实验报告测量学（精选8篇）
1.实验报告测量学 篇一
河南理工大学测绘学院
《近景摄影测量学》教学实验报告
（专业必修课）
姓
名：
专业班级：
学
号：
序
号：
指导教师：
2011年
月
日
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实验成绩：
评 语:
指导老师签名：
2011年
月
日
实习报告一：相机的认识和使用
遥感 专业 班 姓名： 学号： 日期：
一、实验的目的与要求：
1.熟悉使用相机并对物体进行高清晰拍摄 2.了解相机的各功能键对拍摄景物的作用
二、实验仪器：
佳能相机一台
三、实验步骤
1.打开相机
2.阅读相机的使用说明书，了解相机的参数设置 3.用一种拍摄模式对物体进行拍摄然后观察其效果
4.换一种拍摄模式在观察相片的效果，然后与上一张相片对比，观察其图形的差别
5.修改相机参数再观察相片的成图效果。
四、实验体会与收获：
这次实习让我学会到如何使用相机对物体进行高清晰拍摄，同时认识了相机的各个功能键的作用和用法，初步掌握了拍摄的技巧，了解了相机各个功能键对拍摄景物的作用。
实习报告二：Lensphoto软件的处理过程
遥感 专业 班 姓名： 学号： 日期：
一、实验目的：
1.掌握Lensphoto软件的操作步骤
2.掌握Lensphoto软件对非量测相机参数的检校。
二、实验内容：
用Lensphoto软件对已有的实验数据进行处理并得出处理结果
三、实验步骤
1.相机检校
2、新建工程
(1)工程--新建--导入(导入对应要处理的工程影像数据)，输入航带数，对影像进行航带分组。
3、打开工程
打开对应的工程文件*.prj。（1）、空三匹配匹配前人工给定航带内和航带间立体像对的种子点，目的是确定匹配像对两张影像间的概略偏移量。（2）、光束法平差只有进行了相对定向，控制点量测才具有预测功能（3）、控制点量测
4、引入控制点
(1)把全站仪导出的三维点信息，进行编辑。整理成软件可识别的*.ctl数据格式。
5、空三交互
(1)点击空三交互，进入空三交互主界面。点击文件—加载匹配结果。(3)选取一张存在所要量测点的照片，按Enter键,点击加点
和匹配,然后选中照片上对应控制点的位置，程序会自动预测出存在此点的其它照片。
(4)自动匹配完成后，查看影像，如果匹配有偏差，人工粗调量测点位置。(5)点击(像点精确定位),进入像点精调界面，首先点击鼠标右键，选择一张
。然后鼠标左键点击基准片上控制点精确的中清晰的影像作为基准片，点击心位置，程序自动根据基准片，准确匹配出其它点的精确位置。如存在匹配偏差，人工选择，鼠标左键点击偏差片上控制点的中心位置，再通过键盘上的方向键进行精确微调。(6)量测完成后，点击，在弹出界面中，选择控制点，选择对应点号，点击确
。定。然后点击工具栏保存
6、测区拼接
1、点击--OpenBlock(*.blkm),如果有对应工程拼接的blkm文件，直接打开，如果没有，在对应想保存的路径中，输入文件名，然后会提示，是否创建文件，点击--是；
2、点击--Add,加载所要拼接的所有测区工程,加载完成，点击—FullMerger拼接。
7、生成点云
生成点云 参数设置--点的重叠度值一般设置为3(3度重叠：在影像上出现过3次或3次以上的三维点将被保留，重叠度越大，保留的点就越少),点击--生成点云。
8、点云编辑
在立体模型下面对点和线进行编辑
9、生成TIN景观
点击--处理—构全三角网&&输入整体表面；(构全三角网之前点云要选择正确的视觉位置，即景深方向)，然后进入点云产品,显示TIN景观界面，查看TIN景观。
10、生成立体模型
四.实验结果
五.实验体会
这次实习让我学会了如何使用Lensphoto软件对已有的实验数据进行处理，并得出了处理结果。此外，我还掌握Lensphoto软件的操作步骤，学会了如何运用Lensphoto软件对非量测相机参数的检校进行检校。
2.实验报告测量学 篇二
磁力轴承的刚度是反映磁力轴承性能特性的重要参数, 对其进行理论研究和实验测量是磁力轴承研究的基础工作。因为磁力轴承的刚度不仅与磁力轴承的结构有关, 而且还与控制系统有关, 现阶段还没有一套完整的磁力轴承刚度计算理论, 即使是理论计算的刚度值也还需要通过实验验证, 因此磁力轴承刚度的实验测量就显得格外重要。
国内外关于磁力轴承刚度实验测量的研究文献较少。文献[1]给出了转子稳定悬浮状态下磁力轴承电磁力的测量方法, 并用实验的方法计算出电流与电磁力之间的关系ki, 以及位移和电磁力之间的关系kx, 但没有讨论刚度问题。文献[2]利用磁力轴承自身的部件构造了激振器、拾振器以及测量分析系统, 构建了一套自动测量磁力轴承动刚度的测量系统, 实现了磁力轴承动刚度的自动测量, 但该实验中, 对转子施加的激振是通过在DSP系统中改变激振信号来实现的, 其激振方式不同于转子在实际工作时的外界干扰。文献[3]分析了磁力轴承系统的刚度阻尼特性与系统结构参数及其控制器频响特性之间的关系, 给出了系统控制电流的相位对系统稳定性和刚度阻尼特性的影响, 并给出了测试磁力轴承系统刚度频率特性的实验系统原理图, 但是该测量方法基于转子稳定悬浮不旋转, 即转速为零, 转子高速旋转状态下无法利用该方法进行测量。
本文针对磁力轴承转子在不同工作状态, 特别是高速旋转状态下刚度难以测量的问题, 构建了一套磁力轴承的刚度测量系统用来研究磁力轴承的刚度, 为深入研究磁力轴承系统的动力学特性奠定实验基础。
1 磁力轴承刚度定义的探讨
与传统的常规轴承不同, 磁力轴承采用反馈控制的原理, 以电磁力将被支承件稳定地悬浮于空间, 其支承特性不仅取决于磁力轴承的结构设计, 还取决于其控制系统的设计。因此如何定义其刚度是磁力轴承刚度研究的基础。
从文献来看, 对磁力轴承的刚度定义比较模糊, 并没有比较统一清晰的表述。目前, 对磁力轴承的刚度大致有两种定义方式:
一是从磁力轴承系统本身出发, 从电磁力的变化角度来研究其支承特性, 定义其刚度为某方向单位位移所需的沿该位移方向电磁力的增量[4], 即
二是沿袭传统的滚动轴承或滑动轴承的定义, 其刚度定义为外力和转子位移的比值[5], 即
式中, P (t) 为x方向的外部干扰力;F (i, x) 为磁力轴承的电磁力。
这两种表述是不一致的。下面以单自由度磁力轴承系统为例进行分析。
建立图1所示的坐标系, 根据牛顿第二定律, 对衔铁进行受力分析:
式中, mg为衔铁重力。
从式 (3) 可以看出, 外界干扰力和磁力轴承的电磁力是不相等的, 因此上述两种定义是不一致的。
下面再从闭环控制系统传递函数的角度来探讨这两种定义之间的不一致性。
磁力轴承控制系统模型如图2所示。图中, Gk为控制器传递函数;Gg为功率放大器传递函数;Gc为位移传感器传递函数;Gs为电磁力与外界干扰力的合力对位移的传递函数。
首先推导电磁力与位移之间的传递函数。由图2可知:
F=GgGk (X0-GcX) (4)
即
若令参考信号X0=0, 则可得电磁力与位移之间的传递函数为
然后推导外界干扰力与位移之间的传递函数。由图2可知:
X=Gs (F+P) (6)
把式 (4) 代入式 (6) 可得
同样, 令参考信号X0=0, 则可得外界干扰力与位移之间的传递函数为
从式 (5) 、式 (7) 也可以看出, 磁力轴承刚度的两种定义是不一致的。
通过上述讨论, 从磁力轴承受力分析和闭环控制系统传递函数两方面证明了磁力轴承刚度的两种定义是不一致的。本文采用实验的方法来研究这两种刚度定义之间的差异性, 设计了刚度测量的实验方法, 设计出相应的实验装置。为表达方便, 将式 (1) 称为第一种磁力轴承刚度定义, 将式 (2) 称为第二种磁力轴承刚度定义。
2 磁力轴承刚度的影响因素
磁力轴承与传统轴承最大的不同之处在于轴承支承特性可控可调, 其刚度不仅取决于磁力轴承结构参数的设计, 还受到其他因素的影响。
由文献[4]可知径向磁力轴承的刚度矩阵和磁力轴承控制参数与刚度的一般表达式, 其刚度矩阵为
从上式可以看出, 刚度随控制规律的变化而变化。
磁力轴承控制参数与刚度的一般表达式为
k=kiP (ω) -kx
从上式可以看出, 即使磁力轴承系统的控制规律参数不变, 其刚度还取决于外界干扰频率ω。
考虑到磁力轴承正常工作时高速旋转, 涡流及转子惯性力会随着转速的增大而增大, 并且转子可能会跨越临界转速旋转, 这就意味着控制规律以及经过位移传感器测得位移信号的转换都要随转子模态而变化。因此转子转速也是影响磁力轴承刚度的因素之一。
3 磁力轴承系统的刚度测量方法
3.1基于第一种磁力轴承刚度定义的测量方法
根据第一种磁力轴承刚度的定义, 刚度的测量难点是其电磁力的测量。其原因在于磁力轴承正常工作时, 转子处于悬空状态, 不能用力传感器直接测量其电磁力。
为此, 本文磁力轴承电磁力的测量思路是:首先用实验的方法对该磁力轴承系统的力—电流系数ki和力—位移系数kx进行标定, 根据位移传感器测出的位移信号和电流监控设备测出的电流信号, 利用电磁力的线性化公式求出电磁力:
F=kii+kxx (8)
虽然随着对平衡点距离的增加, 式 (8) 的线性化精度在下降, 但是多年来的实践经验及理论已经证明, 简单的线性化方程在很大范围内对控制器的设计是非常适合的[6]。
根据上述分析, 首先要用实验的方法对力—电流系数ki和力—位移系数kx进行标定, 其标定原理如图3所示。
(1) 力—电流系数ki的标定。从磁力轴承电磁力的线性化公式 (式 (8) ) 可以看出, 若令x=0, 改变电流可以测得对应的电磁力, 即可求出力—电流系数ki。标定时, 首先令磁力轴承各线圈均不通电, 使用辅助定心装置把转子调到平衡位置 (即与定子同心) 并固定, 即令x=0, 然后仅使上线圈通电, 其他三线圈不通电, 即il=ir=id=0, 通过调节上线圈的电流iu, 用力传感器测量与之对应的电磁力大小, 用最小二乘法处理实验数据可得力—电流系数ki。线圈通电方位图见图4。
(2) 力—位移系数kx的标定。从式 (8) 可以看出, 在上线圈中通入电流, 改变位移可以测得对应的电磁力, 即可求出力—位移系数kx。标定时, 首先令磁力轴承各线圈均不通电, 使用辅助定心装置把转子调到平衡位置, 然后使上线圈通入电流, 其他三线圈不通电, 即iu=i0, il=ir=id=0, 调节转子的位置, 用力传感器测量与之对应的电磁力, 用最小二乘法处理实验数据可得力—位移系数kx。
3.1.1 磁力轴承静刚度的测量方法
(1) 转子静止时, 即转速为零。首先, 使磁力轴承转子稳定悬浮且转速为零, 观察并记录其位移值X1和控制电流, 求出该时刻的电磁力F1。然后, 给转子系统施加恒定静载荷, 当转子再次稳定悬浮后, 观察并记录位移值X2和控制电流, 求出磁力轴承系统受到外界干扰再次稳定后的电磁力F2, 则磁力轴承静刚度为
(2) 转子在一阶临界转速下旋转, 即刚性转子。在该实验中, 以磁力轴承垂直方向上的刚度计算为例, 假设此时转子围绕本身的几何中心旋转。由于转子旋转会引起偏心惯性力和涡流损耗, 因此, 通过计算得到的电磁力F一部分用于悬浮转子, 即悬浮力Ff, 一部分用于抵消偏心惯性力Fp, 还有一部分是因涡流损耗而引起的电磁力减小部分Fw。而位移传感器测量的位移X不仅包括转子的稳态跳动位移Xf, 还包括由于转子本身的加工误差所造成的偏心惯性力而引起的位移Xjp, 即
F=Ff+Fpcos θ+Fw
X=Xf+Xjp
图5为转子质量偏心原理图。图中, O为转子几何中心, A为转子质心。其静刚度计算公式为
由于转子在同一转速下, 涡流损耗及由质量偏心引起的偏心惯性力和位移变化是相等的, 即Fp1=Fp2, Fw1=Fw2, Xjp1=Xjp2, 若在加载前后取转子的同一相位点, 则θ1=θ2, 由式 (10) 可得
(3) 转子过模态旋转。该实验中, 假设此时转子仍围绕其刚性时的几何中心旋转。与刚性旋转时的不同之处在于此时转子发生振形变化, 因此, 偏心惯性力Fp不仅包含由于转子本身的加工误差而引起的偏心惯性力Fjp, 还包括由于振形变化而引起的偏心惯性力Fep。同样, 位移传感器测量的位移X不仅包括转子的稳态跳动位移Xf, 还包括由转子本身的加工误差所造成的偏心惯性力而引起的位移Xjp、转子振形变化所造成的偏心惯性力而引起的位移Xep, 以及转子振形变化而引起的测量点位置偏移位移Xe。刚度计算推导过程与上述相似, 可得到与式 (9) 相同的刚度计算公式。
3.1.2 磁力轴承的动刚度测量方法
该实验中, 转子稳定悬浮并使之分别处于静止 (转速为零) 、刚性旋转、柔性旋转三种状态, 给转子系统施加给定频率的外界干扰力, 研究磁力轴承系统在给定外界干扰下的动刚度特性。
磁力轴承动刚度测量系统结构如图6所示, 其实现方式如下:当转子受到变化的外界干扰力时, 把位移传感器的输出信号和控制器输出的线圈控制电流值代入 (式 (8) ) , 计算得出磁力轴承电磁力;再用计算出的电磁力对位移信号求微分, 就可得到磁力轴承系统的动刚度, 即k=dF (i, x) /dx;最后把计算出的动刚度值保存在数组中, 完成磁力轴承动刚度曲线的绘制。
3.2基于第二种磁力轴承刚度定义的测量方法
根据磁力轴承第二种刚度定义, 即
3.2.1 磁力轴承的静刚度测量方法
首先, 使磁力轴承转子稳定悬浮且转速为零, 观察并记录其位移值X1。然后, 给转子系统施加恒定静载力G, 当转子再次稳定悬浮后, 观察并记录其位移值X2, 即可求出转子在该状态下的磁力轴承静刚度, 其计算公式为
在上述实验方法中, 若分别令转子刚性旋转、柔性旋转, 则可得到转子在这两种状态下的静刚度值。
3.2.2 磁力轴承动刚度的测量方法
首先, 使磁力轴承转子稳定悬浮且转速为零, 给转子系统施加随时间变化的外界干扰力P (t) , 用位移传感器测出与之同步的位移信号x (t) , 即可求出转子在该状态下的磁力轴承动刚度, 其计算公式为
同样, 若分别令转子刚性旋转、柔性旋转, 则可得到转子在这两种状态下的动刚度曲线。
3.3磁力轴承刚度的实验测量系统
实验的目的是测试两种定义下的磁力轴承刚度, 根据上述测量方法, 为完成转子在不同工作状态下的刚度测量, 需在静止 (转速为零) 、刚性旋转、柔性旋转不同状态下对其施加外界干扰力。图7为对转子进行加载的原理图, 其中加载在电主轴上的外界干扰力f可通过几何关系转换成施加在磁力轴承部分的有效外界干扰力F, 其几何转换关系为
在实验中, 对转子施加的外界干扰力分两种形式, 其一是恒定的静载力, 其二是随时间变化的外界干扰力。其实现方式分别为:恒定的静载力可以通过在电主轴上加载砝码实现, 随时间变化的外界干扰力可以利用B&K振动噪声测试仪 (丹麦, PULSE7700) 及其激振器 (4824) 对电主轴进行激振实现。所设计的刚度测量实验装置如图8、图9所示。
该实验装置主要由电主轴、转子、位移传感器及其支架、磁力轴承及其支架、力—电流系数ki和力—位移系数kx标定系统组成, 可同时实现两种磁力轴承刚度定义下的刚度测量。
4 结论
(1) 从转子受力分析和传递函数两方面论证了两种磁力轴承刚度定义之间的不一致性。
(2) 针对这两种不同的刚度定义分别给出具体的刚度测量方法及实验装置, 在该实验装置中, 可对转子系统施加任意给定频率的外界干扰力。
(3) 假设转子在旋转时围绕其几何中心旋转, 在此基础上推导出转子在不同工作状态下的刚度计算公式是相同的。
(4) 本文提出的刚度测量方法忽略了磁场耦合及非线性影响等问题。
(5) 研究磁力轴承的刚度主要是为了研究磁力轴承的动态特性, 它更多关注的是在外力作用下的位移。因此本文倾向于采用第二种刚度定义。
摘要：在磁力轴承研究中关于磁力轴承刚度存在两种不同的定义, 从转子受力分析和控制系统传递函数角度看, 这两种刚度定义之间存在差异。针对两种不同的刚度定义分别给出了其测量方法, 并设计了磁力轴承刚度测量的实验系统。该实验系统可以实现磁悬浮转子静态悬浮、刚性旋转和柔性旋转工作状态下的刚度测量。
关键词：磁力轴承,刚度,测量方法,测量装置
参考文献
[1]Traxler A, Schweitzer G.Measurement of the ForceCharacteristics of a Contactless Electromagnetic Ro-tor Bearing[C]//4th Symposium of the IMEKO TCon Measurement Theory.Bressanone, 1984:187-191.
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[3]汪希平.电磁轴承系统的刚度阻尼特性分析[J].应用力学学报, 1997, 14 (3) :95-100.
[4]胡业发, 周祖德, 江征风.磁力轴承的基础理论与应用[M].北京, 机械工业出版社, 2006.
[5]虞烈.可控磁悬浮转子系统[M].北京:科学出版社, 2003.
3.实验报告测量学 篇三
［关键词］测量实验实验教学体系实践应用型人才
［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2012）02-0095-02
土木工程测量实验教学是土木工程专业课程的重要组成部分，它在培养工程测量实践动手能力、工程测量科研的开发能力、测量数据综合分析和解决问题的能力等方面有着测绘学理论课教学无法替代的作用，也是培养工程测量应用型人才不可或缺的组成部分。因此，提高学生在工程测量实验方面的动手解决问题的能力，就成了培养工程测量应用人才的关键。
一、构建适时的合理的测量实验教学体系，为提高学生实验能力，培养工程测量应用型人才提供教学依据
近年来，学校对实验教学体系进行了初步的探讨与改革。首先，转变“重理论，轻实践”的传统观念，改革实验教学依附于理论教学的教学模式。其次，优化实验教学内容，探索实验教学方式，逐渐形成了课堂演示、课内实验与课外实验相结合的应用研究型实验教学模式。最终把实验教学作为一个系统来进行整体设计，建立与理论教学既相互联系又相对独立的、具有创新性教育特色的测量学实验教学体系。[2]
（一）确定土木工程专业测量实验的培养目标
我校的土木工程测量实验的培养目标是为土木工程单位培养出具有土木工程测量理论专业知识、具有较强测量动手能力和解决问题能力的一线高级应用型技术人才。确定了这一培养的目标，在构建实验体系时就不至于盲目，在知识涵盖方面，才能做到有系统的取舍。
（二）选择土木工程测量实验教材
教材的选定是构建测量实验体系的重要一环，科学合理地选定测量教材能使学生在学习上有很大的发展。一般土木工程测量实验教学都应遵循接触性认知、理论渗透、认知实习、测量综合实习、生产实习实践的教学过程。因此，一本结合专业特点的由浅入深的教材，是培养测量应用型人才必备的导师。
（三）确定土木工程测量实验项目及实验内容
土木工程测量实验能很好地将测量学的知识与实践联系起来，它是培养测量应用型人才的基础工作，没有测量实验的有效进行，就不能培养出好的测量应用型人才。我校根据专业发展的需要，不断完善测量实验教学大纲，根据测量内容，科学合理地增加了测设方案设计、点平面位置的测设等具备设计性、综合性的试验项目。尽量在贴近实践工程中锻炼学生，提高学生应用和解决问题的能力。
（四）建立科学的土木工程测量实验评估体系
构建合理的测量实验教学评估体系，一方面应该以知识、能力和素质为目标，体现三者的统一，要有利于教师教、学生学，保证实验教学的顺利进行，使学生在实验的过程中付出的艰辛劳动得到认可。同时要让学生在实验过程中大胆实践，营造一个敢于显示个性又相互尊重的气氛，使其在实验中养成耐心、严谨、求实、敬业等优良的素质。[3]另一方面要约束和监督学生独立自主完成实验内容，引导和激励学生趋向培养的目标。对测量实验的评价，要从学生操作、实验理论考查及知识的运用入手，对学生进行“观、问、查”的评价，评价学生的测、绘、算的能力。
二、建立并完善测量实验室开放机制，为提高学生实践能力，培养工程测量应用型人才提供制度保障
建立科学的文件体系、加强制度建设是建立和完善测量实验室开放制度的保障。实验室是学生实验的主要场所，其中包括实验中心、开放实验室、综合实验室等，这些场所是实验教学的主战场。[4]实行测量实验室的开放就是让有兴趣的学生有一个动手锻炼的场所，给学生提供一个发现问题和解决问题的机会，从而提高学生的解决问题的能力。学生在完成规定的实验内容外，还可以自行设计实验项目和实验内容，丰富自身的知识和能力。
在相当长的一段时间里，测量实验室除满足附属理论教学的实验需求外，就只起到一个仓库保管的作用，设备不能得到有效的使用。测量实验室只有全天候对学生开放，学生有时间时想去就去，才是一个真正的学生自主实验的空间。紧闭的实验室管理模式或定时随意的管理方法与学生日渐增长的实验知识的矛盾，强烈要求测量实验室进行改革。实行测量实验室开放式管理，是培养工程测量应用型人才必不可少的一环。
测量实验室是为测量实验教学管理，不断提高实验室教学质量、提升学生实践和创新能力而建立的。一个具有良好实验水平和上进的开放实验室，是理论联系实践，培养高素质测量应用型人才的摇篮。因此，学校为了让学生在专业培养上趋向目标，必须给予政策的支持，完善实验室开放的各方面制度，保证实验室在高水平环境下运作。
三、提高测量实验技术队伍的实践能力，为培养工程测量应用型人才提供强有力的技术保障
由于各高校学生数量和实验室的规模迅速扩大，实验技术队伍问题成为困扰实验室持续发展的凸显问题，亦成为制约高校教学、科研和社会服务水平进一步提高的瓶颈。实验室技术队伍是由实验室技术人员组成的群体，因而实验队伍的建设终究要回归到如何提高个体的素质上来。实验室技术队伍是连接专业教学队伍与实验环境和实验资源的纽带与桥梁。强化实验技术队伍的建设能够更充分地将现代先进技术应用到教学与科研中，为教学科研提供强有力的环境、技术、方法和手段的支持。[5]
测量实验教师如果只是简单应付教学实验，按书本机械地教会学生使用经纬仪、水准仪和全站仪等设备，而没有比较强的实践能力和水平，是无法培养出高水平测量应用型人才的。要想给学生一个可持续的技术支持，必须不断对测量实验队伍的理论和实践能力进行更新，特别是那些前沿技术（比如GPS等变形方面的应用），以适应培养测量应用型人才的需要。如果学生是测量实验海洋中的一粟，那么测量实验队伍必须是能让那一粟漂浮的海洋。在测量实验中，如果实验老师本身都不能熟练掌握各类仪器设备的使用及相关知识，学生又怎能感受到良好的受教育氛围呢？测、绘、算是工程测量能力体现的三个方面，测量实验队伍只有具备较高的测量实验能力和强的测量实践能力，才能回答学生的专业问题，才能给学生提供很好的实践导向。
四、工程测量实践教学与工程实践相结合，培养学生解决问题的实践能力
在实验教学改革中，我们坚信课程的建设离不开学术的沉淀的观点，坚持教学与科研相结合，依托学科学术地位的背景，保证课程内容的先进性、实践性，保证实验教学的效果。[6]《中国高等教育改革和发展纲要》指出：“加强实践环节的教育和训练，发展同社会实际工作部门的合作和培养，促进教学、科研、生产相结合。”只有将测量实践教学与工程实践相结合，让工程实践来检验学生的能力，才能使学生分析问题和解决问题的能力得到提升。
我校为了让学生更好地将理论与实践相结合，建立了校园测量一级导线控制网，提供了一些控制数据，并监督学生完成一些实践内容，让学生在实践中理解一些基本的测量操作和概念，并掌握测量控制网的计算、评价方法等。部分专业学生根据要求被安置在远离学校的地方进行模拟野外的生产实践，从而在实际工程中得到锻炼。
工程测量实践教学是实践性、技术性和操作性很强的教学，从经纬仪、水准仪及全站仪的使用到测量误差的产生、消除及预防，再到测量成果的形成分析，都不是简单的过程。仅仅通过附属理论教学或一个实验的证明是不足以给学生提供一个发现问题和解决问题的环境的。发现问题、提出问题以及解决问题是培养应用型人才的内在动力。没有实际问题的发现及提出，就不会有科学实践的沉淀和结晶。
测量实验场所和测量实习基地的建立，让学生在一个敞开的、实际的实验环境将知识与实践相结合。对于测量实验来说，任何“温室式”或“保姆式”的培养，都只能让学生对工程测量实验停留在验证的结果上，活在理想数据中。
测量实验能力的培养是测量学教学的重要组成部分。切实抓好学生工程测量实验技能的培养，提高其实际动手能力和解决问题的能力，是培养新时代工程测量应用型高技能人才不可或缺的核心工作之一。
［参考文献］
［1］江蕙.谈热学实验教学体系的合理构建［J］.黔南师范学院学报，2005，（3）：77-80.
［2］邓琳，车娟.测量学课程实验教学的改革与实践［J］.教育探索，2008，（8）：33-34.
［3］花向红，汪志明，许才军，邹进贵.测绘工程实验教学评估体系的建立与实践［J］.测绘工程，2008，13（2）:14-15.
［4］万长建.微型实验室的开放式管理模式探究［J］.实验室研究与探索，2009，28（11）：207-209.
［5］涂宇清.研究型大学经济实验教学中心技术平台的构建［J］. 实验室研究与探索， 2009，28（11）：224-227.
［6］刘恩山.高校生物教学改革与教师观念的转变［J］.生物学通报，2003，35（12）:19-20.
［责任编辑：刘凤华］
4.地籍测量实验报告 篇四
一、实验目的
1、通过学习，掌握测制地籍图的方法和步骤。
2、学习利用新增功能提高工作效率
二、实验原理
根据给定的数据，参照CASS实习指导书介绍的内业成图（“草图法”和“简码法”）方法按一定的步骤用指定的数据文件完成地形图的绘制。
三、实验内容
通过本章学习要掌握如何绘制地籍图〔绘权属图〕； 如何绘制宗地图；如何绘制地籍表格； 如何管理地籍图中的信息。
四、实验步骤
1、生成平面图
示例文件E:＼CASS70＼DEMO＼SOUTH.DAT是带简编码的坐标数据文件，故可用“简码法”来完成。
2、生成权属信息数据文件
（1）权属合并
（2）由图形生成权属
先用“绘图处理”下的“展野外测点点号”功能展出外业数据的点号，再选择“地籍成图生成权属由图形生成”项，命令区提示：
请选择：（1）界址点号按序号累加
（2）手工输入界址点号<1>，按要求选择，默认选1。下面弹出对话框，要求输入地籍权属信息数据文件名，保存在合适的路径下，如果此文件已存在，则提示：
（1）文件已存在，请选择
（2）追加该文件
覆盖该文件，按实际情况选择。然后按提示依次往下做，得到结果所要的图。
（3）用复合线生成权属
选择“绘图处理”菜单之“用复合线生成权属”项，输入地籍权属信息数据文件名后，根据命令区提示依次往下做。
（4）用界址线生成权属
如果图上没有界址线，可用“地籍成图”子菜单下“绘制权属线”生成。
3、绘权属地籍图
（1）手工绘制 使用“地籍成图”子菜单下“绘制权属线”功能生成，并选择不注记，可以手工绘出权属线，这种方法最直观，权属线出来后系统立即弹出对话框，要求输入属性，点“确定”按钮后系统将宗地号、权利人、地类编号等信息加到权属线里。
（2）通过权属信息数据文件绘制 首先可以利用“地籍成图地籍参数设置”功能对成图参数进行设置。根据实际情况选择适合的注记方式，绘权属线时要作哪些权属注记。如要将宗地号、地类、界址点间距离、权利人等全部注记，则在这些选项前的方格中打上钩。参数设置完成后，选择“地籍依权属文件绘权属图” CASS界面弹出要求输入权属信息数据文件名的对话框，这时输入权属信息数据文件，命令区提示：输入范围（宗地号街坊号或街道号）<全部>：根据绘图需要，输入要绘制地籍图的范围，默认值为全部
（1）修改界址点点号
选取“地籍成图”菜单下“修改界址点号”功能。点取你要修改的界址点圆圈，也可按住鼠标左键，拖框批量选择。对话框的左上角就是要修改点的位置，提示的是它的当前点号，将它修改成所需求的数值，回车。系统会自动在当前宗地中寻找输入的点号。如果当前宗地中已有该点号，系统将弹出对话框，说明该点已存在，如果输入的点号有效，系统将其写入界址点圆圈的属性中。当选择了多个界址点时，在下一个点的位置将出现图3-10所示对话框，当然，点号变成当前点点号。
（2）重排界址点号
选取“地籍成图”菜单下“重排界址点号”功能。
（3）界址点圆圈修饰（剪切消隐）
选取“地籍界址点圆圈修饰剪切”功能。屏幕在闪烁片刻后即可发现所有的界址点圆圈内的界址线都被剪切，由于执行本功能后所有权属线被打断，所以其他操作可能无法正常进行，因此建议此步操作在成图的最后一步进行，而且，执行本操作后将图形另存为其他文件名或不要存盘。一般来说，在出图前执行此功能。
（4）界址点生成数据文件
用此功能可一次性将全部界址点的坐标读出来，写入坐标数据文件中。选取“地籍成图”菜单下“界址点生成数据文件”功能屏幕弹出对话框，提示输入生成的坐标数据文件名。输入文件名后点“确定”。
（5）查找指定宗地和界址点
选取“地籍”菜单下“查找宗地”功能弹出对话框。根据已知条件选择查找的内容后，查找到符合条件的宗地居中显示。选取“地籍”菜单下“查找界址点”功能，弹出对话框。根据已知条件选择查找的内容后，查找到符合条件的界址点居中显示。
（6）修改界址线属性
点取“地籍修改界址线属性”，屏幕提示选择界址线所在宗地，选取宗地后屏幕提示指定界址线所在边<直接回车处理所有界址线>，选取界址线后弹出如图3-14所示对话框。除了可以查看该线当前的性质，还可以按调查的情况添加界址线信息。
（7）修改界址点属性
界址点圆圈中存放界址点号、界标类型和界址点类型等界址点属性。点取“地籍/修改界址点属性”屏幕提示请啦框选择要处理的界址点，选择界址点后弹出。
5、宗地 属性处理（1）宗地合并
选取“地籍成图”菜单下“宗地合并”功能。分别选取两条宗地的权属线。（2）宗地分割 选取“地籍成图”菜单下“宗地分割”功能。选择要分割宗地的权属线，选择用复合线画出的分割线。（3）修改宗地属性
选取“地籍成图”菜单下“修改宗地属性”功能。用鼠标点取宗地权属线或注记均可。
（4）输出宗地属性
输出宗地属性功能可以将上图所示的宗地信息输出到ACCESS数据库。
选取“地籍成图”菜单下“输出宗地属性”功能。屏幕弹出对话框，提示输入ACCESS数据库文件名，输入文件名。请选择要输出的宗地，选取要输出的到ACCESS数据库的宗地。选完后回车，系统将宗地属性写入给定的ACCESS数据库文件名。
6、绘制宗地图
（1）单块宗地
该方法可用鼠标划出切割范围。打开图形E:＼CASS70＼DEMO＼SOUTHDJ.DWG。选择“地籍绘制宗地图框（可缩放图）A4竖单块宗地”。弹出对话框，根据需要选择宗地图的各种参数后点击“确定”，根据屏幕所示操作，一幅完整的宗地图就画好了。
（2）批量处理 打开SOUTHDJ.DWG图形，选择“绘图处理宗地图框A4竖批量处理”。根据命令区提示操作，最后得图。
7、绘制地图表格
（1）界址点成果表
选择“绘图处理绘制地籍表格界址点成果表”项，弹出对话框要求输入权属信息数据文件名，输入E:＼CASS70＼DEMO＼SOUTHDJ.QS。根据命令区提示操作，得到结果。
（2）界址点坐标表
选择“绘图处理绘制地籍表格界址点坐标表”命令，根据命令区提示操作。
（3）以街坊为单位界址点坐标表
选择“绘图处理绘制地籍表格以街坊为单位界址点坐标表”命令，则根据命令区提示操作。
（4）以街道为单位宗地面积汇总表
选择“绘图处理绘制地籍表格以街道为单位宗地面积汇总表”项，弹出对话框要求输入权属信息数据 文件名，输入E:＼CASS70＼DEMO＼SOUTHDJ.QS则根据命令区提示操作。
（5）城镇土地分类面积统计表
选择“绘图处理绘制地籍表格城镇土地分类面积统计表”项，则根据命令区提示操作。
（6）街道面积统计表
选择“绘图处理绘制地籍表格街道面积统计表”项，弹出对话框要求输入权属信息数据文件名，输入E:＼CASS70＼DEMO＼SOUTHDJ.QS，则根据命令区提示操作。（7）街坊面积统计表
选择“绘图处理绘制地籍表格街坊面积统计表”项，根据命令区提示操作。
（8）面积分类统计表
选择“绘图处理绘制地籍表格面积分类统计表”项，根据命令区提示操作。
（9）街道面积分类统计表
选择“绘图处理绘制地籍表格街道面积分类统计表”项，根据命令区提示操作。
六、实验体会
通过本次的实验和学习，学会了利用新增功能提高工作效率的方法，了解了测制地籍图的方法和步骤，掌握绘制地籍图〔绘权属图〕、如何绘制宗地图、、绘制地籍表格和管理地籍图中的信息的方法。
5.声速测量实验报告范文 篇五
月
日，第批 签到序号：
【进入实验室后填写】
福州大学
【实验一】
声速 测量
（303 实验室）
学 学 院
班 班 级
学 学 号
姓 姓 名
实验前必须完成【实验预习部分】
登录下载预习资料
携带学生证 提前 10 分钟进实验室
实验预习部分 【 实验目的】
】
【 实验仪器】(名称、规格或型号)
【 实验原理 】（文字叙述、主要公式、原理图）
实验预习部分 【 实验内容和步骤】
】
实验预习部分
一、写出示波器以下标号的功能（用中文表述），并复习它们的位置（参本 考课本 P148 图 图 19-13）：
39（或 11）
25。
二、在下图方框中标出函数信号发生器的四个部位分别对应哪个选项。
Ａ、ＣＨ１ Ｂ、ＣＨ１使能 Ｃ、ＣＨ２ Ｄ、ＣＨ２使能
三、实验中在测量声波波长之前，必须确定系统的。
频率。
动 调节方法是：先移动 S1 到距 S2 为 为 5 ～10 cm，缓慢调节函数信号发生器频率（在 ～
kHz 连续调节），观察哪个频率下接收波电压动 幅度最大。然后移动 S1，使示波器显示的正弦幅度最大，再细调信号以 频率（以 0.01kHz。
为步长调节），直到接收波振幅最大。记下此时频率。
注意：本实验用的声速测定装置 动子是发射端，定子是接收端。
于 两个换能器之间的距离最好大于 5 cm，严禁将两个换能器接触。
数据记录与处理
【一】
测量系统的谐振频率 f
k H z
此时换能器间距 L
mm 【二】
用共振干涉法测波长（（v 公 =340.00 m/s）
1L
mm，11L
mm，
mm
声速 v =
百分偏差 B=
【三】用相位比较法测波长
（v 公 =340.00m/s）
数 次数 i L i /mm 数 次数 i+6 L i+6 m/mm6()/6()i iL L mm+=-()mm
声速 v =
百分偏差 B=
思考题：用相位法测量波长时，指出本实验用哪两个图 形之间的距离 ：
测量波长：（在正确的图下画√）
进入实验室后，按实验指导老师要求撰写。
实验预习及操作成绩
实验指导教师签字
日期
实验报告成绩
报告批阅教师签字
6.测量平均速度实验报告 篇六
二、而来验证斜坡上自由滚下的物体在前半程快还是后半程快。
(2)巩固刻度尺和秒表的使用。
三、实验器材：秒表、带刻度的木板(或轨道小车)、小车、弹簧片、木块、刻度尺
四、实验操作步骤及要求
1、检查器材,并将器材按装置图放置，把木板和木块组装成斜面(倾角控
制在20度以内)，小车放于斜面顶端A点，弹簧片固定在斜面下端C点，测出AC段的距离s1记录于表格中;让小车从斜面顶端自由滑下的同时开始计时;小车到达斜面底端停止计时，读出时间为t1 ，同样记录于表格中，利用公式v1=s1/t1计算出v1记于表格。
2、将金属片放于B处固定，重复步骤上述过程，进行第二次测量，同时将AB之间的s2、t2和计算出的v2记于表格。
3、利用s1-s2=s3，t1-t2=测量平均速度实验报告t3，算出BC之间的`s3、t3，再用v3=s3/t3算出v3记于表格。
4、比较v1、v2、v3的大小从而得出实验结论。
5、收拾整理器材。
五、记录和结论：
记录：
六、反思与拓展
两次测量所取的路程相同或不同，小车的平均速度相同吗?
7.实验报告测量学 篇七
一、测量滑块与水平面间的动摩擦因数
【例1】利用图1所示实验装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数.一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点.
(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示.根据图2中数据计算加速度a=_____m/s２.(保留三位有效数字).
(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有____.
A. 木板的长度L
B.木板的质量m１
C. 滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m３
E.滑块运动的时间t
(3)实验时,用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力,则滑块与木板间的动摩擦因数μ=_____(用L、g、a、m１、m２、m３、t中所需要的字母表示).与真实值相比,测量的动摩擦因数_____(填“偏大”或“偏小”).
解析 :( 1 ) 每相邻两计数点间还有4个计时点 , 说明相邻的计数点时间间 隔T=0.1s , 根据逐差法 有 :
(2)要测量动摩擦因数,由Fｆ=μFＮ可知, 要求μ需要知道摩擦力和压力的大小,压力等于滑块的重力,所以需要知道滑块的质量;摩擦力要根据铁块的运动来求得,滑块做的是匀加速运动,拉滑块运动的是托盘和砝码,所以也要知道托盘和砝码的质量,故选项A、B、E错误, 选项C、D正确.
( 3 ) 用托盘和砝码的总重力来代替细绳对滑块的拉力 , 对滑块根据牛顿第二定律有 :联立解得因为托盘和砝码向下匀加速运动 ,所以托盘和砝码的总重力要大于绳子的拉力, 与真实值相比,测量的动摩擦因数结果偏大.
点评:1本实验设计的原理是滑块在水平桌面上做匀加速运动,据牛顿第二定律列式得, 要求解 μ 需要测量a 、 m2、 m3和已知g.2若以托盘和砝码与滑块整体作为研究对象 , 据牛顿第二定律有 :
变式设计1:图1所示的实验装置,滑块在托盘和砝码的牵引下开始运动,托盘和砝码落地后,滑块再运动一段距离停在水平桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始, 每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图3所示.打点计时器电源的频率为50Hz.
(1)通过分析纸带数据,可判断滑块在相邻计数点____和____之间某时刻开始减速.
(2)计数点5对应的速度大小为____m/s (保留三位有效数字).
(3)滑块减速运动过程中加速度的大小为a=____m/s２,若用a/g来计算滑块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值_____(填“偏大” 或“偏小”).
解析:(1)根据匀加速直线运动的推论,相邻相等时间内位移之差是常数 Δx=aT２,可知开始位移之差为2cm,所以6和7之间某时刻开始减速.
( 2 ) 计数点5对应的速 度大小为
( 3 ) 滑块减速运动过程中加速度的大小为由于纸带与打点计时器之间有摩擦阻力 , 实际上有, 得所以用a /g来计算滑块与桌面间的动摩擦因数结果比动摩擦因数的真实值偏大 .
点评 : 1此设计中滑块在水平桌面上先做匀加速运动后做匀减速运动 , 选取滑块在减速运动过程中根据牛顿第二定律列式得 μ = a/ g ,要求解μ需要测量a和已知g,测法简单.2若取滑块在第一阶段加速运动列式,由例1知,要测μ,此设计还少一些物理量未测量.
变式设计2:利用如图4所示的装置测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数.实验中,当滑块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点, 待B稳定后静止释放,A最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.
(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮. 请提出两个解决方法.
( 2 ) 请根据下表的实验数据在图5中作出s-h关系的图象 .
(3)实验测得A、B的质量分别为m = 0.40kg、M=0.50kg.根据s-h图象可计算出A块与桌面间的动摩擦因数μ=____.(结果保留一位有效数字)
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_____(填“偏大”或“偏小”).
解析:(1)B减少的重力势能转化成系统的内能和A、B的动能,A释放后会撞到滑轮,说明B减少的势能太多,转化成系统的内能太少.解决方法:减小B的质量、增加细线的长度、增大A的质量、降低B的起始高度等不同方式.
( 2 ) s-h关系的图 象如图6所示 .
( 3 ) 由能的转化和守恒定律 可得 : 第一阶段有 :第二阶段有解得, 代入数据 可以求μ =0.4.
(4)由于滑轮轴的摩擦会导致绳子的拉力相对偏小,A运动的加速度也偏小,s也偏小, 所以测量结果偏大.
点评:此设计滑块在水平桌面上也是先做匀加速运动后做匀减速运动,但没有像例1及变式1那样用打点计时器测算出加速度再据牛顿第二定律列式,而是用能量观点列式解答.
变式设计3:利用如图7所示的装置测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数.滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m.实验中,滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度g取10m/s２.
(1)为测量滑块的加速度a,需测出它在A、B间运动的____与____,计算a的运动学公式是_____;
(2)根据牛顿运动定律得到a与m的关系为现要通过多次改变m , 测出相应的a值 , 并利用上式来计算 μ . 若要求a是m的一次函 数 , 必须使上 式中的_____保持不变 , 实验中应将从托盘中取出的砝码置于____ ;
(3)实验得到a与m的关系如图8所示, 由此可知μ=_____(取两位有效数字).
解析 :( 1 ) 由, 所以要测量滑块的加速度a , 需测量滑块的位移x和滑行时间t.
(2)若要求a是m的一次函数,只需保持不变 , 即 ( m′+m ) 不变 , 故实验时应将从托盘中取出的砝码置于滑块上 .
(3)由图8可知,图象过(69.0×10－３, 0.43)和(64.0×10－３,0.23)两点,将之代入, 解得 μ =0.23.
点评:1此设计滑块在水平桌面上做匀加速运动,滑块的加速度a不是用打点计时器测算出加速度,而是测量滑块的位移x和滑行时间t,运用运动学公式解得a,据牛顿第二定律列式求解μ.2此设计滑块的质量在变,但滑块质量加滑块上砝码总质量再加托盘和盘中砝码的总质量是不变的.
变式设计4:利用如图9所示的装置测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数.实验步骤如下:
1用天平测量滑块和遮光片的总质量M、 重物的质量m,用游标卡尺测量遮光片的宽度d,用米尺测量两光电门之间的距离x;
2调整轻滑轮,使细线水平;
3让物块从光电门A的左侧由静止释放, 用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间 ΔtＡ和 ΔtＢ,求出加速度a;
4多次重复步骤3 , 求a的平均值
5根据上述实验数据求出动摩擦因数 μ .
回答下列问题 :
(1)滑块的加速度a可用d、x、ΔtＡ和 ΔtＢ表示为a=____.
( 2 ) 动摩擦因数 μ 可用M 、 m 、和重力加速度g表示为 μ =___ .
解析 :( 1 ) 滑块在重物作用下在水平桌面上做匀加速直线运动 , 经过光电门A 、 B时的速度大小分别为解得
( 2 ) 把重物 、 滑块和遮光片看成整体 , 进行受力分析 , 由牛顿第 二定律有
点评 : 此设计滑块在水平桌面上做匀加速运动 , 滑块的加速度a不是用打点计时器测算出的 , 而是通过测量滑块的位移x和经过光电门A 、 B时的速度大小再运用运动学公式解得a,根据牛顿第二定律列式求解μ.
变式设计5:利用如图10所示的装置测定滑块与长木板之间的动摩擦因数.长木板固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板上,纸带穿过打点计时器,与带滑轮的滑块相连.沙桶和力传感器通过绕在滑轮上的细绳相连.调整沙桶的质量,当放开沙桶时,使滑块在木板上做匀加速直线运动.(重力加速度为g,滑轮的质量和摩擦可以忽略)
(1)在某次测量中读出力传感器示数为F, 为进一步测量动摩擦因数,下列物理量中还需测量的有____.
A木板的长度L B. 滑块的质量M
C. 沙桶的质量m D. 运动的时间t
(2)现在已通过打点计时器打出的纸带求得物块的加速度为a,利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式μ=___.
(3)为使实验结果更精确,该同学改变沙桶的质量,重复以上实验操作,得到多组数据,以力传感器的示数F为横轴,以加速度a为纵轴建立直角坐标系,做出a-F图象,得到一条倾斜的直线,该直线的纵轴截距大小为b,当地的重力加速度为g,则由图象可得动摩擦因数μ =____.
解析:(1)由题意知,物块做匀加速运动,根据牛顿第二定律得2F-μMg=Ma,所以要测量动摩擦因数需测量物块的质量M,运动的加速度a,所以选择B ;( 2 ) 解得
点评:此设计滑块在水平长木板上做匀加速运动,通过打点计时器打出的纸带求得物块的加速度为a,滑块受到的拉力由力传感器读出,而不是沙桶的重力,从而减小了测量的误差.
变式设计6:利用如图11所示的装置测定滑块与水平桌面间的动摩擦因数.其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,图11中桌面高为h,O１、O２、A、B、C点在同一水平直线上. 已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.
实验一:挡板固定在O１点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量O１A的距离,如图11所示.滑块由静止释放,落在水平面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x１;
实验二:将挡板的固定点移到距O１点距离为d的O２点,如图12所示,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使O２C的距离与O１A的距离相等.滑块由静止释放,落在水平面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为x２.
(1)为完成本实验,下列说法中正确的是___.
A. 必须测出小滑块的质量
B. 必须测出弹簧的劲度系数
C.弹簧的压缩量不能太小
D.必须测出弹簧的原长
(2)写出动摩擦因数的表达式μ=____( 用题中所给物理量的符号表示 ) .
解析 : 滑块离开桌面后做平抛运动 , 平抛运动的时间滑块做平抛运动的水平距离为x=vt , 因此滑块第1次离开桌面时的速度; 滑块第2; 滑块第1次在桌面上滑动的过程中 , 设弹簧弹力做功为W , AB间距为x , 据动能定理得滑块第2次在桌面上滑动 的过程中 , 据动能定 理得由以上各式所以要测 μ , 不需要测出小滑块的质量 、 弹簧的劲度系数 、 弹簧的原长 , 要使滑块离开桌面后做平抛运动 , 弹簧的压缩量不能太小 , 故选项C正确 .
在桌面上滑动的过程中,据动能定理得W -
点评:此设计滑块在水平桌面上在弹力和摩擦力作用下先做变速运动,弹簧恢复原长后滑块再做匀减速运动,因弹力是变力,滑块在水平桌面上运动过程选用动能定理列式,而末速度巧妙运用平抛运动求解.
二、测量滑块与斜面间的动摩擦因数
【例2】(2015年新课标Ⅱ卷)某学生用图13所示的实验装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,滑块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图14所示,图中标出了5个连续点之间的距离.
(1)滑块下滑时的加速度a=____m/s２,打C点时物块的速度v=____m/s;
(2)已知重力加速度大小为g,求出动摩擦因数,还需测量的物理量是( )
A. 滑块的质量
B. 斜面的高度
C. 斜面的倾角
解析 :( 1 ) 根据纸带数据可知 : 加速度打 C 点时滑块的速度
( 2 ) 滑块在斜面上下滑过程中 , 据牛顿第二定律得 : mgsinθ-μ mgcosθ=ma , 所以动摩擦因数要求出动摩擦因数 , 还需测量的物理量是斜面的倾角 , 因此选C.
点评:1此设计滑块在斜面上向下匀加速运动,利用打点计时器打出的纸带计算出加速度,再运用牛顿第二定律列式可求出动摩擦因数.2此设计没有涉及如何测量斜面的倾角,实际中并不采用量角器测量斜面的倾角,再利用三角函数表查出对应角的正弦、余弦值,此法误差大且不方便,实际中用毫米刻度尺测量出斜面的高和斜面的长即可解决.
变式设计7:用图15所示的实验装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数.将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为___.
( 2 ) 滑块与斜面间的动摩擦因数为____ .
( 3 ) 以下能引起实验误差的是_____ .
A.滑块的质量
B. 当地重力加速度的大小
C. 长度测量时的读数误差
D.小球落地和滑块撞击挡板不同时
解析 :( 1 ) 由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音 , 说明小球和滑块的运动时间相同 , 由
(2)设斜面的倾角为α,根据几何关系可知对滑块由 牛顿第二定律得
( 3 ) 由可知 , 能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差,同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差,故选CD.
点评:此设计滑块在斜面上向下匀加速运动时据牛顿第二定律有mgsinα-μmgcosα=ma, 得:a=gsinα-μgcosα,利用一把尺子解决了a、 sinα、cosα,利用时间相等,不测出具体时间,却找出a和g关系,设计巧妙、简洁、易操作.
变式设计8:如图16所示,在板状物体上固定一弹簧秤(质量不计),弹簧秤下系一光滑小球,将他们一起放在斜面上.用手固定住板状物体使其保持静止,读出弹簧秤的示数F１,然后放手,整体沿斜面匀加速下滑,读出此时弹簧秤示数F２,测出斜面高为H、长为L.则板状物体与斜面的动摩擦因数为____.
解析:设斜面的倾角为α,小球质量为m,板状物体质量为M,它们一起运动时的加速度为a.静止时,对小球由力的平衡条件有:F１=mgsinα;匀加速下滑时对小球及整体分别运用牛顿第二定律有mgsinα-F２=ma,(M +m)gsinα-μ(M + m)gcosα=(M+m)a,解以上三式得板状物体与斜面间的动摩擦因数为
点评:此设计中整体沿斜面匀加速下滑,通过整体法与隔离法分析并运用牛顿第二定律列式,实验中不需测量物体的质量.
变式设计9:用图17所示的实验装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数.质量为M的滑块A放在斜面B上, C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间(x-t)图象.现给滑块A一沿斜面向上的初速度,A的x-t图线如图18所示.
(1)图线不对称是由于___造成的.
(2)通过图线可求得斜面的倾角α 的正弦值=____,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=____. ( 取重力加速度g=9.8m / s2, 结果可保留一位有效数字 )
解析:(1)斜面与滑块间的滑动摩擦力比较大,导致图象不对称.
(2)从图18可以读出,滑块上滑和下滑时发生位移大小约为x=0.84m-0.20m = 0.64m,上滑时间约为t１=0.4s,下滑时间约为t２=0.6s.上滑时匀减速运动可看做反向初速为0的匀加速运动 , 根据运动学公式有 :根据牛顿 第二定律 有下滑时做初速度为0的匀加速运动 , 有联立解得sinα=0.58 , μ =0.27.
点评:此设计滑块在斜面上上滑时做匀减速运动,下滑时做初速为0的匀加速运动,根据牛顿第二定律列式,解答的关键是从x-t图上读出上滑时位移和时间,下滑时位移和时间,从而用运动学公式解得上滑时的加速度与下滑时的加速度.
变式设计10:用图19所示的实验装置测量滑块与木板间的动摩擦因数.一滑块以一定的初速度沿倾角可在0~90°之间任意调整的木板向上滑动,设它沿木板向上能达到的最大位移为x.若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角α 的关系如图20所示.g取10m/s２.则滑块与木板间的动摩擦因数μ =____.
解析:由图20知当α =90°时,x=1.25m,由v０２=2gx,解得滑块初速度的大小v０=5m/s;当α =30°时,x=1.25m,由v０２= 2ax,解得a = 10m/s２,物体沿木板上滑,由牛顿第二定律得mgsin 30°+μmgcos 30°=ma,解得滑块与木板间的动摩擦因数
点评:此设计斜面倾角可变,滑块在斜面上上滑时做匀减速运动所能达到的最大位移与木板的倾角有关,读出图20中所给信息是解题关键.α=90°时滑块自由下落从而解得滑块初速度的大小,α=30°时根据运动学公式解得加速度大小,再根据牛顿第二定律列式求解.
三、解答设计性实验题的基本策略
1.要明确考查的知识范围
设计性实验题目千变万化,但通过仔细审题,要能判断出命题者想要考查的知识点和意图.
2.要看清所给的实验图
设计性实验题一般配有实验操作过程的示意图、实物图,实质上是告知实验仪器(或部分) 及组装情况,让考生琢磨考查意图,只有看清了这些,才使你有身临其境的感觉.认识实验图中器材在实验中所起的作用,便能初步勾画出实验过程.
3.要捕捉并提取信息
设计性实验题总是提供诸多信息再现实验情景,解答时必须捕捉并提取有价值的信息,才能顺利解决问题,一般需要关注如下信息:
(1)新的概念、规律、公式.一些新颖的实验题为我们提供新知识(概念或公式)、新规律等信息.
(2)新的表格数据.通过解读表格,了解实验测量的物理量,根据表格中的数据,判断相关物理量之间的关系,如正比例关系,反比例关系,平方还是开方关系,倒数关系等.根据数据描点作图、直观反映实验的某种规律.
8.实验报告测量学 篇八
关键词：实验教学；改革；三坐标
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0091-03
实验教学是工科类高等教育的重要组成部分，它在高素质应用型人才的培养中发挥着重要作用。如何通过实验教学培养学生的实践动手能力、技术创新基本能力，是我们不断探索的重要课题。重庆汽车学院实践教学及技能培训中心三坐标实验室，作为先进的大精仪器设备实验室，对开阔学生的视野、拉近学生理论与实践的距离，培养学生的动手能力的做出了主要贡献[1]。近年来实验室开设了一些国内先进且与工程实践紧密结合的实验项目，在时间和空间上对学生开放进行了一些初步尝试，积累了一些经验，同时也发现了一些存在的问题。根据实验室的具体特点，对三坐标相关实验项目进行了尝试性的教学改革，探讨了通过必要的管理体系及开放措施来使学生提高自主学习的积极性。在此就一些实践体会略作介绍。
一、三坐标测量实验室简介
三坐标测量实验室隶属于重庆理工大学实践教学与技能培训中心，实验室建设得到中央与地方共建实验室、日元贷款项目等资金的大力支持。2005年、2007年先后购置了海克斯康GLOBL STATUS 7107三坐标测量机、法如国际的FARO Laser ScanArm三维激光扫描测臂系统等先进检测实验仪器。这两台三坐标测量设备都是国内一流的零部件检测以及逆向工程的数据采集设备。GLOBAL STATUS 7107三坐标测量机是一种多用途的综合性空间尺寸测量仪器，属于自动型桥式臂、导轨平台式测量机。具有多测头配置和扫描功能，可完成首件检测、轮廓外形测量、逆向工程、工具设置、过程控制等应用。FARO测量系统是一种便携式的测量臂系统，测量系统将接触式与非接触式探头安装在手柄上可同时使用，对于关键特征使用接触式探头测量，对于曲面使用非接触式扫描头扫描，适用于检测、逆向工程、快速成形、3D建模，是目前在制造业中最为广泛被使用的便携式三坐标测量机。实验室现有实验师三名、实验助管二名，主要承担三坐标测量的实验教学和服务任务。
二、课程实践教学现状分析
自2005年以来，三坐标实验室为机械设计制造及其自动化专业、车辆工程专业的本科生开设了相应的实验项目。通过教学实践以及与学生的交流和评价，我们总结了一些经验也发现了其中存在的一些问题。实验室的开放方面，通过网络化实验教学平台，学生可以方便地了解各个学期开设的实验项目、实验室开放的时间和单元数，根据自身的学习计划和安排，在网上预约和选择实验项目。在学生的课程设计、毕业设计、科技活动时，学生也采用预约的方式进入实验室，实验室做到了管理上的开放。但我们在实验教学内容、教学方法和教学手段的开放程度较低。我们现有实验项目内容具体如下，针对机械设计制造及自动化专业的本科生，我们开设了三坐标检测实验（以模型零件为例，演示零件的尺寸误差、形状误差的检测过程）、机械零部件逆向设计实验（以典型机械零部件为例，演示机械零件的逆向设计过程），针对车辆工程专业的本科生，我们开设了汽车零部件三维反求实验。以上每个实验项目均为2学时的演示实验，实验内容比较简单。学生在实验过程中听取教师对实验相关基础知识、实验相关内容的介绍，观察教师操作实验设备实现实验数据的测量，记录实验数据，而后做相应的数据分析，完成实验报告。完成实验后，学生只能达到对相关仪器和技术基本了解的效果。例如，通过三坐标检测实验，学生实验后对利用三坐标测量机进行零件的形状误差、几何误差的基本过程步骤、三坐标测量机的使用方法有个初步的了解，而没有仔细思考拿到一个被测零件以后如何设计它的检测过程，也没有机会亲自动手去实现零件的检测、检测报告输出的过程。
总体来讲，学生在实验过程中的主体位置、他们的主观能动性、积极性都没有得到充分的发挥。这种实验模式显然不能适应培养高素质应用型人才的要求。成绩考核方面，由于所有实验均为演示实验，教师只能通过学生的考勤、在实验过程中的听、看、记等的认真程度做一个初评，再结合实验报告中的数据处理内容以及思考题做一个总评。这种实验评价方法无疑会出现一些不合理的评价结果，不利于提高学生实验的积极性。因此，迫切需要对现有的实验内容、教学方法、成绩考核等进行改进，主动开展实验教学改革的探索活动，不断提高实验教学的成效，进而培养学生丰富的实践和全面的能力。
三、实验教学的新目标
1.培养学生掌握实验相关理论知识。在我们的理论教学中，没有任何课程介绍过三坐标测量机，学生对测量、控制等仪器设备的原理等相关理论知识缺乏，三坐标实验可以实现测控等相关理论知识有效的补充。
2.培养学生掌握实验基本技能。在三坐标实验这个重要的实践环节中，给学生仪器设备动手操作的机会，逐步提高学生工程实践动手能力。
3.培养学生应用现代技术解决工程实际问题的能力。把工程实际中的重要环节引入实验过程，培养学生独立思考解决工程实际问题的能力。
4.培养学生的创新和综合设计能力。在实践教学环节培养学生创新和综合设计的实际能力，是我们以前在实验教学中所欠缺的。
四、改进方案
对实践操作内容与操作形式不断改革创新，加大实验教学内容、教学方法和教学手段的开放力度，开设选修实验项目和自行设计实验项目，使得实验教学内容更加具有开放性[2]。给学生更多独立思考以及动手的机会，尤其是那些学习态度积极上进的学生，给他们一个发挥个人能力的空间。在网络化实验教学平台上提供实验指导书、实验教学演示视频、实验仪器设备图片与文字解说、实验讲义等多种媒体资源，通过网络平台给定一些自学资料，并通过网上实验教学交流平台及时解决疑难问题。三坐标实验实践操作性强，理论方法及技术应用发展较快，在教学过程中必须及时将最新的理论与成果引入到教学中。改变实验教学中均为短学时基础实验项目的现状，提出多层次实验项目设计[3]。第一层次是基础型实验。包括演示性实验、基本操作技术训练等基础性实验。该层次实验主要针对低年级的本科生，使学生初步掌握科学的实验方法。第二层次是提高型实验。包括综合性实验、设计性实验，该层次实验面向高年级学生和研究生等对实验有较大兴趣的学生。在这一层次教学过程中，注重培养学生独立思考、独立设计、独立操作的能力。第三层次是研究型实验，主要是课程设计类实验、毕业设计类实验和学生课外科技活动。该类实验活动是学生针对研究任务，在教师的指导下设计实验方案，进行科学实验、理论研究等实践探索。研究型实验可以使学生在较为复杂的实验过程中得到更大的锻炼，重在科学研究能力的训练和创新意识的培养。学生可根据自己的学习要求，选择实验项目，充分调动学生学习的主动性。例如，对于机械设计制造及其自动化本科专业可以开设6学时的零部件手动检测实验，12学时的零部件自动检测实验。对于机械设计制造及其自动化本科专业、车辆本科专业可以开设12学时的逆向设计实验。实验安排由浅到深，由简单到综合，为学生提供独立的思考和实验的空间。使大多数学生达到了教学的基本要求，同时又为学有余力、有潜能的学生提供个人发挥的空间。实验课程的考核应注重实验理论与实验技能相结合、实验过程与结果相结合的综合评定方式，采用出勤、实验预习、实验操作、实验数据处理及实验报告等按比例综合累加的办法确定最终总成绩，鼓励学生在实验中有所创新，对于有创见的学生，成绩从优。每学期第一次实验教学课开始时，就将本学期实验课程成绩考核体系告诉学生，使之公开、透明，这样就能充分调动学生的学习积极性。出勤占实验成绩的10%。要求每位学生参加实验之前，必须预习。尤其提高型的实验，要求学生写预习报告。占每次实验成绩20%。学生实验时是否按照正确的操作步骤自己动手操作，学生在遇到实验困难时的应变能力占实验成绩的50%。实验报告、数据分析占实验成绩的20%。
总之，只有教师和学生都从思想上重视实验课的重要性，大胆改革实验教学，才能充分调动学生的自学意识、转变学生学风，从而为社会培养出具有扎实理论与丰富实践技能的全面发展的复合型人才。
参考文献：
[1]张海，付伟.三坐标测量机在实验教学中的应用[J].华东交通大学学报，2005，22（12）：231-233.
[2]郭海波，何竞飞.机械基础实验中心开放的改革与实践[J].实验室研究与探索，2007，26（12）：85-87.
[3]张列林，聂昌平，罗意平，等.机械基础实验系列教学改革[J].实验室研究与探索，2001，20（6）：26-28.