各个设计性实验提要.doc

实验1 《135照相胶片密度的测定》实验提要 实验课题及任务 《135照相胶片密度的测定》实验课题任务是，给定一张135照相胶片(如条状约150.0×35.00×0.125、质量约 左右)样品，测量出该胶片的密度。 学生根据自己所学知识，设计出《135照相胶片密度的测定》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；写出实验内容和步骤。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。 设计要求 ⑴ 写出该实验的实验原理，推导出密度与各测量物理量的计算公式。 ⑵ 选择实验测量仪器要符合精度要求，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，确定相应物理量的测量仪器。 ⑶ 设计的实验步骤要具有可操作性。 ⑷ 测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。 ⑸ 测量胶片长度和宽度时应该注意的事项及实际测量的方法。 ⑹ 测量135胶片圆角矩形齿孔时，如果计算的是矩形面积，要注意圆角的修正。 ⑺ 收实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 测量仪器和被测物体及提示 ⑴ 钢尺：20cm/0.1cm或30cm/0.05cm任选，但必须大于胶片的长度和满足测量值相对误差的要求。 ⑵ 游标卡尺：125mm/0.02mm。实验前应检查游标卡尺的零点，允许误差在0.1mm以内。 ⑶ 千分尺：25mm/0.01mm。 ⑷ 读数显微镜：50mm/0.01mm。 ⑸ 光源：钠灯、汞灯或一般的白炽灯任选。 ⑹ 物理天平：600g/0.05g或分析天平：200g/0.001g任选；(因胶片质量约1g，因此量程无需太大。) ⑺ 照相胶片：一般的曝光废胶卷即可。(将胶卷裁切成5～10张长度相同的胶片，长度在15～20cm之间，以保证读数的有效数字为4位。可选单张或多张进行测量，由学生自己选择。裁切时注意不要破坏齿孔的完整。使用前先将胶片压平整，注意不要有折痕)。 实验所用公式及物理量符号提示 ⑴ 密度，为单张胶片的质量，为单张胶片的体积。 ⑵ 体积，为胶片的长度，为胶片的宽度，为单张胶片上齿孔的数目，为齿孔的面积，为单张胶片的厚度。 ⑶ ，为齿孔的长度，为齿孔的宽度，修正量为： 。 有关测量提示 ⑴ 在进行长度测量时：使用钢尺，为了测量准确，通常不用钢尺的端边作为起点；使用千分尺，读数必须要扣除零读数。 ⑵ 用读数显微镜测量长度：先调节目镜和十字准线的间距，使十字准线像最清楚；然后再调节目镜镜筒与待测物体的距离，使十字准线像和待测物体的像都清楚。 ⑶ 使用分析天平时：要调底盘水平和横梁平衡，注意游码的使用方法，不要用手直接拿砝码，注意防风。 提交整体设计方案时间 学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。 注：该实验不需高深理论和烦琐的运算，也不需要特殊的方式方法和自己设计实验装置，该实验是基本知识、基础理论、基本测量仪器的综合性应用。 实验2 《碰撞打靶》实验提要 物体间的碰撞是自然界中普遍存在的现象，从宏观物体的天体碰撞到微观物体的粒子碰撞都是物理学中极其重要的研究课题。 本实验通过两个球体的碰撞、碰撞前的单摆运动以及碰撞后的平抛运动，应用已学到的力学定律去解决打靶的实际问题，从而更深入地了解力学原理，并提高分析问题、解决问题的能力。 实验沿革 本实验的思路是根据美国哈佛大学的“单摆打靶”实验改进而成的。哈佛的实验是这样的：在单摆的摆球与摆线间用一小段胶带纸粘合，当摆到最低点时，让电热丝烧断胶带纸，使摆球作平抛运动；教师临时放置一张靶纸，要求学生据此算出单摆的高度，使摆球击中靶心，然后实验验证之，比赛谁的得分最高(靶心为10分)。他们认为这是一个学生最感兴趣的实验。我们认为这实验构思很好，但对于中国学生，内容还嫌太简单。复旦大学因此把它做了改进：不是让单摆的摆球在最低点时自己作平抛运动去打靶，而是让摆球在最低点去碰撞另一个小球，由被撞球作平抛运动去打靶。这被撞球的质量、大小可与摆球相同，也可以不同，变化很多，内容也丰富多了。根据这一构思，设计了如图2-1所示实验装置，“碰撞打靶实验仪”。我们根据这一实验的构思和复旦大学设计的实验装置，利用我们现有的单摆实验箱，自行组装来完成这一实验，从某种角度来说我们是站在美国哈佛大学和上海复旦大学的肩膀上来做这个实验的，然而难度又增加了几分。 实验课题及任务 《碰撞打靶》实验是通过两个球的碰撞以及碰撞后的平抛运动，研究物体间能量的转换以及运动的变化，了解能量与动量的守恒等力学规律。 学生根据自己所学动力学和运动学的知识和以上的提示，设计出《碰撞打靶》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择和制作实验仪器