹簧B的拉力F B，在图丁中按照给定的标度作出F A、F B的图示，然后以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，以这两个邻边之间的对角线表示力F，测出F的大小为________ N(结果保留三位有效数字)．(6)再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示，比较F与F′的大小及方向．(7)通过多次实验可发现，对于两个互成角度的力，若以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则________就代表合力的大小和方向．实验三探究两个互成角度的力的合成规律关键能力·分层突破例1解析：(1)橡皮条对小圆环的拉力相同，作用效果相同．(2)由题图丁得到的启示是可能构成平行四边形．(3)用表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则．答案：(1)作用效果相同(2)②可能构成平行四边形③平行四边形定则1．解析：(1)由题图乙中用虚线连接F1、F2、F箭头端所围成的形状是一个平行四边形．题图甲所示弹簧秤的分度值为N，则读数为N．(2)与橡皮筋连接的细绳是为了确定细绳拉力的方向，两绳的长度不一定相等，A错误；用两只弹簧秤拉橡皮筋时，只要使两弹簧秤拉力的合力与一只弹簧秤拉力的效果相同就行，两弹簧秤的拉力不需要相等，B错误；为了保证效果相同，两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉至同一位置，C正确；标记同一细绳方向的两点要画长一些，这样引起的拉力方向的误差会小些，D错误．答案：(1)平行四边形(2)C2．解析：(2)用一个弹簧测力计钩住细绳把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳的方向．由题图乙可读得弹簧测力计的示数F＝N．(3)①作出力F的图示如图所示．②F1、F2和F的箭头端连接后如图所示，围成的图形是平形四边形．答案：(2)同一位置N(3)见解析图平行四边形例2解析：(1)弹簧测力计的读数要估读到分度值的下一位，分度值为N，则该重物重力为N．(2)作出力的图示如图所示，可得合力为N．(3)从实验原理看，没有多次使用橡皮筋，避免了劲度系数改变的影响，减小了系统误差，A正确；从实验过程看，弹簧测力计换成绳子，很可能因两绳夹角的变化引起偶然误差，B正确；绳a水平，改变绳b，使θ减小，有tan θ＝F aG则绳a上的拉力减小，C错误；当两绳夹角为90°时，a绳的拉力为0，不能验证力的平行四边形定则，D错误．答案：(1)(2)如图所示N(3)AB3．解析：(2)由于力是矢量，所以一定需要记录三段绳子所挂钩码个数以及三段绳子的方向；(4)以F A、F B为邻边，画出平行四边形，如果F A、F B所夹的对角线与F C近似共线等长，说明F A、F B所夹的对角线表示的力即为F A、F B的合力；(6)实验中钩码都是相同的，一个钩码受到的重力为一个单位力，只要计钩码的个数即可，故不需要测量钩码的重力．答案：(2)方向(4)F C(6)没有4．解析：(2)根据胡克定律，两弹簧的劲度系数分别为k A＝mgΔx A ＝0.100×9.8(6.98−6.00)×10−2N/m＝100N/m，k B＝mgΔx B ＝0.100×9.8(9.96−8.00)×10−2N/m＝50 N/m.(4)弹簧B的弹力大小为F′＝k BΔx B″＝50×(－)×10－2 N＝N．(5)由胡克定律可得：F A＝k AΔx A′＝100×(－)×10－2 N＝N，F B＝k B Δx B′＝50×(－)×10－2 N＝N，画出两个力的合力如图，由图可知合力F≈ N(6)作出力F′的图示如图所示．(7)通过多次实验可发现，对于两个互成角度的力，若以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向．答案：(2)10050(4)(5)图见解析(F A＝N、F B＝N)(～均正确)(6)图见解析(7)这两个邻边之间的对角线。

实验三一、某小学26位学生(11岁)的身高（单位：cm）如下：126（女）149（男）143（女）141（男）127（女）137（男）132（男）137（男）132（女）135（女）134（男）146（男）142（女）135（男）141（男）150（男）137（女）144（男）137（女）134（女）139（男）148（男）144（女）142（女）137（女）147（男）1、计算身高各种描述性指标；2、分男女输出身高的均值、方差、标准差。

二、针对数据Empolyee data.sav，1、输出当前薪金的基本描述性统计量，并对不同性别进行比较。

参考答案：第一步：操作过程分析-----描述统计----探索第二步：结果显示不同性别比较时方法同上，只是在因子列表中输入gender2、输出不同性别不同工作类型的当前薪金的均值，方差，标准差及中位数。

参考答案：第一步：操作过程分析-----比较均值-----均值第二步：结果显示：3、分析当前薪金是否存在不均衡现象。

参考答案：第一步：操作过程（1）分析-----描述统计-----描述（2）转换----可视离散化（3）分析-----描述统计----频率第二步：结果显示第三步：结果解释结果显示，低收入组为0%，高收入组占2.1%，收入异常组的总比例大于理论值0.3%，所以可以认为当前薪金存在一定的不均衡现象。

4、输出不同性别和不同工作类型交叉分组下的职工频数分布情况。

（在分析----描述统计----交叉表里完成）三、下表为甲乙两地被访者对互联网的使用情况，请绘制饼图。

地区每天上网经常上网偶尔上网从不上网甲地乙地49（19.84%）62（21.83%）92（37.25%）113（39.79%）65（26.32%）67（23.59%）41（16.6%）42（14.79%）参考答案:第1步数据视图：第2步变量视图：第3步操作步骤（1）【数据→加权个案】（2）【图形→旧对话框→饼图】【定义】【确定】（3）进入图形编辑界面：第4步结果分析：（同学们自己书写）四、为研究个人矽肺患病率与工龄的关系，某市疾病控制中心收集了以下数据，。

实验三循环结构程序设计（参考答案）1、设计程序sy3-1.c，要求打印小学九九乘法表。

算法分析：根据九九乘法表可知，该表共有9行，第i行有i个表达式，而且表达式中的操作数和行、列数相关，因此可以用嵌套的双重循环来实现，外循环控制行数（循环变量从1到9），内循环控制每行的表达式个数（循环变量从1变到i）。

参考答案：# include <stdio.h>void main(){int i,j;for(i=1;i<=9;i++){for(j=1;j<=i;j++)printf("%d*%d=%-5d",j,i,i*j);printf("\n");}}运行结果：2、设计程序sy3-2.c，要求编程计算x n，其中x和n均由键盘输入２。

算法分析：要计算x的n次方，即是n次x相乘，其中x可以是整型或实型，而n必须是整型；另外要考虑结果的类型，若x和n比较大，一般的int型容易产生溢出。

参考答案：# include <stdio.h>void main(){int i,n;float x,p=1; /*累乘器要赋初值1*/printf("Input x,n: ");scanf("%f,%d",&x,&n); /*以逗号分隔输入的已知数据x和n的值*/for(i=1;i<=n;i++)p=p*x;printf("%g^%d=%g\n",x,n,p);}运行结果：3、设计程序sy3-3.c，已知祖父年龄70岁，长孙20岁，次孙15岁，幼孙5岁，问要过多少年，三个孙子的年龄之和同祖父的年龄相等，试用单重循环结构编程实现。

算法分析：这个程序可以用穷举法来实现，1年、2年、3年……，每加一年都判断三个孙子的年龄之和是否同祖父的年龄相等，若相等则不加了，这个时候所加的年数为我们需要的结果。

实验报告三实验三、对象和类〔一〕1．实验目的〔1〕结合面向对象思想掌握类的定义以及类中成员的定义，学会设计自己的类。

〔2〕掌握方法重载、尤其是构造方法的重载，深入理解构造函数的作用与调用时机。

附录2packagech3; publicclassPassValueTest{ privateinti=-100;〔3〕理解this关键字同static关键字的意义，掌握成员变量的具体隐藏实现。

〔4〕理解对象同对象引用间的区别，掌握创立对象与调用对象成员的方法，以及对象作为参数与根本数据类型变量做参数的区别。

publicvoidtest1(intb){b=100;2．实验内容和步骤}上机输入程序并调试运行程序。

编译并运行附件1和附件附录12，观察结果分析其原因。

publicvoidtest2(PassValueTestb){=100;packagech3;}publicclassClassLoadTest{static{System.out.println("classloding");publicvoidtest3(PassValueTestb){b=this;}publicstaticvoidmain(String[]args){}}}结果：原因：publicstaticvoidmain(String[]args){ PassValueTestobj=newPassValueTest(); inttemp=100;obj.test1(temp);System.out.println(temp);o1.nonstaticmethod();obj.test2(obj); StaticTesto2=newStaticTest();System.out.println(obj.i); o2.nonstaticmethod();}obj.i=100; */PassValueTestnewobj=newPassValueTest();obj.test3(newobj); publicvoidnonstaticmethod(){System.out.println(newobj.i);System.out.println("非静态方法被调用");} }}结果：publicstaticvoidstaticmethod(){原因：System.out.println("静态方法被调用");〔2〕编译附件3，分析结果；将“注释这行〞所在的行注释，再将注释的call2方法去掉注}释，再次编译，观察结果分析其原因。

实验三水中微量铁的测定——邻菲啰啉分光光度法一、实验目的1．学习选择分光光度法实验条件的方法；2．掌握分光光度法测定铁的基本原理及方法；3．掌握分光光度计的使用方法。

二、实验原理应用可见光分光光度法测定物质含量时，通常将被测物质与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测量其吸光度，进而求得被测物质的含量。

因此，显色反应的完全程度和吸光度的物理测量条件都影响到测定结果的准确性。

显色反应的完全程度取决于介质的酸度、显色剂的用量、反应的温度和时间等因素。

在建立分析方法时，需要通过实验确定最佳反应条件。

为此，可改变其中一个因素（例如介质的pH值），暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液的吸光度，通过吸光度－pH曲线确定显色反应的适宜酸度范围。

其它几个影响因素的适宜值，也可按这一方式分别确定。

此外，加入试剂的顺序，离子价态，干扰物质的影响等都应加以研究，以便拟定合适的分析步骤，使实验快捷、准确。

本实验通过对Fe2+-邻菲啰啉反应的几个基本条件实验，学习分光光度法测定条件的选择。

邻菲啰啉法是测定微量铁的一种常用的方法。

一般情况下，铁以Fe3+状态存在时，盐酸羟胺可将其还原为Fe2+，反应如下：2 Fe3+＋2 NH2OH·HCl═2 Fe2+ +N2 ↑+4 H+ +2 H2O+2 Cl-在pH=2 9的溶液中，试剂与Fe2+生成稳定的1:3橘红色配合物，其lgK稳=21.3，在510 nm有最大吸收，ε＝1.1×104 L·cm-1 mol-1。

测定时，控制溶液酸度在pH=5左右为宜。

酸度高时反应较慢；酸度太低，离子则容易水解，影响显色。

Cu2＋、Co2＋、Ni2＋、Cd2＋、Hg2＋、Mn2＋、Zn2＋等离子也能与邻菲啰啉生成稳定配合物，这些离子含量较低时不影响测定，含量较高时可用EDTA掩蔽或经分离除去。

本实验通过绘制吸收曲线选择最大吸收波长或选择适宜的测量波长；通过变动某实验条件，固定其余条件，确定测定最佳酸度和显色剂用量。