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绪论1

第一章 实验误差及数据处理3

1.1 测量与误差3

一、误差3

二、误差与分类3

三、偶然误差的处理4

四、系统误差处理方法简介12

五、用不确定度表示测量结果13

1.2 实验数据处理方法15

一、有效数字及其运算规则15

二、实验数据的列表表示法16

三、非线性实验数据的处理17

四、线性实验数据的处理19

1.3 物理实验中的近似方法24

2.2 长度测量器具26

二、游标卡尺26

一、米尺26

2.1 概述26

第二章 力热实验中常用的测量仪器和量具26

三、千分尺(螺旋测微器)28

四、读数显微镜、观测望远镜测量长度29

2.3 质量测量仪器29

一、物理天平29

二、光学分析天平32

一、秒表33

2.4 时间测量仪器33

二、数字毫秒计34

三、频率的测量35

2.5 温度测量器具35

一、温度的测量35

二、玻璃液体温度计36

三、热电偶温度计36

四、万用电表37

三、直流电压表37

二、直流电流表37

一、直流检流计37

2.6 电压和电流测量仪器37

四、电阻温度计37

五、电表误差及其注意事项38

附录 国际单位制简介39

第三章 实验41

第一单元 误差、数据处理及基本仪器使用41

实验Ⅰ-1 随机误差的正态分布41

实验Ⅰ-2 长度、质量和密度的测量45

实验Ⅰ-3 测温装置的校定46

Ⅰ-3-1 定点法校准玻璃水银温度计46

Ⅰ-3-2 比较法校准热电偶温度计48

第二单元 质点运动学与动力学49

实验Ⅱ-1 物体运动速度与加速度测量49

实验Ⅱ-2 牛顿第一、二定律的验证50

Ⅱ-2-1 牛顿第一定律的验证50

附录 气垫导轨简介51

Ⅱ-2-2 牛顿第二定律的验证52

Ⅱ-2-3 用火花法研究匀速直线运动和匀加速直线运动53

实验Ⅱ-3 用自由落体测重力加速度55

Ⅱ-3-1 闪光照相法55

Ⅱ-3-2 光电计时法57

Ⅱ-3-3 火花法测自由落体重力加速度61

第三单元 刚体运动学与动力学64

实验Ⅲ-1 刚体的转动惯量的测定及平行轴定理的验证64

Ⅲ-1-1 刚全转动实验64

Ⅲ-1-2 电火花法测转动惯量67

Ⅲ-1-3 光电计时法测转动惯量70

实验Ⅲ-2 摆的研究71

Ⅲ-2-1 单摆的研究72

Ⅲ-2-2 三线摆75

Ⅲ-2-3 用开特摆(可倒摆)测定重力加速度77

附录 利用标准摆用重合法测周期79

实验Ⅲ-3 气垫陀螺79

Ⅳ-1-1 伸长法测杨氏模量82

实验Ⅳ-1 杨氏模量的测量82

第四单元 材料的形变82

附录 实验的误差分析84

Ⅳ-1-2 用梁的弯曲测定杨氏模量85

实验Ⅳ-2 扭摆及其应用87

Ⅳ-2-1 扭摆的振动87

Ⅳ-2-2 用扭摆测液体的黏度90

Ⅳ-2-3 用扭摆测定金属的切变模量90

附录 (4)式的推证92

第五单元 振动和波94

实验Ⅴ-1 简谐振动的研究94

Ⅴ-1-1 焦利秤法研究弹簧振子的简谐振动94

Ⅴ-1-2 用气轨研究弹簧振子的简谐振动96

Ⅴ-1-3 用气轨研究弹簧振子的阻尼振动100

实验Ⅴ-2 驻波实验103

Ⅴ-2-1 弦的振动实验103

Ⅴ-2-2 驻波法测声速105

实验Ⅴ-3 受迫振动与共振107

第六单元 动量与能量守恒110

实验Ⅵ-1 动量守恒110

Ⅵ-1-1 一维碰撞110

附录 恢复系数e和动能比R的讨论112

Ⅵ-1-2 二维碰撞114

附录 气桌简介115

Ⅵ-1-3 碰撞中平均冲力的测定116

实验Ⅵ-2 机械能守恒117

Ⅵ-2-1 用刚体转动仪验证机械能守恒*117++++Ⅵ-2-2 用气垫导轨验证机械能守恒定律118

实验Ⅵ-3 热功当量的测定119

Ⅳ-3-1 用电热法测定热功当量120

第七单元 热学123

实验Ⅶ-1 量热学与潜热123

Ⅶ-1-1 混合法测量冰的熔解热123

附录 温度计的影响125

Ⅶ-1-2 用混合法测定金属的比热容126

Ⅶ-1-3 用冷却法测定液体比热容127

Ⅶ-2-1 金属热膨胀系数的测定129

实验Ⅶ-2 热膨胀系数的测定129

Ⅶ-2-2 液体体膨胀系数的测定131

实验Ⅶ-3 对流与传导133

Ⅶ-3-1 冷却规律的研究133

Ⅶ-3-2 稳态法测量不良导体的导热系数135

第八单元 分子物理学138

实验Ⅷ-1 液体表面张力系数的测量138

Ⅷ-1-1 毛细管法测水表面张力138

Ⅷ-1-2 拉脱法测定液体的表面张力数140

附录 (2)、(3)式的推导140

实验Ⅷ-2 测定液体的黏度142

Ⅷ-2-1 用斯托克斯公式测定液体的黏度143

Ⅷ-2-2 毛细管法测水的黏度144

Ⅷ-2-3 转筒法测量液体的黏度147

实验Ⅷ-3 观测悬浮在空气中微粒的布朗运动151

实验Ⅷ-4 固体密度的测定153

Ⅷ-4-1 流体静力学法测固体密度154

附录 实验误差讨论155

Ⅷ-4-2 用比重瓶测定小块固体的密度157

第四章 设计性实验159

1 设计性实验的目的和要求159

2 设计实验159

3 综合实验160

附录161

表1 国际单位制(SI)161

表2 基本物理常数162

表4 标准大气压下不同温度的纯水密度163

表3 20℃时常见固体和流体的密度163

表5 在海平面上不同纬度处的重力加速度164

表6 在20℃时部分金属的杨氏弹性模量164

表7 部分固体的线膨胀系数165

表8 部分物质，材料制品的导热系数165

表9 部分固体和液体的比热容166

表10 部分液体同空气接触面的表面张力系数166

表11 部分液体的黏度167

表12 水的黏度和同空气接触面的表面张力系数167