篇一 :用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验报告示范
实验报告示范 1
实验名称:用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
一.实验目的
学习用拉伸法测定钢丝的杨氏模量;掌握光杠杆法测量微小变化量的原理;学习用逐差法处理数据。
二.实验原理
长为l,截面积为S的金属丝,在外力F的作用下伸长了?l,称Y?
丝直径为d,即截面积S??d2/4,则Y?F/S为杨氏模量(如图1)。设钢?l/l4lF。 ??ld2
伸长量?l比较小不易测准,因此,利用光杠杆放大原理,设计装置去测伸长量?l(如图2)。 由几何光学的原理可知,?l?8FlLbb 。
(n?n0)???n, ?Y?22L2L?db?n
图1 图2
三.主要仪器设备
杨氏模量测定仪;光杠杆;望远镜及直尺;千分卡;游标卡尺;米尺;待测钢丝;砝码;水准器等。
四.实验步骤
1. 调整杨氏模量测定仪
2.测量钢丝直径
3.调整光杠杆光学系统
4.测量钢丝负荷后的伸长量
(1) 砝码盘上预加2个砝码。记录此时望远镜十字叉丝水平线对准标尺的刻度值n0。
'''(2) 依次增加1个砝码,记录相应的望远镜读数n1。 ,n2,?,n7
''''''''(3) 再加1个砝码,但不必读数,待稳定后,逐个取下砝码,记录相应的望远镜读数n7。 ,n6,?,n1,n0
(4) 计算同一负荷下两次标尺读数(ni'和ni'')的平均值ni?(ni'?ni'')/2。
(5) 用隔项逐差法计算?n。
5. 用钢卷尺单次测量标尺到平面镜距离L和钢丝长度;用压脚印法单次测量光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离b。
6.进行数据分析和不确定度评定,报道杨氏模量值。
实验报告示范 五.数据记录及处理
评分:
系 学号 姓名 日期
实验题目:用拉伸法测钢丝的杨氏模量 13+39+33=85
实验目的:采用拉伸法测定杨氏模量,掌握利用光杠杆测定微小形变地方法。在数据处理中,掌握逐差法
和作图法两种数据处理的方法
实验仪器: 杨氏模量测量仪(包括光杠杆,砝码,望远镜,标尺),米尺,螺旋测微计。 实验原理:在胡克定律成立的范围内,应力F/S和应变ΔL/L之比满足 E=(F/S)/(ΔL/L)=FL/(SΔL)
其中E为一常量,称为杨氏模量,其大小标志了材料的刚性。
根据上式,只要测量出F、ΔL/L、S就可以得到物体的杨氏模量,又因为ΔL很小,直接测量
困难,故采用光杠杆将其放大,从而得到ΔL。 实验原理图如右图: 当θ很小时,其中l是光杠杆的臂??tan???L/l,
长。
由光的反射定律可以知道,镜面转过θ,反射光线
转过2θ,而且有:
tan2??2?? 故:
?Ll?
b(2D)
bD
,即是?L?bl
(2D)
那么E?
2DLFSlb
,最终也就可以用这个表达式来确
定杨氏模量E。
实验内容: 1. 调节仪器
(1) 调节放置光杠杆的平台F与望远镜的相对位置,使光杠杆镜面法线与望远镜轴线大体重合。 (2) 调节支架底脚螺丝,确保平台水平,调平台的上下位置,使管制器顶部与平台的上表面共面。 (3) 光杠杆的调节,光杠杆和镜尺组是测量金属丝伸长量ΔL的关键部件。光杠杆的镜面(1)和刀口(3)应平行。使用时刀口放在平台的槽内,支脚放在管制器的槽内,刀口和支脚尖应共面。
(4) 镜尺组的调节,调节望远镜、直尺和光杠杆三者之间的相对位置,使望远镜和反射镜处于同等高度,调节望远镜目镜视度圈(4),使目镜内分划板刻线(叉丝)清晰,用手轮(5)调焦,使标尺像清晰。
篇三 :用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告
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 ,0.1cm) 、游标卡尺(0-150mm,0.02mm)、螺旋测微器(0-25mm,0.01mm)
三、验原理
在外力作用下,固体所发生的形状变化称为形变。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:
F
Y?S ?L
L
我们把Y称为杨氏弹性模量。
如上图:
?L??tg????x?x?(A1?A0) ? ??L?A1?A02D?2???D?
F
F12?d8FLDY??? 2?Lx?dx(A1?A0)(A1?A0)LL
四、实验内容
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1.500-2.000m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0刻度?2cm以内,并使得视差不超过半格。
测量
1、 下无挂物时标尺的读数A0;
2、依次挂上1kg的砝码,七次,计下A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7;
篇四 :用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告
篇五 :大学物理实验 报告实验21 用拉伸法测杨氏模量
实验21 用拉伸法测杨氏模量
林一仙
1 实验目的
1)掌握拉伸法测定金属杨氏模量的方法;
2)学习用光杠杆放大测量微小长度变化量的方法;
3)学习用作图法处理数据。
2 实验原理
相关仪器:
杨氏模量仪、光杠杆、尺读望远镜、卡尺、千分尺、砝码。
2.1