[资料]用拉伸法测量金属丝的杨氏模量

[资料]用拉伸法测量金属丝的杨氏模量[资料]用拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验名称姓名学号, ,,, 实验类型 (验证性、综合性) 指导教师 ,,, ,,, , , 上课时间年月日实验名称: 用拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验时间: 小组成员: 实验地点: 实验目的: 1(学会用拉伸法测金属丝的杨氏模量。 2(掌握用光杠杆法测量微小长度的变化。 3(学会用逐差法处理数据。仪器、设备和材料: 杨氏模量测定仪、光杠杆、尺读望远镜、游标卡尺、螺旋测微计及米尺等实验原理: ?固体材料的杨氏模量一根细而长的均匀棒状固...

[资料]用拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验名称姓名学号, ,,, 实验类型 (验证性、综合性) 指导教师 ,,, ,,, , , 上课时间年月日实验名称: 用拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验时间: 小组成员: 实验地点: 实验目的: 1(学会用拉伸法测金属丝的杨氏模量。 2(掌握用光杠杆法测量微小长度的变化。 3(学会用逐差法处理数据。仪器、设备和材料: 杨氏模量测定仪、光杠杆、尺读望远镜、游标卡尺、螺旋测微计及米尺等实验原理: ?固体材料的杨氏模量一根细而长的均匀棒状固体，只受轴向外力的作用，可以认为该物体只产生轴向 SLF,L形变。设棒状固体的长度为,横截面积为，轴向力作用时，长度伸长量为， FS/,LL/在弹性限度内，应力和应变成正比(胡克定律)，即 FL,,YSL 我们对上式整理可以得到 FS/Y,,LL/ SSFL,LYFL可见，只要测出、、、，就会得到杨氏模量值。、、各量可 ,L用一般的测量仪器测得，而通常很小，用一般仪器和方法测量较为困难，本实验 ,L采用光杠杆法测量。 ?(利用光杠杆法测量微小长度变化量光杠杆由平面全反射镜、主杠支脚和刀口组成，镜面倾角及主杠尖脚到刀口间距离均可调。测量微小长度变化量原理。 ,L实验中如果光杠杆的支架刀刃固定，而后足的支撑点由于外力作用而改变了 AA',的微小高度，则光杠杆就会改变一个角度，使镜面到达的位置，平面镜法线 B,,也将转过角度。据反射定律，反射线转过2角度。此时在望远镜中观察到的标尺 x的刻度变到了的位置。 1 ,Lb ,L,因很小，且,亦很小，故有 ,,,Lb/tan,, xxxD,,, 又因，则 10 x,tan22,,,, x 2,,Lx,, 消去，则 bD b,,,Lx 2D 可见，利用光杠杆装置测量微小变化量的实质是:将微小长度的变化量经光,L杠杆装置转变为微小角度的变化，再经尺读望远镜转变为刻度尺上较大范围的读数, ,x,x变化量，通过测量，实现对微小长度变化量的计量。 ,L 2,d8DFL 将和上式联立有: Y,,S2,dbx,4 d式中为金属丝的直径。实验内容 1(仪器调节 (1)、调整杨氏模量仪下部三颗水平调整螺钉使立柱铅直; G(2)、将光杠杆按要求放在平台上，目视检查其主杠是否水平，如不水平，可上下移动夹具，待主杠水平后旋紧夹具，并检查E能否在平台圆孔内上下自由移动，调整光杠杆平面镜使镜面位于铅直面内; (3)、在金属丝下端钩码上挂初始砝码(又称本底砝码，)，拉直金属丝; (4)、在光杠杆平面镜前1.5,2 m处放置尺读望远镜，调整望远镜使其和光杠杆等高、刻度尺面与平面镜镜面平行; (5)、调节目镜看清十字叉丝，调整望远镜调焦手轮看清刻度尺中间读数; 2(测量 (1)、记录十字叉丝处刻度尺读数; x0 (2)、依次在砝码钩上、加挂砝码，(每次1 kg)，待砝码静止后，记下相应十字叉丝处读数(i=1，2，…，8); xi ,x依次减少砝码(每次1kg)，待砝码稳定后，记下十字叉丝处相应读数 (i=8，i7，…，1)，将以上数据记人表中; LD(3)、用米尺测量金属丝长度，光杠杆平面镜到标尺的距离 (单次测量); d(4)、用螺旋测微计测量金属丝直径 (不同处测量5次); (5)、取下光杠杆，将刀口及光杠杆尖脚印在纸上，用游标卡尺测量光杠杆尖脚 b至刀口间距离 (单次); 数据记录与数据处理 d 金属丝的直径 ,= mm仪器: 螺旋测计计微器测量序数 1 2 3 4 5 标准差平均值 d/mm sd()/mm u== mm0.683,,直径测量不确定度:, udsd()1.44()mm,,B微器A 22ududud()()(),，, mm AB 金属丝直径: ddud,,,,()( ) mm 光杠杆读数数据表 ,, mm仪器: 尺度望远镜标尺, 砝码质量,(表格单位:) m= kgmm尺项目增加减少平均读读数逐差平均值标准差,x 计算读砝码砝码数2(),,,xxxx, xx,,jj，4,x jj，4数 sx(),,,x4(41),4i xxx,151 , x2 xx,x62 3 , x4 xxx,573 ,x 6 x , xx,784 x 8 ,x不确定度:uxsx()=1.20() mm,,,,, ux()0.683,,,,, mmAB尺 22uxuxux()()(),,,，,, mm AB 微小伸长量: ,,,,,,,xxux()( ) mm 单次测量量数据表 ,, mm米尺; 米尺测量量金属丝长度 L平面镜到标尺距离光杠杆脚前后距离 Db 读数/mm uLuDub()()(),,,,其中米尺 ,LLuL,,,,()( )mm 金属丝长度: ,DDuD,,,,()( )mm 平面镜到标尺距离: ,bbub,,,,()( )mm 光杠杆前后脚间距路: m,,( )kg (实验室给出)砝码的质量: 4、杨氏模量的计算 88FDLmgDL22Y,,,, N/mmN/m杨氏模量的测量值: 22,,dbxdbx,, 相对不确定度: uYumubuLuDud()()()()()()u(x),222222,，，，，，,()()()(()(2)) YmbLDd,x uY()2uYY()()N/m,,, 不确定度: Y 2YYuY,,,,()( )N/m 实验结果: (0.683)p, uY()00E,,,100 相对误差: 00rY 实验结果分析指导老师评语及得分: 签名: 年月日物理实验原始数据记录专业班级实验日期学号姓名同组姓名

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