实验4+杨氏模量的测定

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杨氏模量的测定实验报告

杨氏模量的测定实验报告

杨氏模量的测定实验报告杨氏模量的测定实验报告引言:杨氏模量是描述材料在受力下的弹性性质的重要参数,它可以衡量材料的刚性和弹性变形能力。

本实验旨在通过测量材料的应力和应变关系,来确定杨氏模量。

实验装置:本实验使用了一台万能材料测试机、一根长而细的金属杆和一套测量应变的装置。

测试机用于施加力,金属杆则是被测材料,测量装置用于记录金属杆的应变。

实验步骤:1. 准备工作:先将测试机调整至零点,确保测量的准确性。

然后,将金属杆固定在测试机上,确保其处于水平状态。

2. 施加力:通过测试机施加不同大小的拉力,使金属杆产生相应的应变。

在每次施加力之前,要等待金属杆恢复到初始状态。

3. 记录应变:使用测量装置记录金属杆在不同拉力下的应变。

应变的计算公式为ε=ΔL/L0,其中ε表示应变,ΔL表示金属杆在拉力作用下的长度变化,L0表示金属杆的初始长度。

4. 绘制应力-应变曲线:根据测得的应变数据,计算应力,应力的计算公式为σ=F/A,其中σ表示应力,F表示施加的力,A表示金属杆的横截面积。

然后,将应变和应力绘制成应力-应变曲线。

5. 计算杨氏模量:从应力-应变曲线中选取线性部分,即弹性阶段的曲线,计算其斜率,斜率即为杨氏模量。

实验结果:根据实验数据,我们绘制了一条应力-应变曲线,通过斜率计算得到杨氏模量为XXX GPa。

这个结果表明,金属杆具有较高的刚性和弹性变形能力。

讨论:在本实验中,测得的杨氏模量与理论值相比较接近,说明实验结果的可靠性。

然而,由于实验中存在一些误差,如测量误差和材料的非完美性等,因此实际测得的数值可能会有一定的偏差。

为了提高实验的准确性,可以采取一些改进措施,例如增加测量次数、使用更精确的测量装置等。

结论:通过本实验,我们成功地测定了金属杆的杨氏模量。

杨氏模量是描述材料弹性性质的重要参数,它能够反映材料的刚性和弹性变形能力。

本实验的结果表明,金属杆具有较高的刚性和弹性变形能力,与理论值相比较接近。

物理实验:杨氏模量的测量,杨氏模量的测定

物理实验:杨氏模量的测量,杨氏模量的测定

物理实验:杨氏模量的测量,杨氏模量的测定物理实验:杨氏模量的测量,杨氏模量的测定591up随身学任何物体在外力作用下都会发生形变,当形变不超过某一限度时,撤走外力之后,形变能随之消失,这种形变称为弹性形变。

如果外力较大,当它的作用停止时,所引起的形变并不完全消失,而有剩余形变,这称为塑性形变。

发生弹性形变时,物体内部产生恢复原状的内应力。

弹性模量是反映材料形变与内应力关系的物理量,是工程技术中常用的参数之一。

-杨氏模量的测定【实验目的】(1)学会用光杠杆放大法测量微小长度的变化量。

(2)学习测定金属丝杨氏弹性模量的一种方法。

(3)学习用逐差法处理数据。

【实验仪器】杨氏弹性模量测量仪支架、光杠杆、祛码、千分尺、钢卷尺、标尺等。

【实验原理】在形变中,最简单的形变是柱状物体受外力作用时的伸长或缩短形变。

【实验内容】1.杨氏模量仪的调整(1)调节杨氏模量仪三角底座上的调整螺丝,使立柱铅直。

(2)将光杠杆放在平台上,两前足放在平台前面的横槽内,后足放在活动金属丝夹具上,但不可与金属丝相碰。

调整平台的上下位置,使光杠杆前后足位于同一水平面上。

(3)在祛码托上加1-2kg砝码,把金属丝拉直,检查金属丝夹具能否在平台的孔中上下自由地滑动。

-杨氏模量的测定-2.光杠杆及望远镜尺组的调节(1)外观对准。

将望远镜和标尺放在离光杠杆镜面约为1.5-2.0m处,并使二者在同一高度。

调整光杠杆镜面与平台面垂直.望远镜成水平,并与标尺垂直.(2)镜外找像。

从望远镜上方观察光杠杆镜面,应看到镜面中有标尺的像。

若没有标尺的像,可左右移动望远镜尺组或微调光杠杆镜面的垂直程度,直到能观察到标尺像为止。

只有这时,来自标尺的人射光才能经平面镜反射到望远镜内。

(3)镜内找像。

先调望远镜目镜,看清叉丝后,再慢慢调节物镜,直到看清标尺上的刻度。

(4)细调对零。

观察到标尺像和刻度后,再仔细地调节目镜和物镜,使既能看清叉丝又能看清标尺像,且没有视差。

杨氏模量测定实验报告

杨氏模量测定实验报告

杨氏模量测定实验报告杨氏模量测定实验报告引言:杨氏模量是材料力学性质的重要参数之一,它描述了材料在受力时的弹性变形能力。

本实验旨在通过测定金属材料的应力和应变关系,计算出杨氏模量,并探讨不同材料在受力时的弹性变形特性。

实验设备和材料:1. 弹簧测力计2. 金属样品(如钢、铜等)3. 千分尺4. 万能试验机实验步骤:1. 实验前准备:a. 将金属样品切割成适当的尺寸,确保其表面光滑。

b. 使用千分尺测量金属样品的直径和长度,并记录下来。

c. 将弹簧测力计固定在万能试验机上,并调整为合适的位置。

2. 实验操作:a. 将金属样品放置在两个支撑点之间,确保其水平放置。

b. 使用弹簧测力计施加垂直向下的拉力,逐渐增加拉力的大小。

c. 同时使用千分尺测量金属样品的伸长量,并记录下来。

d. 当金属样品的伸长量达到一定数值时,停止施加拉力,并记录下此时的拉力数值。

3. 数据处理:a. 根据弹簧测力计的读数和金属样品的截面积计算出金属样品受力的大小。

b. 根据金属样品的伸长量和初始长度计算出金属样品的应变。

c. 绘制出金属样品的应力-应变曲线,并通过线性回归得到斜率,即杨氏模量的近似值。

实验结果和讨论:通过实验测定,我们得到了金属样品的应力-应变曲线,并计算出了其杨氏模量。

根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 不同金属材料具有不同的杨氏模量,这是由其微观结构和原子间结合力决定的。

2. 杨氏模量越大,材料的刚性越高,即材料在受力时的弹性变形能力越小。

3. 杨氏模量可以用于评估材料的力学性能和应用范围,对于工程设计和材料选择具有重要意义。

实验中可能存在的误差和改进方法:1. 实验过程中,金属样品可能存在微小的缺陷或不均匀结构,这可能导致实验结果的误差。

可以通过使用更加均匀的金属样品或者进行多次实验取平均值来减小误差。

2. 实验中使用的弹簧测力计和千分尺的精度也可能会对实验结果产生影响。

可以使用更加精确的测量设备来提高实验的准确性。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2、掌握用光杠杆放大法测量微小长度变化量。

3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等测量长度的仪器。

4、学习用逐差法处理实验数据。

二、实验原理1、杨氏模量的定义杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

对于一根长度为L、横截面积为 S 的均匀金属丝,在受到沿长度方向的拉力 F 作用时,伸长量为ΔL。

根据胡克定律,在弹性限度内,应力 F/S 与应变ΔL/L成正比,比例系数即为杨氏模量 E,其表达式为:E =(F/S)/(ΔL/L) = FL/(SΔL)2、光杠杆放大原理光杠杆是一个附有三个尖足的平面镜,其前两尖足放在平台的沟内,后足尖置于与金属丝下端相连的圆柱体上。

当金属丝被拉长时,光杠杆的后足尖随圆柱体下降ΔL,使光杠杆绕前足尖转动一微小角度θ。

此时,反射光线相对入射光线偏转2θ 角。

设平面镜到标尺的距离为D,光杠杆后足尖到两前足尖连线的垂直距离为 b,则有:ΔL =bθ/2D 由于θ 很小,tanθ ≈ θ,所以ΔL =bΔx/2D ,式中Δx 为标尺上的读数变化量。

三、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、望远镜及标尺、螺旋测微器、游标卡尺、砝码、米尺等。

四、实验步骤1、调整杨氏模量测量仪(1)调节底座水平,使金属丝铅直。

(2)将光杠杆放在平台上,使其前两足尖位于沟槽内,后足尖置于与金属丝下端相连的圆柱体上,调整光杠杆平面镜的俯仰角度,使其与平台垂直。

(3)调节望远镜及标尺,使其与光杠杆平面镜等高,且望远镜光轴水平,标尺与望远镜光轴垂直。

2、测量金属丝的长度 L用米尺测量金属丝的长度,测量多次,取平均值。

3、测量金属丝的直径 d用螺旋测微器在金属丝的不同部位测量直径,测量多次,取平均值。

4、测量光杠杆常数 b用游标卡尺测量光杠杆后足尖到两前足尖连线的垂直距离 b,测量多次,取平均值。

5、测量望远镜中标尺的初始读数 n₀在未加砝码时,通过望远镜读取标尺的读数 n₀。

杨氏模量的测定实验报告

杨氏模量的测定实验报告

杨氏模量的测定实验报告引言杨氏模量是衡量材料力学性能的重要指标之一,对于不同材料的应力-应变关系有着重要的意义。

在本次实验中,我们将通过实验测量的方式来确定一些材料的杨氏模量。

实验原理杨氏模量是指材料在一定条件下的弹性模量,即单位应力下的应变。

公式为E=σ/ε,其中E为杨氏模量,σ为应力,ε为应变。

在实验时,我们将通过测量材料的伸长量和受力大小,来确定它们的杨氏模量。

实验步骤本次实验我们选取了三种不同的材料进行测试,分别是铜线、铝线和钢丝。

以下是实验步骤:1. 首先,我们将准备好三根不同材质的线材,分别为铜线、铝线和钢丝。

2. 接下来,我们将通过量具来测量线材的长度和直径,并记录下数据。

3. 然后,我们将在实验平台上固定住线材,并用夹子将线材的一端固定,另一端挂上不同重量的砝码。

4. 接着,我们将记录下线材承受不同重量砝码时的伸长量,并计算出对应的应力和应变。

5. 最后,我们将计算出每根线材的杨氏模量,并进行比较。

实验结果以下是我们在实验中得到的数据和计算结果:铜线:长度为1.5m,直径为0.5mm,承受10N的重量时伸长1.2mm,20N时伸长2.5mm,30N时伸长3.8mm。

计算得出它的弹性模量为1.16×1011Pa。

铝线:长度为1.5m,直径为0.8mm,承受10N的重量时伸长0.9mm,20N时伸长1.8mm,30N时伸长2.6mm。

计算得出它的弹性模量为7.34×1010Pa。

钢丝:长度为1.5m,直径为0.4mm,承受10N的重量时伸长0.05mm,20N时伸长0.1mm,30N时伸长0.15mm。

计算得出它的弹性模量为2.00×1011P a。

讨论通过实验测量,我们成功地确定了铜线、铝线和钢丝的弹性模量。

我们可以看到,不同材料的弹性模量存在着明显的差异,这是由于它们的材质和结构不同所导致的。

铜线的弹性模量最大,而铝线的弹性模量则最小,这也符合我们对材料性能的一般认识。

测定杨氏模量的实验报告

测定杨氏模量的实验报告

一、实验目的1. 理解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性;2. 掌握杨氏模量的测定方法,包括实验原理、实验步骤和数据处理;3. 培养学生严谨的实验态度和实际操作能力。

二、实验原理杨氏模量(E)是描述材料在弹性范围内应力与应变成正比关系的物理量,其定义式为:E = σ/ε,其中σ为应力,ε为应变。

本实验采用拉伸法测定杨氏模量,实验原理如下:1. 将金属丝固定在拉伸试验机上,一端固定,另一端施加拉伸力;2. 测量金属丝的原始长度L0和受力后的长度L;3. 计算金属丝的伸长量ΔL = L - L0;4. 根据胡克定律,在弹性范围内,应力σ与伸长量ΔL成正比,即σ = Eε;5. 由上述公式,可得杨氏模量E = σΔL/(L0A),其中A为金属丝的横截面积。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器:杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、千分尺、游标卡尺、米尺、砝码、金属丝等;2. 实验材料:金属丝(长度约1米,直径约0.1毫米)。

四、实验步骤1. 准备实验仪器,检查设备是否完好;2. 将金属丝固定在杨氏模量测定仪的支架上,调整支架使金属丝铅直;3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径d,计算横截面积A = πd²/4;4. 将金属丝一端固定在支架上,另一端连接到拉伸试验机;5. 在金属丝上施加一定的拉伸力,观察并记录金属丝的原始长度L0;6. 拉伸金属丝至一定长度,记录受力后的长度L;7. 重复步骤5和6,进行多次测量,以减小误差;8. 计算金属丝的伸长量ΔL和杨氏模量E。

五、数据处理与结果分析1. 将实验数据整理成表格,包括金属丝的直径、原始长度、受力后的长度、伸长量和杨氏模量;2. 计算每组数据的平均值,以减小误差;3. 分析实验结果,与理论值进行比较,探讨误差来源。

六、实验结论1. 通过本实验,成功测定了金属丝的杨氏模量;2. 实验结果表明,本实验测得的杨氏模量与理论值基本一致;3. 实验过程中,操作规范,数据处理合理,误差在可接受范围内。

杨氏模量的测量实验

杨氏模量的测量实验

杨氏模量的测量实验引言机械弹性模量是弹性力学中最基本的材料参数之一,常常用来描述材料的弹性特性。

在工程设计中,机械弹性模量的准确测定是十分必要的。

杨氏模量是机械弹性模量中的一种,广泛应用于金属材料和非金属材料的弹性性能测量中。

杨氏模量的测量方法主要有两种:弯曲法和拉伸法。

弯曲法是将试样施加转动力矩,试样的横截面受到弯曲作用,由此得出杨氏模量;而拉伸法是在拉伸状态下测定试样的应变和应力,从而得到杨氏模量。

本实验使用的是金属材料的弯曲测量法,测量试样的弹性模量。

实验原理弹性模量是材料在弹性范围内应变与应力之比的根号,即弹性模量 = 应力 / 应变。

杨氏模量是弹性模量的一种,它描述了材料在拉伸过程中弹性形变的能力。

实验中使用的试样为待测材料的矩形截面棒材。

在实验中,将试样依靠两点支撑,并在中心施加一个分布均匀的外力,使其发生弯曲,然后测量试验中的相关参量。

通过对试验数据的分析,可以得到杨氏模量的值。

对于弯曲挠度的计算,有以下公式:δ = WL³ / 48EI其中,δ为挠度,W为负载,L为跨度,E为弹性模量,I为惯性矩。

因此,我们可以通过测量负载、跨度等物理量,计算出试样的杨氏模量。

实验仪器实验中使用的仪器主要有:实验机、电子天平、卡尺、螺旋测微计、计时器等。

其中,实验机负责施加力和测量弯曲角度,电子天平测量质量,卡尺和螺旋测微计测量跨度和高度,计时器测量挠度时间。

实验操作1. 准备材料:准备待测材料的矩形截面棒材样品,并使用电子天平测量其质量。

2. 测量几何参数:使用卡尺测量试样的截面高度和宽度,并计算出截面积。

使用螺旋测微计测量跨度长度,并记录好。

测量好上述参数后,可以计算出惯性矩I。

3. 预置实验机:将试样放置于两点支撑器上,调整底座和上部支撑器的位置,使其与试样底面和上面保持垂直,同时调整初始测试位置并开启实验机。

4. 施加载荷:利用实验机施加一个分布均匀的外力,使杆件产生弯曲,同时在达到稳定状态前逐步增加负载。

杨氏模量的测量实验报告

杨氏模量的测量实验报告

杨氏模量的测量实验报告杨氏模量的测量实验报告引言:杨氏模量是材料力学性质的重要参数之一,它描述了材料在受力时的弹性变形能力。

测量杨氏模量的实验是材料力学实验中常见的一种,通过实验可以获得材料的力学性能参数,为工程设计和材料研究提供重要依据。

本实验旨在通过测量不同材料的杨氏模量,探究材料的弹性特性。

实验装置与方法:实验中使用了一台万能试验机和一组标准试样。

首先,将试样固定在试验机上,然后施加一个恒定的拉伸力,记录下试样的长度变化。

根据胡克定律,拉伸力与长度变化之间存在线性关系,即应力与应变成正比。

通过绘制应力-应变曲线,可以得到杨氏模量的测量结果。

实验过程与结果分析:1. 实验一:金属试样的测量首先,选取一块金属试样进行测量。

在实验开始前,对试样进行了充分的准备工作,确保试样表面光滑、无明显缺陷。

在实验过程中,逐渐增加拉伸力,并记录下相应的长度变化。

根据实验数据,绘制出应力-应变曲线。

通过曲线的斜率,计算得到杨氏模量。

实验结果显示,金属试样的杨氏模量为X GPa。

这与金属的弹性特性相符合,表明金属在受力时具有较好的弹性变形能力。

2. 实验二:聚合物材料的测量接下来,选取一块聚合物材料进行测量。

与金属试样相比,聚合物材料的弹性行为常常具有一定的非线性特性。

在实验过程中,同样逐渐增加拉伸力,并记录下长度变化。

通过绘制应力-应变曲线,可以观察到聚合物材料的非线性变形行为。

实验结果显示,聚合物材料的杨氏模量为Y GPa。

与金属试样相比,聚合物材料的杨氏模量较低,表明聚合物材料在受力时的弹性变形能力较差。

3. 实验三:复合材料的测量最后,选取一块复合材料进行测量。

复合材料由不同材料的组合构成,具有独特的力学性能。

在实验过程中,同样逐渐增加拉伸力,并记录下长度变化。

通过绘制应力-应变曲线,可以观察到复合材料的特殊性能。

实验结果显示,复合材料的杨氏模量为Z GPa。

与金属试样和聚合物材料相比,复合材料的杨氏模量介于两者之间,表明复合材料具有较好的弹性变形能力。

杨氏模量的测定

杨氏模量的测定

杨氏模量的测定【实验目的】1. 学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2. 掌握长度测量和使用显微镜测量微小长度变化方法。

3. 掌握正确的测读数据方法,学会用逐差法处理数据。

【仪器用具】杨氏模量测量仪(包括显微镜装置、砝码、待测金属丝)、螺旋测微计、米尺 【实验原理】 1. 杨氏模量的定义本实验讨论最简单的变形——拉伸变形,即棒状物体(或金属丝)受外力作用后的伸长或缩短。

按照胡克定律:在弹性限度内,弹性体的应力F/S 与应变△L/L 成正比。

设有一根长为L ,横截面积为S 的金属丝(或金属棒),在外力F 的作用下伸长了∆L ,则根据胡克定律有F/S=E(∆L/L) (2-1)式中的比例系数E 称为杨氏模量,单位为N ·m 2-。

试验证明,杨氏模量E 与外力F 、金属丝的长度L 、横截面积S 的大小无关,它只与金属丝的材料有关。

若金属丝的直径为d ,则S=41πd 2,代入(2-1)式中可得E=LFL ∆2πd 4 (2-2)(2-2)式表明,在长度、直径和所加外力相同的情况下,杨氏模量大的金属丝伸长量较小,杨氏模量小的金属丝伸长量较大。

因此,杨氏模量反映了材料抵抗外力引起的拉伸(或压缩)形变的能力。

实验中,测量出F 、L 、∆L 值就可以计算出金属丝的杨氏模量E 。

在(2-2)式中F 、L 、d 都比较容易测量,唯有∆L 是一个很小的,不容易测量,本试验采用显微镜对∆L 进行测量。

2.显微镜测量微小长度变化在杨氏模量试验测量仪悬垂的金属丝下端连着一个十字叉丝板,用显微镜进行测量时,就是通过显微镜的微尺与十字叉丝的相对位置变化关系测受力金属丝伸长量的。

在未对金属丝施加拉力时,先测量十字叉丝对准微尺的读数为l 1,当在砝码盘上加砝码时,金属丝被向下拉长了∆L ,十字叉丝同时下降了∆L ,从显微镜的目镜中可以看到十字叉丝对准微尺的读数为l 2,即∆L=l 2-l 1。

将∆L 带入公式(2-2),并考虑F=mg ,可得 E=LmgL ∆2πd 4 (2-3)3.测量结果的不确定度估计按照间接测量的不确定度合成法,杨氏模量E 的测量不确定度计算公式为:()∆∆∆∆∆⎪⎭⎫⎝⎛∆∆+++=2222222221411ldlm l dlmE E (2-4)4.用逐差法处理数据【实验步骤】1. 杨氏模量测量仪的调整(1)首先调节底脚螺丝,使仪器底座水平。

杨氏模量测定(实验报告范例)

杨氏模量测定(实验报告范例)

杨氏模量测定(横梁弯曲法)一、实验目的1. 学习用弯曲法测量金属的杨氏模量2. 学习微小位移测量方法 二、实验仪器JC-1读数显微镜 待测金属片 砝码片若干 待测金属片支撑架 可挂砝码片的刀口三、实验原理宽度为b ,厚度为a ,有效长度为d 的棒在相距dx 的1O 、2O 两点上横断面,在棒弯曲前相互平行,弯曲后则成一小角度θd ,棒的下半部分呈拉伸状态,而上半部分呈压缩状态,棒的中间有薄层虽然弯曲但长度不变。

现在来计算一下与中间层相距为y ,厚度为dy ,形变前长为dx 的一段,弯曲后伸长了θyd ,由胡克定律可计算它所到的拉力dF :ydy dx d Eb dF bdy dS dx yd E dS dF θθ=⇒⎪⎭⎪⎬⎫== 对中心薄层所产生的力矩dy y dxd EbdM 2θ= 整个横断面产生力矩为:dxd b Ea y dx d Eb dy y dxd EbM a a a θθθ32/032/2/212132=⎥⎦⎤⎢⎣⎡==⎰- 如果使得棒弯曲的外力作用在棒有效长度的中点上,那么棒的两端分别施加mg 21,才能使棒平衡。

棒上距离中点为x ,长度为dx 的一段,由于mg 21力的作用产生弯曲下降:()θd x d Z d ⎪⎭⎫⎝⎛-=∆2棒处于平衡状态时,有外力mg 21对该处产生的力矩⎪⎭⎫⎝⎛-x d mg 221应该等于该处横断面弯曲所产生的力矩。

dx x d b Ea mg d dx d b Ea x d mg ⎪⎭⎫⎝⎛-=⇒=⎪⎭⎫ ⎝⎛-2612122133θθ bEa mgd X b Ea mg dX X b Ea mg x d d x d b Ea mg Z d dd 332033202320234366226=⎥⎦⎤⎢⎣⎡==⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∆⎰⎰上式整理可得:Zb a mgd E ∆=334因此只要测定外力mg 使金属片弯曲伸长量Z ∆,金属片的有效长度d ,宽度b ,厚度a 就可以测出金属片的杨氏模量。

实验报告杨氏模量测量

实验报告杨氏模量测量

实验报告:杨氏模量的测定杨氏模量的测定(伸长法)【实验目的】1.用伸长法测定金属丝的杨氏模量2.学习光杠杆原理并掌握使用方法【实验仪器】伸长仪;光杆杆;螺旋测微器;游标尺;钢卷尺和米尺;望远镜(附标尺)。

【实验原理】物体在外力作用下或多或少都要发生形变,当形变不超过某一限度时,撤走外力之后形变能随之消失,这种形变叫弹性形变,发生弹性形变时物体内部将产生恢复原状的内应力。

设有一截面为S ,长度为l 的均匀棒状(或线状)材料,受拉力F 拉伸时,伸长了δ,其单位面积截面所受到的拉力S F称为胁强,而单位长度的伸长量l δ称为胁变。

根据胡克定律,在弹性形变范围内,棒状(或线状)固体胁变与它所受的胁强成正比:F E S lδ= 其比例系数E 取决于固体材料的性质,反应了材料形变和内应力之间的关系,称为杨氏弹性模量。

FlE S δ=(1)右图是光杠杆镜测微小长度变化量的原理图。

左侧曲尺状物为光杠杆镜,M 是反射镜,b 为光杠杆镜短臂的杆长,B 为光杆杆平面镜到尺的距离,当加减砝码时,b 边的另一端则随被测钢丝的伸长、缩短而下降、上升,从而改变了M 镜法线的方向,使得钢丝原长为l 时,从一个调节好的位于图右侧的望远镜看M 镜中标尺像的读数为0h ;而钢丝受力伸长后,光杠杆镜的位置变为虚线所示,此时从望远镜上看到的标尺像的读数变为i h 。

这样,钢丝的微小伸长量δ,对应光杠杆镜的角度变化量θ,而对应的光杠杆镜中标尺读数变化则为Δh 。

由光路可逆可以得知,h ∆对光杠杆镜的张角应为θ2。

从图中用几何方法可以得出:tg bδθθ≈=(1)tg22hBθθ∆≈=(2) 将(1)式和(2)式联列后得:2bh Bδ=∆ (3) 考虑到2=/4S D π,F mg =所以:28BmglE D b hπ=∆这种测量方法被称为放大法。

由于该方法具有性能稳定、精度高,而且是线性放大等优点,所以在设计各类测试仪器中有着广泛的应用。

测定杨氏模量实验报告

测定杨氏模量实验报告

测定杨氏模量实验报告
实验报告:测定杨氏模量
引言:
杨氏模量是杨氏静力学中的重要参数,是衡量固体材料的刚性
和伸展性的指标。

本实验通过在不同的载荷下测量杆的长度变化,来确定钢杆的杨氏模量。

实验步骤:
1. 安装装置:将钢杆固定在实验台上,并调整夹具的位置,使
得钢杆测试段的长度在两个夹具之间。

2. 记录长度:使用千分尺测量钢杆的长度,并记录在实验记录
表中。

3. 施加载荷:使用螺纹轮调节压力,施加不同的载荷到钢杆上。

在每个载荷下,记录钢杆的长度,并计算钢杆的相对伸长。

4. 数据处理:根据实验数据计算杨氏模量。

使用勾股定理计算
钢杆长度的相对变化,然后使用钢杆的直径和载荷计算应力值。

将相对伸长和应力绘制在图表上,然后计算杨氏模量和误差范围。

结果:
通过实验,我们得到了杨氏模量的结果为X。

误差范围为±Y。

因此,我们可以得出结论,钢杆的杨氏模量为X±Y。

结论:
本实验成功地测定了钢杆的杨氏模量。

实验结果表明,该钢杆
的杨氏模量为X±Y。

该结果可以为制造业和建筑业等领域提供重
要参考数据。

建议:
在实验中,我们可以增加多个测试样品,以更精确地确定杨氏
模量。

此外,在测试载荷时,需要格外注意,以确保应力和变形
的准确测量。

实验4杨氏模量的测定

实验4杨氏模量的测定

实验4 杨氏模量的测定(拉伸法)【杨氏模量知识和胡克定理】杨氏模量(Y oung's modulus)是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL。

F/S叫胁强,其物理意义是金属数单位截面积所受到的力;ΔL/L叫胁变其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。

胁强与胁变的比叫弹性模量:即。

ΔL是微小变化量。

杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。

1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Y oung, 1773-1829) 所得到的结果而命名。

根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。

杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。

杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一是工程技术设计中常用的参数。

杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。

测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。

弹性模量(modulus of elasticity),又称弹性系数,杨氏模量,是弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质,也是物体变形难易程度的表征,用Y表示。

定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量(杨氏模量)、剪切弹性模量(刚性模量)、体积弹性模量等。

它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。

对一般材料而言,该值比较稳定,但就高聚物而言则对温度和加载速率等条件的依赖性较明显。

对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

(整理)实验报告:杨氏模量的测量.

(整理)实验报告:杨氏模量的测量.

测定金属的杨氏模量实验日期:2014年3月4日星期二下午姓名:一、CCD成像测定杨氏模量:实验目的:(1)用金属丝的伸长测定杨氏模量;(2)用CCD成像系统测量微小长度变化;(3)用逐差法、作图法和最小二乘法处理数据。

实验仪器:测定杨氏模量专用支架,显微镜,CCD CAMERA 型号WAT-308A DC+12V(CCD摄像机,监视器),米尺(带有卡口),螺旋测微器(分度0.01mm,量程0-25mm),电子天平(精度0.01g)实验原理:(1)由胡克定律我们知道在弹性限度内:,其中是应力,E为杨氏模量,为应变。

那么对于截面积为S,长为L,在力F作用下形变时,有如下关系:F,S,L比较容易测量,但是比较微小难以测量,所以实验中用CCD成像进行观察和直接测量。

则由此可以测定杨氏模量E。

(2)CCD与主体实验装置如右图所示:实验中先使用显微镜M把确定金属丝下端所挂圆柱体上的细横线放大,同时通过不随金属丝伸长而移动的M内部分划板上的刻度线作为刻线高低的高度标准。

然后利用CCD成像进行观察。

实验内容与数据处理:1、认识和调节仪器:(1)预热CCD显示屏,调节支架S竖直,调节钳形平台的两边螺丝的松紧,使得钳形平台既可以很好的限制金属丝的转动又不用造成过多的摩擦干扰。

(2)先调节显微镜目镜,看清清晰的分划板像,然后调节物镜与金属丝下挂的圆柱上的细横线的远近,使得可以同时看清分划板和细横线的像(3)打开和连接CCD,放置在显微镜后较近的位置,仔细调节位置使得分划板像清晰,此时也可微调显微镜目镜。

然后调节显微镜的前后位置旋钮,使得细横线也变清晰。

(此时要注意微调显微镜前后的旋钮时要对应移动CCD的前后,保持分划板的清晰)反复调节可以得到分划板和细横线都比较清晰的像。

2、观测金属丝受外力拉伸后的变化:在砝码盘上一次加砝码,质量约为200.0g(需要具体重新测定精确值)。

金属丝伸长后读出对应的读数(i=1,2…9),再加上一个略轻砝码,再一次减去砝码,读出:表中已用逐差法进行计算得到平均加四个砝码产生的伸长量与加的重量。

杨氏模量测定实验报告

杨氏模量测定实验报告

一、实验目的1. 理解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性。

2. 掌握使用光杠杆法测量微小形变的方法。

3. 学习利用胡克定律和光杠杆原理计算杨氏模量。

4. 熟悉逐差法和作图法在数据处理中的应用。

二、实验原理杨氏模量(E)是衡量材料在弹性范围内抵抗形变能力的物理量,定义为应力(σ)与应变(ε)的比值,即 E = σ/ε。

在本实验中,通过测量钢丝在拉伸力作用下的形变量和所受拉力,根据胡克定律计算杨氏模量。

实验原理基于以下公式:E = (F L) / (S ΔL)其中:- F 为钢丝所受的拉力;- L 为钢丝的原始长度;- S 为钢丝的横截面积;- ΔL 为钢丝的形变量。

由于钢丝的形变量ΔL 很小,难以直接测量,因此采用光杠杆法进行放大测量。

光杠杆法利用光杠杆的放大原理,将微小的形变量转换为可测量的角度变化,从而提高测量的精度。

三、实验仪器1. 杨氏模量测定仪(包括:拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺)2. 砝码3. 千分尺4. 米尺5. 光杠杆支架6. 望远镜支架7. 计算器四、实验步骤1. 将杨氏模量测定仪放置在平稳的实验台上,调整望远镜和标尺的相对位置,使望远镜能够观察到标尺的刻度。

2. 将钢丝固定在拉伸仪上,确保钢丝处于垂直状态。

3. 在钢丝上施加不同大小的拉力,利用砝码进行测量。

4. 观察光杠杆平面镜在望远镜中的位置变化,记录相应的角度值。

5. 利用千分尺测量钢丝的直径,计算横截面积 S。

6. 记录钢丝的原始长度 L。

7. 根据实验数据,利用逐差法和作图法处理数据,计算杨氏模量 E。

五、实验结果与分析1. 根据实验数据,绘制 F-ΔL 图像,观察其线性关系。

2. 利用逐差法计算钢丝的形变量ΔL,计算平均形变量ΔL_avg。

3. 计算钢丝的横截面积 S 和原始长度 L。

4. 根据公式 E = (F L) / (S ΔL),计算杨氏模量 E。

六、实验结论通过本次实验,成功测量了钢丝的杨氏模量,验证了胡克定律在弹性范围内的适用性。

实验杨氏模量的测定(梁弯曲法)

实验杨氏模量的测定(梁弯曲法)

实验 杨氏模量的测定(梁弯曲法)【实验目的】用梁的弯曲法测定金属的杨氏模量。

【仪器用具】攸英装置,光杠杆,望远镜及直尺,螺旋测微计,游标卡尺,米尺,千分表。

【实验原理】将厚为a 、宽为b 的金属棒放在相距为l 的二刀刃上(图1),在棒上二刀刃的中点处挂上质量为m 的砝码,棒被压弯,设挂砝码处下降λ,称此λ为弛垂度,这时棒材的杨氏模量λb a mgl E 334= . (1) 下面推导上式。

图(2)为沿棒方向的纵断面的一部分。

在相距dx 的21O O 二点上的横断面,在棒弯曲前互相平行,弯曲后则成一小角度ϕd 。

显然在棒弯曲后,棒的下半部呈现拉伸状态,上半部为压缩状态,而在棒的中间有一薄层虽然弯曲但长度不变,称为中间层。

计算与中间层相距为y 、厚dy 、形变前长为dx 的一段,弯曲后伸长了ϕyd ,它受到的拉力为dF ,根据胡克定律有dxyd E dS dF ϕ=. 式中dS 表示形变层的横截面积,即bdy dS =。

于是y d y dxd EbdF ϕ=. 此力对中间层的转矩为dM ,即 dy y dx d EbdM 2ϕ=. 而整个横断面的转矩M 应是dxd b Ea dy y dx d Eb M a ϕϕ32021212==⎰ . (2) 如果将棒的中点C 固定,在中点两侧各为2l 处分别施以向上的力mg 21(图3),则棒的弯曲情况当和图1所示的完全相同。

棒上距中点C 为x 、长为dx 的一段,由于弯曲产生的下降λd 等于ϕλd x l d )2(-= (3) 当棒平衡时,由外力mg 21对该处产生的力距)2(21x l mg -应当等于由式(2)求出的转距M ,即 dxd b Ea x l mg ϕ3121)2(21=-. 由此式求出ϕd 代入式(3)中并积分,可求出弛垂度bEa mgl dx x l b Ea mg 33210234)2(6=-=⎰λ, (4) 即 λb a m g l E 334=. (1)【仪器介绍】攸英装置如图4所示,在二支架上设置互相平的钢制刀刃,其上放置待测棒和辅助棒。

测量杨氏模量实验报告

测量杨氏模量实验报告

测量杨氏模量实验报告测量杨氏模量实验报告引言:杨氏模量是材料力学中的重要参数,用于描述材料的刚度和弹性特性。

本实验旨在通过测量材料的应力-应变关系,计算出杨氏模量,并探究材料的弹性行为。

实验目的:1. 了解杨氏模量的概念和计算方法;2. 学习使用实验仪器测量应力和应变;3. 掌握材料的弹性特性的基本原理。

实验原理:杨氏模量的计算公式为:E = (F/A) / (ΔL/L0),其中E为杨氏模量,F为施加在材料上的力,A为材料的横截面积,ΔL为材料的伸长量,L0为材料的初始长度。

实验器材:1. 弹簧测力计2. 钢尺3. 材料样品(如金属丝、弹簧等)4. 实验台实验步骤:1. 准备实验器材和样品,确保实验台平整稳固;2. 将材料样品固定在实验台上,使其不发生任何移动;3. 使用钢尺测量材料的初始长度L0,并记录下来;4. 用弹簧测力计施加一定的力F在材料上,记录下测得的力值;5. 观察材料的伸长量ΔL,并记录下来;6. 根据实验数据计算杨氏模量E,并进行数据分析。

实验结果和数据分析:根据实验数据,我们可以计算出杨氏模量E的数值。

通过多次测量和计算,可以得到一系列的E值。

我们可以将这些数值进行平均,以提高测量的准确性。

在数据分析过程中,我们可以观察到不同材料的杨氏模量可能存在差异。

这是因为不同材料具有不同的结构和成分,导致其弹性特性有所不同。

通过比较不同材料的杨氏模量,可以评估材料的刚度和强度,为材料选择和设计提供依据。

此外,我们还可以观察到弹性极限和屈服点等材料的弹性特性参数。

这些参数可以帮助我们了解材料的极限承载能力和变形性质。

实验结论:通过本次实验,我们成功测量了材料的应力-应变关系,并计算出了杨氏模量。

这一实验结果有助于我们了解材料的弹性特性和力学行为。

在实验过程中,我们还发现了材料的弹性极限和屈服点等重要参数。

这些参数对于材料的工程应用和设计具有重要意义。

然而,本实验还存在一些局限性。

首先,实验数据可能受到实验仪器的误差和操作技术的影响。

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实验4 杨氏模量的测定(拉伸法)【杨氏模量知识和胡克定理】杨氏模量(Young's modulus)是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL。

F/S叫胁强,其物理意义是金属数单位截面积所受到的力;ΔL/L叫胁变其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。

胁强与胁变的比叫弹性模量:即。

ΔL是微小变化量。

杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。

1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。

根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。

杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。

杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一是工程技术设计中常用的参数。

杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。

测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。

弹性模量(modulus of elasticity),又称弹性系数,杨氏模量,是弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质,也是物体变形难易程度的表征,用Y表示。

定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比。

根据不同的受力情况,分别有相应的拉伸弹性模量(杨氏模量)、剪切弹性模量(刚性模量)、体积弹性模量等。

它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。

对一般材料而言,该值比较稳定,但就高聚物而言则对温度和加载速率等条件的依赖性较明显。

对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。

金属丝或金属杆受拉力的作用下将发生形变,在弹性限度内形变量其正应力与成正比。

其规律遵循胡克定理。

胡克定律指出,在弹性限度内,弹性体的应力和应变成正比。

设有一根长为L,横截面积为S的钢丝,在外力F作用下伸长了L,则:F L Y S L∆= (1) 式中的比例系数Y 称为杨氏模量,单位为2N m -⋅。

设实验中所用钢丝直径为d ,则214S d π=,将此公式代入上式整理以后得24FL Y d Lπ=∆ (2) 上式表明,对于长度L ,直径d 和所加外力F 相同的情况下,杨氏模量Y 大的金属丝的伸长量L ∆小。

因而,杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要的物理量,是工程设计上选用材料时常需涉及的重要参数之一,一般只与材料的性质和温度有关,与外力及物体的几何形状无关。

对一定材料而言,Y 是一个常数,它仅与材料的结构、化学成分及其加工制造的方法有关。

杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

根据(2)式的表达式,杨氏模量的测量可选用下列实验仪器和实验方案进行。

【方案设计】为能测出金属丝的杨氏模量Y ,必须准确测出上式中右边各量。

其中 L 、d 、F 都可用一般方法测得,而 ΔL 是一个微小的变化量,用一般量具难以测准,为了测量细钢丝的微小长度变化,实验中使用了光杠杆放大法间接测量。

实验装置如图1所示,主要由夹住金属丝的支架、砝码、光杠杆和镜尺系统组成。

图 1 实验装置示意图1 光杠杆和镜尺系统光杠杆结构如图2(a)所示,它实际上是附有三个尖足的平面镜。

三个尖足的边线为一等腰三角形,前两足刀口与平面镜在同一平面内(平面镜俯仰方位可调),后足在前两足刀口的中垂线上。

镜尺系统由一把竖立的毫米刻度尺和在尺旁的一个望远镜组成,如图2(b)所示。

调节目镜焦距,可从目镜中观察到清晰的十字叉丝,如图2(c)所示。

镜尺系统和光杠杆组成如图3所示的测量系统。

(a) (b) (c)图2 光杠杆(a )、镜尺系统(b )、十字叉丝(c )示意图2 测量原理将光杠杆和镜尺系统按图1安装好,并按仪器调节步骤调节好全部装置之后,就会在望远镜中看到镜面反射的直尺(标尺)的像。

标尺是一般的米尺,但中间刻度为0。

其光路部分如图3-2。

图中M 表示钢丝处于伸直情况下,光杠杆小镜的位置。

从望远镜的目镜中可以看见水平叉丝对准标尺的某一刻度线0x ,当在钩码上增加砝码(第 i 块)时,因钢丝伸长致使置于钢丝下端附着在平台上的光杠杆后足 P 跟随下降到 P’,PP’ 即为钢丝的伸长量i L ∆,于是平面镜的法线方向转过一角度θ,此时平面镜处于位置M ’。

同时,反射光线在镜面上的出射点也由O 变到了O ’。

在固定不动的望远镜中会看到水平叉丝对准标尺上的另一刻线i x ,0i x x x -=∆. 假设开始时对光杠杆的入射和反射光线相重合,当平面镜转一角度θ,则光杠杆镜面的反射光线方向就要偏转2θ。

因θ甚小,OO ’也很小,故有0tan 22,2i x x xD Dθθθ-∆≈≈≈ (3) 其中D 为平面镜到标尺的距离。

又从ΔOPP’,得tan Lbθθ∆≈=(4) 式中 b 为后足至前足连线的垂直距离,称为光杠杆常数。

从以上两式得:0()2i b x x L W x D-∆==∆ (5)bDW 21=,可称作光杠杆的“放大率”,上式中 b 和 D 可以直接测量,因此只要在望远镜测得标尺刻线移过的距离x ∆,即可算出钢丝的相应伸长L ∆。

将L ∆值代入(2)式后得:28LDFY bd xπ=∆ (6) 式中 d 为钢丝的直径。

图3 光杠杆测量原理实验中L 和D 用卷尺、d 用千分尺、b 用游标卡尺、x ∆用望远镜测量。

拉力F mg =,质量m 为标准砝码。

【讨论】1.如何根据几何光学的原理来调节望远镜、光杠杆和标尺之间的位置关系?如何调节望远镜?(1)望远镜,平面镜,标尺的位置关系要仔细调节,使该标尺在平面镜中的像处在望远镜的光轴上,只有这样,才能在望远镜中看到标尺的像。

(2)望远镜的光轴与平面镜的法线平行。

标尺平面要竖直。

望远镜的调节:(1) 调节目镜,看清分划板上的十字叉丝。

(2) 调节物镜,使“目标”成像在分划板上,这里的“目标”是指什么?(尺子的像) 2. 在砝码盘上加载时为什么采用正反向测量取平均的办法? 为了消除弹性形变的滞后效应带来的系统误差。

【实验仪器】M ’Δxx ix 0M杨氏模量测量仪、光杠杆、镜尺组、钢卷尺、螺旋测微计、钢直尺、砝码【实验注意事项】1 实验系统调好后,一旦开始测量,在实验过程中绝对不能对系统的任一部分进行任何调整。

否则,所有数据将重新再测。

2 增减砝码时要防止砝码晃动,以免钢丝摆造成光杠杆移动并使系统稳定后才能读取数据。

并注意槽码的各槽口应相互错开,防止因钩码倾斜使槽码掉落。

3 注意保护平面镜和望远镜,不能用手触摸镜面。

4 待测钢丝不能扭折,如果严重生锈和不直必须更换。

f,f的尖端必须放在V 形槽的最深处,此时光杠杆最平衡。

支脚应放在圆5 光杠杆的支脚23柱夹头的圆平面处,而不能放在圆柱形夹头的顶部夹住钢丝的孔或缝里。

6 望远镜调整要消除视差。

7 因刻度尺中间刻度为零,在逐次加砝码时,如果望远镜中标尺读数由零的一侧变化到另一侧时,应在读数上加负号。

8 在读数时应随时注意读数是否有误。

这可以由二点来判断:(1)在相同的F下,增重与减重时标尺上的读数应大致相同。

(2)由于胁变与胁强成正比,因此每次加1个砝码时引起的伸长量(即相邻二个读数之差)应大致相同。

如果偏差过大,应检验仪器是否正常,钢丝f不要与金属丝相碰,钢丝夹头是否夹紧(特别是光杠杆的支本身是否直,光杠杆主杆尖脚1脚的位置及平面镜是否松动),读数是否正确。

9 测量D时应该是标尺到平面的垂直距离,测量时卷尺应该放水平。

10实验完成后,应将砝码取下,防止钢丝疲劳。

【实验目的】1 掌握用拉伸法测定金属丝的杨氏模量;2 学会用光杠杆测量长度的微小变化;3 学会用逐差法处理数据。

【实验步骤及内容】1夹好钢丝,调整支架呈竖直状态,在钢丝的下端悬一钩码,使钢丝能够自由伸张。

2 安置好光杠杆,前足刀口置于固定平台的沟内,后足置于钢丝下端附着的平台上,并靠近钢丝,但不能接触钢丝。

不要靠着圆孔边,也不要放在夹缝中。

使平面镜M 与平台大致垂直。

3调节望远镜,使之处与平面镜同一高度;沿望远镜筒上面的缺口和准星观察到平面镜M;通过改变平面镜M的仰角,能够从标尺附近通过平面镜M反射看到望远镜。

调节右侧的物镜调焦手轮和调节镜筒下面的竖直旋钮,改变平面镜M 的仰角,从望远镜中先寻找到平面镜M,并对准平面镜M 中心;然后调节望远镜物镜调焦手轮看到标尺的像。

如无标尺的像,则可在望远镜外观察,移动望远镜,使准星A,B 与平面镜中标尺像在一直线上,这时在望远镜中就可以看到标尺的像。

调节目镜看清十字叉丝。

观察望远镜中的标尺像,标尺要竖直,望远镜应水平对准平面镜中部。

4 试加几个砝码,估计一下满负荷时(加5个砝码)标尺读数是否够用,如不够用,应对平面镜进行微调,调好后取下砝码。

x(不一定5 记录望远镜中中间水平叉丝对准的标尺刻度:只挂一个钩码时的初始读数为要为零),再在钢丝下端加1个砝码,记录望远镜中标尺读数1x ,以后依次加1个砝码,并分别记录望远镜中标尺读数i x 。

然后再每次减少1个砝码,并记下减重时望远镜中标尺的读数'i x ,填写在数据记录表格中。

6 用米尺测量平面镜与标尺之间的距离D 、钢丝长度L ,用游标卡尺测量光杠杆长度b (把光杠杆在纸上按一下,留下123f ,f ,f 三点的痕迹,连成一个等腰三角形,作其底边上的高,即可测出b )。

用螺旋测微器测量钢丝直径d ,测量5次,可以在钢丝的不同部位和不同的经向测量(因为钢丝直径不均匀,截面积也不是理想的圆。

)。

【实验数据记录】 1 数据测量记录:光杆干平面镜到尺子的距离D= 不确定度D ∆= 光杆干前后足尖的垂直距离b= 不确定度b ∆=钢丝长度L = 不确定度L ∆= 每个钩码/砝码的质量0m = 0.32 kg 2 钢丝直径3 钢丝伸长记录数据处理要求:用逐差法计算杨氏模量Y 及其标准不确定度Y ∆(不计砝码质量的误差)。

030141252x x x x x x x x x ∆=-=∆=-=∆=-=0121()3x x x x ∆=∆+∆+∆=由(6)式可得 0283DL m gY bd xπ==∆不确定度:x s ∆==则x ∆∆==(∆仪为镜尺系统中直尺的仪器误差)Y ∆== Y Y Y =±∆=【思考题】1. 从光杠杆的放大倍数考虑,增大D 与减小b 都可以增加放大倍数,那么它们有何不同? 2. 怎样提高测量微小长度变化的灵敏度?是否可以增大D 无限制地增大放大倍数。

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