拉伸法测钢丝的杨氏弹性模量.docx

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1、用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量一、实验目的1.学会用光杠杆法测量杨氏弹性模量；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、实验仪器杨氏弹性模量测量仪、钢卷尺、游标卡尺、螺旋测微器三、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。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，截面积为，沿长度方向

2、施力后，物体的伸长，则在金属丝的弹性限度内，有这样的公式：在这里我们把称为杨氏弹性模量。如下图：（）四、实验内容。（1）仪器调整。1.杨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、望远镜调节到等高，望远镜上的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜上方看到尺子的像；5.细调望远镜：调节目镜焦距能清晰的看到叉丝，并先调节物镜焦距找到平面镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺子清晰的像；6.一般要求调节到零刻度。（2）

3、实验测量。1、计下无挂物时刻度尺的读数；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（两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离；5、用游标卡尺测量出光杠杆、用螺旋测微器测量出金属丝直径。（3）数据处理。1、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。2、逐差法采用隔项逐差：3、上式中的为增重的金属丝的伸长量。imi（kg）加砝码减砝码平均值不确定度012301230.000.470.941.380.01

4、0.490.981.400.000.480.961.391.841.821.801.820.05cm456745671.832.292.773.211.852.312.753.211.842.302.763.21=cm直径平均值0.600mmd上d中d下0.6010.6010.5990.5990.6010.6010.6000.600不确定度：0.005mm0.6020.6010.5960.598mm其他数据螺旋测微器零点读数：0.000mm;游标卡尺零点读数0.00mm150.200.05cm68.200.05cm76.60

5、0.02mm结果表达（2.040.13）百分差：-3%~2%五、实验数据记录处理金属丝伸长量：金属丝直径：（注意：为下表中第5列数据）=0.13注：百分差：六、实验注意事项及误差分析。（1）注意事项：1.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；2.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；（2）误差分析：1、实验测数据前没有事先放上去一个砝码，将金属丝拉直，作为一个基准点；2、用游标卡尺在纸上测量x值和螺

6、旋测微器测量读数时易产生误差；3、测量金属丝长度时没有找准卡口；4、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；5、在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。