【教案】大学物理实验教案-金属线胀系数的测量(电脑仿真)

《【教案】大学物理实验教案-金属线胀系数的测量(电脑仿真)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、大学物理实验教案实验项目金属线胀系数的测量（电脑仿真）教学目的1.测定金属杆在一定温度区域内的平均线胀系数。2.熟练掌握光杠杆的原理和调整方法。实验原理当温度升高时，一般固体由于原子的热运动加剧而发生膨胀。设厶为物体在温度心=0°C时的长度，则该物体在严C时的长度为厶。厶=厶（1+Qf）（x即该物体的线胀系数。在温度变化不大吋a是一个常量。_厶-厶_△厶_AL/厶）CZ——————03ta的物理意义就是温度每升高1°C时物体的伸长量△厶与它在0°C时长度之比。实验时，测得的是物体在室温人下的长度厶，及其在人至乙间的伸长量ALO设a为

2、常量，则有厶=厶（1+ar】）厶=厶）（1+%）当『1、°不大时，血1、力2«1，所以有厶=1+%J+也-匕命—1+血°厶l+af]Rn厶一厶A厶即a=—=厶（『2—G厶4）L】、S12可以直接量得，而△厶则因其甚小，需用光杠杆测定。设光杠杆镜面到标尺的距离为D,光杠杆前后脚的垂直距离为b,血、也分别为温度『2、h时标尺读数，贝0△厶"厂和2D2£＞厶亿-G上式就是本实验测量金属线胀系数所依据的公式。教学重点与难点重点：1.使用仿真软件进行仪器调节；2.读出叉丝横线在直尺上的读数；3.测量直尺到平面镜之间的间距。难点：仿真软件的使用

3、。实验内容提要1.测量紫铜管长度厶把紫铜管取出，用米尺则量其长度。然后把被测管慢慢放入孔中。2.光杠杆的后脚尖置于紫铜管上端，前二足置线胀仪平台前面凹槽内。光杠杆镜面尽可能垂直。镜尺系统放在离光杠杆镜面正前方1〜1.2m左右，望远镜与光杠杆处于同一高度。尽量使望远镜轴线水平、标尺铅直。3.仪器的调整。左右移动镜尺支架。使眼睛从望远镜上方沿着镜筒方向看去能从平台镜中看到标尺的像.然后调节望远镜目镜，使在望远镜中看到清晰的十字叉丝，再调节望远镜的调焦手轮，使在望远镜中能看到清晰的标尺像。最后反复调节冃镜及调焦手轮，消除叉丝与标尺像之间的

4、视差。4.设置温度”为40°C。将线胀仪接上电源，打开开关，按下预置开关，仪器进入预置状态，这时温度数显表显示-no°c,轻按调节开关，数显表显示的数字不断减少，当将要到达所要预置温度八时改用跃按法使温度达到预置值。预置调节完毕。5.测量在预置温度厶时标尺像读数®。按下预置开关，线胀仪退出预置状态，进入工作状态。这时数显表显示的温度不断上升，超过预置温度人若干度后开始下降。下降到儿以下若干度后又上升，当升至儿时记下®读数。反复多次。6.按步骤4预设置温度5为90°C,后按步骤5测在温度°时标尺像读数n2o7.用钢卷尺量出标尺至光杠杆

5、距离Do8.将光杠杆取下，在白纸上印出三足的位置，用游标卡尺测出后足至前二足连线的垂直距离b。测量与数据处理要求1.在实验界面单击右键选择“开始实验”；2.调节平面镜至竖直状态；3.打开望远镜视野，并调节方位、聚焦、目镜使得标尺刻线清晰，且中央叉丝读数为0.0mm；4.单击铜棒测量长度，单击温度计显示铜棒温度，打开电源加热，记录每升高10度时标尺读数直至温度升高到9()度止，并记录数据；5.单击卷尺，分别测量L、b、D,并记录数据；6.以t为横轴，S为纵轴作S-t关系曲线，求直线斜率k；7.带入公式计算线胀系数值。思考题1.为什么测

6、人，5时要用温度下降至“，心以下又上升时读数，而不用从开始上升到预置温度时就读数？2.各次能否用下降时温度读数?或各次用上升、下降时温度平均值？3.根据你测量结果，试分析哪一个量的不确定度对结果的误差影响最大？参考资料《大学物理实验》一一马靖马宋设施洋主编《大学物理实验指导》一一丁道淳陈之前主编《物理实验教程》一一丁慎训张连芳主编《大学物理实验》一一霍剑青吴泳华等主编一、预习及操作评分标准：（1）预习部份（共40分）1、实验目的：5分2、实验仪器：5分3、实验原理：15分文字叙述、主要公式、原理图各5分。4、填空部份：15分每空2分

7、，全对15分。（2）操作部份（60分）1、完成实验时间：（15分）2、实验数据：（30分）若抄袭他人数据，则为0分。3、实验态度：（15分）评分标准二、实验报告评分标准1、数据记录（30分）扣分点：a、有效数字有误的扣5分。b、单位不写的扣5分。c、测量数值错误的扣5分。2、作S・t曲线（70分）作图：40分；取点及计算：30分。扣分点：a、有效数字有误的扣5-10分。b、单位不写的扣5分。c、标尺选取错误的扣5分。d、原始点不清楚的扣5分。e、取点有误的扣5-10分，取原始点的扣10分。f、作图太小的扣10分。