用伸长法测金属丝的杨氏模量.PPTVIP

用伸长法测金属丝的杨氏模量 李慧 实验师 用伸长法测金属丝的杨氏模量 杨氏模量是由拉伸物体时的应力和应变的关系求得的常数，1808年由物理学家T.Young提出，故名。 杨氏模量是表征固体力学性质的重要物理量，是工程技术中机械零件选材的重要参数。 用伸长法测金属丝的杨氏模量 本实验介绍如何测定杨氏模量，通过实验领会一起的配置原则，了解为什么对不同的长度应选用不同的测量仪器，以及在测量中由于测量对象及方法的改变如何估算其系统误差。 在实验方法上，以对称测量法消除系统误差的思路在其他类似的测量中具有普遍意义。 在实验装置上的光杠杆放大法，由于其性能稳定、精度高，而且是线性放大，所以在设计各类测试仪器中得到了广泛应用。 目录 一、实验目的 二、实验仪器 三、实验原理 四、实验内容 五、实验数据记录处理 六、结果及误差分析 一、实验目的 1.学会用拉伸法测量杨氏模量； 2.掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理； 3.学会用逐差法处理实验数据； 4.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达； 5.学会实验报告的正确书写。 二、实验仪器 YWC-1杨氏弹性模量测量仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码） 钢卷尺（0-200cm ,0.1 ） 游标卡尺(0-150mm,0.02) 螺旋测微器(0-150mm,0.01) 三、实验原理 在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。 三、实验原理 最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长L，截面积为S，沿长度方向施力F后，物体的伸长△L，则在金属丝的弹性限度内，有： 我们把E称为杨氏弹性模量。 三、实验原理 如上图： 三、实验原理 四、实验内容 一 仪器调整 1、氏弹性模量测定仪底座调节水平； 2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直； 3、将望远镜放置在平面镜正前方1.5-2.0m左右位置上； 4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像； 5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝； 6、调节叉丝在标尺以内，并使得视差不超过半格。 四、实验内容 二测量 1、下无挂物（只有挂钩）时刻度尺的读数A0； 2、依次挂上的砝码，七次，计下 3、依次取下.的砝码，七次，计下 4、用米尺测量出金属丝的长度L（两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离D； 5、用游标卡尺测量出光杠杆x、用螺旋测微器测量出金属丝直径d（6次）。 四、实验内容 三数据处理方法——逐差法 实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均还是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。 逐差法采用隔项逐差： 注：上式中的 为增重四个砝码的金属丝的伸长量。 五、实验数据记录处理 金属丝伸长量： 五、实验数据记录处理 金属丝直径d： 五、实验数据记录处理 五、实验数据记录处理 标准值： 六、结果及误差分析 光杠杆、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后，在实验过程中就不可在移动，否则，所测的数据将不标准，实验又要重新开始； 不准用手触摸目镜、物镜、平面反射镜等光学镜表面，更不准用手、布块或任意纸片擦拭镜面； 实验测数据前没有事先放上去一个勾码，将金属丝拉直，作为一个基准点； 用游标卡尺在纸上测量x值和螺旋测微器测量读数时易产生误差； 测量金属丝长度时没有找准卡口； 米尺使用时常常没有拉直，且应该注意水平测量D，铅垂测量L； 在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。 实验结束 * * =0.13