大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》

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1、用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量【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；【实验仪器】杨氏弹性模量测量仪(型号见仪器上)（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)【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，

2、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，沿长度方向施力后，物体的伸长，则在金属丝的弹性限度内，有：我们把称为杨氏弹性模量。如上图：（）【实验内容】<一>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

3、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。<二>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。【数据记录】1234567<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

4、逐差：注：上式中的为增重的金属丝的伸长量。【实验注意事项及误差分析】<一>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；<二>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

5、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。