用拉伸法測量金属丝的杨氏模量.docVIP

大学物理实验报告 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杨氏模量测定仪尺尺⑴固体材料的杨氏模量,横截面积为，轴向力作用时，长度伸长量为，在弹性限度内，应力和应变成正比（胡克定律），即 我们对上式整理可以得到 可见，只要测出、、、，就会得到杨氏模量值。、各量用一般的测量仪器得，通常很小，用一般仪器和方法测量较为困难，本实验采用光杠杆法测量⑵．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的微小高度，，到达的位置，平面镜法线也将转过角度据反射定律，反射线转过2角度。的刻度变到了的位置。 因很小，且亦很小，故有 又因，则 消去，则 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变化量通过测量，实现对微小长度变化量 将和式有 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 (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，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15～2 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(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(i1，2，…，)； 依次减少砝码(每次kg)，待砝码稳定后，记下十字叉丝处相应 (i=8，，…，)，将以上数据记人表中 (3)、用米尺测量金属丝长度，光杠杆平面镜到标尺的距离 ()； (4)、用测量金属丝直径 (不同处测量次) (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至刀口间距离 (单次) 仪器： 螺旋测计计 测量序数 1 2 3 4 5 平均值 标准差 直径测量不确定度：, 金属丝直径： 光杠杆读数数据表 仪器： 尺度望远镜标尺, 砝码质量,（表格单位：） 项目 读 数 增加砝码 减少砝码 平均读数 读数逐差 计 算 平均值 标准差 不确定度:, 微小伸长量： 单次测量量数据表 米尺; 测量量 金属丝长度 平面镜到标尺距离 光杠杆脚前后距离 读数/mm 其中 金属丝长度： 平面镜到标尺距离： 光杠杆前后脚间距路： （实验室给出）砝码的质量： 4、杨氏模量的计算 杨氏模量的测量值： 相对不确定度： 不确定度： 实验结果： 相对误差： 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 5