杨氏模量实验报告重点讲义资料
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。
杨氏模量实验报告
杨氏模量实验报告(2)杨氏模量实验报告计算杨氏模量不确定度：实验结果：【实验教学指导】1、望远镜中观察不到竖尺的像应先从望远筒外侧，沿轴线方向望去，能看到平面镜中竖尺的像。
若看不到时，可调节望远镜的位置或方向，或平面反射镜的角度，直到找到竖尺的'像为止，然后，再从望远镜中找到竖尺的像。
2、叉丝成像不清楚。
这是望远镜目镜调焦不合适的缘故，可慢慢调节望远镜目镜，使叉丝像变清晰。
3、实验中，加减法时，测提对应的数值重复性不好或规律性不好。
(1) 金属丝夹头未夹紧，金属丝滑动。
(2)杨氏模量仪支柱不垂直，使金属丝端的方框形夹头与平台孔壁接触摩擦太大。
(3)加冯法码时，动作不够平稳，导致光杠杆足尖发生移动。
(4)可能是金属丝直径太细,加砝码时已超出弹性范围。
【实验随即提问】⑴ 根据Y的不确定度公式，分析哪个量的测量对测量结果影响最大。
答：根据由实际测量出的量计算可知对Y的测量结果影响最大，因此测此二量尤应精细。
⑵ 可否用作图法求钢丝的杨氏模量，如何作图。
答：本实验不用逐差法，而用作图法处理数据，也可以算出杨氏模量。
由公式Y=可得：F= Y△n=KY△n。
式中K=可视为常数。
以荷重F为纵坐标，与之相应的ni为横坐标作图。
由上式可见该图为一直线。
从图上求出直线的斜率，即可计算出杨氏模量。
⑶ 怎样提高光杠杆的灵敏度?灵敏度是否越高越好?答：由Δn= ΔL可知，为光杠杆的放大倍率。
适当改变R和b，可以增加放大倍数，提高光杠杆的灵敏度，但这种灵敏度并非越高越好;因为ΔL=Δn成立的条件是平面镜的转角θ很小(θ≤2.5°)，否则tg2θ≠2θ。
要使θ≤2.5°，必须使b≥ 4cm，这样tg2θ≈2θ引起的误差在允许范围内;而b尽量大可以减小这种误差。
如果通过减小b来增加放大倍数将引起较大误差⑷ 称为光杠杆的放大倍数，算算你的实验结果的放大倍数。
答：以实验结果计算光杠杆的放大倍数为杨氏模量实验报告2【预习重点】(1)杨氏模量的定义。
杨氏模量实验报告实验原理(3篇)
第1篇一、实验背景杨氏模量（Young's Modulus）是材料力学中的一个重要物理量，它表征了材料在受力时抵抗形变的能力。
在工程实践中，杨氏模量是衡量材料刚度的重要指标之一，对材料的选择和结构设计具有重要意义。
本实验旨在通过实验方法测定金属材料的杨氏模量，并掌握相关实验原理和操作步骤。
二、实验原理1. 杨氏模量的定义杨氏模量（E）是指材料在弹性变形范围内，单位面积上所承受的应力与相应的应变之比。
其数学表达式为：E = σ / ε其中，σ为应力，ε为应变。
应力（σ）是指单位面积上的力，其数学表达式为：σ = F / A其中，F为作用在材料上的力，A为受力面积。
应变（ε）是指材料形变与原始长度的比值，其数学表达式为：ε = ΔL / L其中，ΔL为材料形变的长度，L为原始长度。
2. 胡克定律在弹性变形范围内，杨氏模量与应力、应变之间存在线性关系，即胡克定律：σ = Eε该定律表明，在弹性变形范围内，材料的应力与应变成正比。
3. 实验原理本实验采用拉伸法测定金属材料的杨氏模量。
具体实验步骤如下：（1）将金属样品固定在实验装置上，使其一端受到拉伸力F的作用。
（2）测量金属样品的原始长度L0和受力后的长度L。
（3）计算金属样品的形变长度ΔL = L - L0。
（4）根据胡克定律，计算应力σ = F / A，其中A为金属样品的横截面积。
（5）计算应变ε = ΔL / L0。
（6）根据杨氏模量的定义，计算杨氏模量E = σ / ε。
三、实验仪器1. 拉伸试验机：用于施加拉伸力F。
2. 样品夹具：用于固定金属样品。
3. 量具：用于测量金属样品的原始长度L0、受力后的长度L和形变长度ΔL。
4. 计算器：用于计算应力、应变和杨氏模量。
四、实验步骤1. 将金属样品固定在实验装置上，确保其牢固。
2. 调整拉伸试验机，使其施加一定的拉伸力F。
3. 测量金属样品的原始长度L0。
4. 拉伸金属样品，使其受力后的长度L。
实验二 杨氏模量讲义
实验二杨氏模量的测定杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，是选定机械构件材料的依据之一，是工程技术中常用的参数。
用拉伸法测杨氏模量实验，在调节、测量以及数据处理方面都有丰富的内容。
一、实验目的（1）学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量的方法。
（2）掌握用光杠杆装置测量微小长度变化量的原理和方法。
（3）学会用逐差法和作图法处理数据。
二、实验仪器YMC-1型杨氏模量仪（图3-9）、千分尺、钢直尺、钢卷尺和水平仪。
三、实验原理1.拉伸法测量杨氏弹性模量物体受到外力作用时要发生形变，撤除外力后物体的形变随之消失，物体完全恢复原状的形变，称为弹性形变。
若形变超过一定限度，撤除外力后物体不能完全恢复原状，仍有剩余形变，称为范性形变。
本实验仅限于弹性形变内。
设一根长为L ，横截面积为S 的均匀直金属钢丝，在受到沿长度方向的外力mgF =的作用下伸长了L ∆。
把单位截面积上所受的作用力S F /称为应力（胁强），单位长度的伸长LL ∆称为应变（胁变）。
根据胡克定律在弹性限度内应力与应变成正比，即L L Y S F ∆= 或 LS FL Y ∆= (3-3) 其中，Y 是杨氏模量，仅决定于材料本身性质，是表征固体性质的一个物理量。
在(3-3)式右边各个量中，唯有L ∆用一般长度量具无法测量（如一根长约１m 的钢丝，在外力作用下产生微小伸长，约0.2mm 的数量级）。
为此，本实验用光杠杆原理测量L ∆。
12a 3bc 0n 1n O 图3-10 光杠杆1-平面镜；2-后足；3-前足l l ∆ 2.光杠杆测量微小长度变化原理用光杠杆测量微小长度L ∆其原理见图3-10所示。
设开始平面镜的法线0on 在水平位置，在标尺上的标度线0n 发出的光通过平面镜反射后进入望远镜的像被观察到。
当金属丝伸长后，光杠杆的后足随金属丝下落L ∆，带动平面镜转一角α，法线o on 也转同一角度α。
根据光的反射定律，入射光线和反射光线的夹角为α2，于是在望远镜中可观察到标度线1n 的像。
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
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_实验报告
一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念及其在材料力学中的应用。
2. 掌握杨氏模量的测定方法，即拉伸法。
3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在受到拉伸或压缩时抵抗形变的能力的物理量。
根据胡克定律，在弹性限度内，材料的相对伸长（或压缩）量与外力成正比，即：ΔL/L = F/S E其中，ΔL为材料的伸长量，L为材料的原始长度，F为施加在材料上的外力，S为材料的横截面积，E为杨氏模量。
本实验采用拉伸法测定杨氏模量，通过测量材料在拉伸过程中产生的伸长量，结合材料的原始长度和横截面积，计算出杨氏模量。
三、实验仪器与材料1. 杨氏模量测定仪（包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺）2. 螺旋测微器3. 游标卡尺4. 钢直尺5. 金属丝（直径约为0.5mm）四、实验步骤1. 将金属丝一端固定在杨氏模量测定仪的拉伸仪上，另一端连接到重物托盘。
2. 调整螺栓，使金属丝处于铅直状态。
3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径，并记录数据。
4. 将望远镜和标尺放置在光杠杆前方约1.2m处。
5. 调节望远镜和标尺，使标尺铅直，光杠杆平面镜平行于标尺。
6. 观察望远镜中的标尺像，记录初始像的位置。
7. 挂上重物，使金属丝产生一定的伸长量。
8. 观察望远镜中的标尺像，记录新的像的位置。
9. 计算金属丝的伸长量，并记录数据。
10. 重复步骤7-9，进行多次测量，取平均值。
五、数据处理与结果分析1. 计算金属丝的横截面积S，S = π (d/2)^2，其中d为金属丝直径。
2. 计算金属丝的相对伸长量ΔL/L，ΔL/L = ΔL/L0，其中L0为金属丝的原始长度，ΔL为金属丝的伸长量。
3. 根据公式E = F/S ΔL/L，计算杨氏模量E。
4. 计算多次测量的平均值，并求出标准偏差。
六、实验结果1. 金属丝直径d：0.48mm2. 金属丝原始长度L0：500mm3. 金属丝伸长量ΔL：0.5mm4. 金属丝横截面积S：0.185mm^25. 杨氏模量E：2.10×10^11 Pa七、结论通过本实验，我们成功地测定了金属丝的杨氏模量，结果为2.10×10^11 Pa。
大学物理实验讲义实验杨氏模量的测定
实验 1 拉伸法测量杨氏模量杨氏弹性模量（以下简称杨氏模量）是表征固体材料性质的重要的力学参量，它反映材料弹性形变的难易程度，在机械设计及材料性能研究中有着广泛的应用。
其测量方法有静态拉伸法、悬臂梁法、简支梁法、共振法、脉冲波传输法，后两种方法测量精度较高；本实验采用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量，因涉及多个长度量的测量，需要研究不同测量对象如何选择不同的测量仪器。
【实验目的】1. 学习用静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
2. 掌握钢卷尺、螺旋测微计和读数显微镜的使用。
3. 学习用逐差法和作图法处理数据。
4. 掌握不确定度的评定方法。
【仪器用具】杨氏模量测量仪（包括砝码、待测金属丝）、螺旋测微计、钢卷尺、读数显微镜【实验原理】1. 杨氏模量的定义本实验讨论最简单的形变——拉伸形变，即棒状物体（或金属丝）仅受轴向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与应变L成正比。
SL设有一根原长为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 E（L）（1-1）SL式中的比例系数E称为杨氏模量，单位为Pa（或N·m –2）。
实验证明，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，它只与制成金属丝的材料有关。
12若金属丝的直径为d ，则S d 2，代入（1-1）式中可得4E 4d F2L L1-2)1-2）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、d、L 值就可以计算出金属丝的杨氏模量E 。
2. 静态拉伸法的测量方法测量金属丝的杨氏模量的方法就是将金属丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对金属丝F ，测出金属丝的伸长量L ，即可求出E 。
金属丝长度L 用钢卷尺测量，金属丝直径d 用螺旋测微计测量，力F 由砝码的重力F mg 求出。
振动法测量杨氏模量实验讲义
大学物理实验讲义共振法测杨氏模量杨氏模量是表征固体材料弹性形变的一个重要力学参数，它标志着材料抵抗弹性形变的能力。
杨氏模量是固体材料在弹性形变范围内正应力与相应正应变的比值，其数值的大小与材料的结构、化学成分和加工制造等方法有关。
测量杨氏模量的方法基本可分为四类：○1静态测量法。
包括静态拉伸法、静态扭转法、静态弯曲法。
○2动态测量法（共振测量法）。
包括弯曲共振法（横向共振法）、纵向共振法、扭转共振法。
○3波速测量法。
包括连续波法、脉冲波法。
○4其它的一些测量方法。
我们学过的有静态拉伸法，其缺点是不能真实地反映材料内部结构的变化，而且不能对脆性材料进行测量。
本实验采用共振法测材料的杨氏模量，此方法适用范围广（不同的材料和不同的温度），可测量脆性材料（如玻璃、陶瓷等）。
用悬丝耦合弯曲共振法测定金属材料杨氏模量的基本方法是：将一根界面均匀的试样（如圆截面棒或矩形截面棒）用两根细丝悬挂在两只传感器（一只激振，一只拾振）下面，在试样两端自由的条件下，由激振信号通过激振传感器使试样做横向弯曲振动，并由拾振传感器测出试样共振时的共振频率。
再测出式样的几何尺寸，质量等参数，即可求得试样材料的杨氏模量。
一、实验目的1．学习用共振法测量杨氏模量的原理和方法。
2．了解压电陶瓷换能器的功能，熟悉信号源和示波器的适用。
3．培养综合运用知识和使用常用仪器使用方法的能力。
二、实验仪器功率函数信号发生器、LB-YM（动态）弹性模量测定仪（激振传感器—激发换能器、拾振传感器—接收换能器、悬丝、悬挂测定支架及支撑测定支架）、示波器、医用听诊器、游标卡尺、螺旋测微计、电子天平。
三、实验原理任何物体都有其固有的振动频率，这个固有振动频率取决于试样的振动模式、边界条件、弹性模量、密度以及试样的几何尺寸、形状。
只要从理论上建立了一定振动模式、边界条件和试样的固有频率及其他参量之间的关系，就可通过测量试样的固有频率、质量和几何尺寸来计算弹性模量。
杨氏模量实验报告
一、实验目的1. 了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，即拉伸法。
3. 通过实验，验证胡克定律，并计算杨氏模量的值。
二、实验原理杨氏模量（E）是衡量材料在受到拉伸或压缩时抵抗变形能力的物理量。
根据胡克定律，在弹性范围内，应力（σ）与应变（ε）成正比，即σ = Eε。
其中，σ为应力，单位为帕斯卡（Pa）；ε为应变，无单位；E为杨氏模量，单位为帕斯卡（Pa）。
实验中，通过测量金属丝在受到拉伸力作用下的伸长量，计算出应变和应力，进而求得杨氏模量。
三、实验仪器与材料1. 金属丝（直径已知）2. 杨氏模量测量仪（含拉伸装置、夹具、光杠杆、望远镜、标尺等）3. 千分尺4. 游标卡尺5. 砝码6. 计算器四、实验步骤1. 将金属丝固定在杨氏模量测量仪的拉伸装置上，确保金属丝处于水平状态。
2. 使用千分尺和游标卡尺测量金属丝的直径，记录数据。
3. 将砝码挂在金属丝上，逐渐增加砝码的质量，使金属丝受到拉伸力。
4. 观察光杠杆和望远镜，记录望远镜中观察到标尺刻度值的变化量（n）。
5. 计算金属丝的应力（σ）和应变（ε）。
6. 根据胡克定律，计算杨氏模量（E）。
7. 重复上述步骤，进行多次测量，取平均值作为实验结果。
五、实验数据与处理1. 金属丝直径：d = 1.000 mm2. 砝码质量：m = 0.100 kg3. 望远镜中观察到的标尺刻度值变化量：n = 0.050 mm4. 金属丝长度变化量：ΔL = n × d = 0.050 mm × 1.000 mm = 0.050 mm5. 金属丝的应力：σ = F/A = mg/d² = 0.100 kg × 9.8 m/s² / (1.000 mm × 1.000 mm) = 9.8 Pa6. 金属丝的应变：ε = ΔL/L = 0.050 mm / L其中，L为金属丝的原始长度，由游标卡尺测量得到。
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。
杨氏模量实验讲解及数据处理
E E N %
四. 测量结果表示:
E E E
0.683
E N% E
课后作业: 思考题 1.2.3
数据处理－逐差法
r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 加砝码 减砝码 r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6 平均值 r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7
r4 r0 r5 r1 r6 r2 r7 r3 l
4
为增加4个砝码铁丝拉伸量Δl的光杠杆放大量
2 2
B
仪器误差 3
A B
0.683
三. 测量结果的不确定度与相对不确定度:
E F L D 2d l N% E F L D d l
实验原理
2、光杠杆测量长度的微小变化： 杨氏模量测定仪： 核心部件是光杠杆
系统（由光杠杆镜
架与望远镜组成）。
杨氏模量仪示意图
1-金属丝
2-光杠杆
3-平台
4-挂钩
5-砝码 6-三角底座 7-标尺 8-望远镜
光杠杆原理
f3 b f1 f2
光杠杆常数 b
l
θ θ
△L
θ b B
光杠杆放大原理图
光杠杆放大原理图
注意事项
1．保持光学镜面清洁，不得用手触摸，镜面有 灰尘时，应以软毛刷轻拭，且用毕应盖好物镜罩； 2．调节望远镜时，动作要轻，且尽量不靠微 动手轮瞄准目标，伸长仪及望远镜尺组应避免撞 击和剧烈振动； 3．应保护光杠杆刀刃、足尖及平面镜，严禁 磕碰和跌落；其固定螺丝不得旋得过紧，以防平 面镜变形； 4．测像移过程中不得碰动仪器的任何部位， 且加减砝码时动作要轻，防止砝码托摆动，以提 高测量精度。
杨氏模量的实验报告
杨氏模量的实验报告【实验报告】实验名称：杨氏模量测量实验实验目的：通过测量钢丝绳拉伸时的应变形变来计算出杨氏模量，了解杨氏模量的意义和测量方法。
实验原理：杨氏模量是材料抵抗形变的能力指标，表示材料内部分子之间的相互作用力，是一种反映物质力学特性的量。
在一定条件下，弹性变形与受力之间是成正比关系，即：F=kx，其中F为受力大小，x为变形量，k为比例常数，若能测定出比例常数，就可以通过这个比例常数来计算杨氏模量。
实验步骤：1. 准备工作：将实验桌面平整，准备材料，包括弹簧秤、红外线测距仪、刻度尺、钢丝绳等。
2. 测量钢丝绳初始长度：将钢丝绳悬挂于实验台上，使用刻度尺测量它的初始长度。
3. 挂起不同质量的钢丝绳：将不同质量的钢丝绳挂在弹簧秤上，并用红外线测距仪测定它们的形变量，即钢丝绳的拉伸量。
4. 统计数据：将测得的数据记录下来，得到每个钢丝绳的受力大小和形变量。
5. 计算杨氏模量：通过公式E=F*L/(A*deltal)来计算杨氏模量，其中E表示杨氏模量，F表示受力大小，L表示加力长度，A表示钢丝绳的截面积，deltal表示钢丝绳的形变量。
实验结果：通过实验测量和数据统计，我们得到了以下几组数据：质量受力大小形变量（kg）（N）（mm）0.05 2.4 10.1 4.8 2.30.15 6.2 3.40.2 7.6 4.6通过计算，我们得到杨氏模量的值为E=1.73×10^12N/m²。
分析和结论：杨氏模量是钢丝绳内部分子之间的相互作用力之大小，计算出来的杨氏模量可以用来判断钢丝绳的弹性变形程度。
在实验中，我们通过测量钢丝绳拉伸的变形量和受力大小来计算出杨氏模量的值，得到的结果比较准确。
这个实验不仅帮助我们了解了杨氏模量的意义和测量方法，还通过实际操作锻炼了我们的动手操作能力和数据处理能力，具有较强的指导意义。
杨氏模量实验报告
杨氏模量实验报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
2、掌握光杠杆放大法测量微小长度变化的原理和方法。
3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等长度测量仪器。
4、学习数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。
当一根粗细均匀的金属丝在长度方向上受到外力 F 的作用时，其长度会发生改变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 ＝＼frac{FL}｛S\Delta L}＼其中，F 是外力，L 是金属丝的原长，S 是金属丝的横截面积。
由于金属丝的伸长量ΔL 很小，难以直接测量，本实验采用光杠杆放大法进行测量。
光杠杆装置由光杠杆平面镜、望远镜和标尺组成。
当金属丝伸长时，光杠杆平面镜会随之转动一个微小角度θ，从而使得通过望远镜观察到的标尺像发生较大的位移Δn。
根据几何关系，有：＼＼Delta L ＝＼frac{＼Delta n}｛D} ＼cdot b ＼其中，D 是平面镜到标尺的距离，b 是光杠杆前后脚的距离。
将上式代入杨氏模量的表达式，可得：＼ E ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2\Delta n b} ＼其中，d 是金属丝的直径。
三、实验仪器1、杨氏模量测定仪：包括金属丝、光杠杆、望远镜、标尺等。
2、螺旋测微器：用于测量金属丝的直径。
3、游标卡尺：用于测量光杠杆前后脚的距离b 和金属丝的长度L。
4、砝码：提供外力。
5、米尺：测量平面镜到标尺的距离 D。
四、实验步骤1、仪器调节调节杨氏模量测定仪底座水平，使金属丝铅直。
调节光杠杆平面镜与平台垂直，使望远镜水平，光轴与平面镜中心等高。
调节望远镜目镜，看清十字叉丝；调节望远镜物镜，看清标尺的像。
2、测量金属丝的长度 L、直径 d 和光杠杆前后脚的距离 b用米尺测量金属丝的长度 L，多次测量取平均值。
用螺旋测微器在不同位置测量金属丝的直径 d，共测量 6 次，取平均值。
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。
8讲义(杨氏模量)
实验十拉伸法测金属杨氏模量【实验简介】杨氏模量是工程材料的重要参数，它是描述材料刚性特征的物理量，杨氏模量越大，材料越不易发生变形，杨氏模量可以用动态法来测量，也可以用静态法来测量。
本实验采用静态法。
对于静态法来说，既可以用金属丝的伸长与外力的关系来测出杨氏模量，也可以用梁的弯曲与外力的关系来测量。
静态法的关键是要准确测出试件的微小变形量。
杨氏模量是重要的物理量，它是选定构件材料的依据之一，是工程技术常用参数，在工程实际中有着重要意义。
托马斯.杨生（Thomas Y oung ，1773-1829）是英国物理学家，考古学家，医生。
光的波动说的奠基人之一。
1773年6月13日生于米尔费顿，曾在伦敦大学、爱丁堡大学和格丁根大学学习，伦敦皇家学会会员，巴黎科学院院士。
1829年5月10日去世。
早期提出和证明了声波和光波的干涉现象（著名杨氏双缝干涉实验），并用光的干涉原理解释了牛顿环现象等。
1807年提出了表征弹性体的量——杨氏模量。
【实验目的】1、学会测量杨氏模量的一种方法（静态法）；2、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理（放大法）；3、学习用逐差法处理实验数据。
图10-1 托马斯.杨【实验仪器及装置】杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜标尺组、螺旋测微器（25mm、0.01mm）、游标卡尺（125mm、0.02mm）及钢卷尺(2m、1mm)等L图10-2 望远镜标尺图10-3 杨氏模量测定仪图10-4 实验装置放置图【实验原理】1、静态法测杨氏模量一根均匀的金属丝或棒，设其长度为L ，截面积为S,在受到沿长度方向的外力F 的作用下伸长L ∆。
根据胡克定律可知，在材料弹性范围内，其相对伸长量L L /∆(应变)与外力造成的单位面积上受力F/S(应力)成正比，两者的比值LL S F Y //∆=(10-1)称为该金属丝的弹性模量，也称杨氏模量，它的单位为2/N m (牛顿/平方米)。
实验证明，杨氏模量与外力F 、物体的长度L 和截面积S 的大小无关，只取决于被测物的材料特性，它是表征固体性质的一个物理量。
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。
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性质中的一个重要参数，它描述了材料在受力时的弹性性能。
本实验旨在通过测量实验材料的拉伸变形和应力的关系，来确定材料的杨氏模量。
实验原理杨氏模量的定义为单位应力下的应变。
材料受到拉力后会发生变形，变形量与施加的力的大小成正比，与材料的几何尺寸成反比。
在实验中，我们通过施加拉力，测量应变和应力，从而得到材料的杨氏模量。
实验步骤实验器材准备1.弹簧测力计2.样品夹持装置3.悬挂系统实验材料选择选择一种合适的实验材料，如金属丝、橡胶条等。
需要考虑材料的强度、刚性和易于测量的因素。
杨氏模量的计算1.将材料固定在样品夹持装置上。
2.施加拉力，测量弹簧测力计的读数，并记录下拉伸长度的变化。
3.计算应变的大小。
4.计算施加的应力，即材料受到的拉力除以截面积。
5.根据杨氏模量的定义，计算杨氏模量。
多次测量与平均值重复上述实验步骤多次，计算杨氏模量的平均值，以提高实验结果的准确性和可靠性。
实验数据处理与分析将实验数据进行整理和统计。
绘制应力-应变曲线，根据曲线的斜率确定材料的杨氏模量。
分析实验中可能存在的误差来源，如测量误差、材料的不均匀性等。
结果与讨论通过本实验，我们成功测量出了材料的杨氏模量，并得到应力-应变曲线。
根据实验数据分析，我们发现实验结果与理论值比较接近，说明实验的可行性和准确性。
在实验过程中可能存在的误差将会影响结果，这一点需要在后续研究中进一步探讨。
结论通过本实验，我们成功测量了材料的杨氏模量，并得到了与理论值接近的结果。
实验结果表明，杨氏模量是材料力学性质中的一个重要参数，它描述了材料在受力时的弹性性能。
杨氏模量实验报告
杨氏模量实验报告杨氏模量实验报告1【实验目的】1.1.掌握螺旋测微器的使用方法。
2.学会用光杠杆测量微小伸长量。
3.学会用拉伸法金属丝的杨氏模量的方法。
【实验仪器】杨氏模量测定仪(包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺)，水准器，钢卷尺，螺旋测微器，钢直尺。
1、金属丝与支架(装置见图1)：金属丝长约0.5米，上端被加紧在支架的上梁上，被夹于一个圆形夹头。
这圆形夹头可以在支架的下梁的圆孔内自由移动。
支架下方有三个可调支脚。
这圆形的气泡水准。
使用时应调节支脚。
由气泡水准判断支架是否处于垂直状态。
这样才能使圆柱形夹头在下梁平台的圆孔转移动时不受摩擦。
2、光杠杆(结构见图2)：使用时两前支脚放在支架的下梁平台三角形凹槽内，后支脚放在圆柱形夹头上端平面上。
当钢丝受到拉伸时，随着圆柱夹头下降，光杠杆的后支脚也下降，时平面镜以两前支脚为轴旋转。
图1图2图33、望远镜与标尺(装置见图3)：望远镜由物镜、目镜、十字分划板组成。
使用实现调节目镜，使看清十字分划板，在调节物镜使看清标尺。
这是说明标尺通过物镜成像在分划板平面上。
由于标尺像与分划板处于同一平面，所以可以消除读书时的视差(即消除眼睛上下移动时标尺像与十字线之间的相对位移)。
标尺是一般的米尺，但中间刻度为0。
【实验原理】1、胡克定律和杨氏弹性模量固体在外力作用下将发生形变，如果外力撤去后相应的形变消失，这种形变称为弹性形变。
如果外力后仍有剩余形变，这种形变称为塑性形变。
应力：单位面积上所受到的力(F/)。
应变：是指在外力作用下的相对形变(相对伸长DL/L)它反映了物体形变的大小。
用公式表达为：(1)2、光杠杆镜尺法测量微小长度的变化在(1)式中，在外力的F的拉伸下，钢丝的伸长量DL是很小的量。
用一般的长度测量仪器无法测量。
在本实验中采用光杠杆镜尺法。
初始时，平面镜处于垂直状态。
标尺通过平面镜反射后，在望远镜中呈像。
那么望远镜可以通过平面镜观察到标尺的像。
望远镜中十字线处在标尺上刻度为当钢丝下降DL时，平面镜将转动q角。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：金属丝杨氏模量的测定
学院：机电工程学院专业班级：能源与动力工程152 学生姓名：王启威学号：5902615035 实验地点：106 座位号：
实验时间：第九周星期一下午4点开始
一、实验目的：
1.学会测量杨氏模量的一种方法，掌握“光杠杆镜”测量微小长度变化的原理.
2.学会用“对称测量”消除系统误差.
3.学会如何依实际情况对各个测量量进行误差估算.
4.练习用逐差法、作图法处理数据.
二、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d，其单位面积截
面所受到的拉力F/S称为应力，而单位长度的伸长量d/L称为应变。
根据胡克定律，在弹性形变范围内，棒状（或线状）固体应变与它所受的应力成正
比：F/S=E(d/L) 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。
E=FL/Sd （1）
上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，2d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n0；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n1。
这样，钢丝的微小伸长量d，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Δn。
由光路可逆可以得知，Δn对光杠杆镜的张角应为2θ。
从图中用几何方法可以得出：
tanθ≈θ
=d/b (2)
tan2θ≈2θ=|n1-n0| /D=Δn/D (3)
将（2）式和(3)式联列后得：
d=(b/2D)Δn (4)
式（4）中的2D/b叫做光杠杆镜的放大倍数，由于D>>b,所以Δn>>d,
从而获得对微小量的线性放大，提高了d的测量精度。
实验总结：光杠杆后尖脚至于夹头上且要垂直圆孔面，这一点我们在做实验的时候忽略了，我那时就只把两前尖脚摆放好，老师发现后给我们纠正并耐心讲解；就是用望远镜在镜子中找尺子时，没有找到，我们以为没有对准，其中一人就把手指放在镜子那里，另一个人能从望眼镜中看到手指，我们重复而好几次，都找不原因呢，然后我们就去请教老师，老师就把物镜调焦按钮调了一调，就解决了我们的问题，老师并且给我们讲解了物镜的作用，这使我们受益匪浅。