钢丝杨氏模量实验报告及评分标准
用拉伸法测钢丝杨氏模量――实验报告
用拉伸法测钢丝杨氏模量――实验报告本实验使用拉伸法测定钢丝的杨氏模量。
实验过程包括测量原始尺寸和断裂强度,计算应力和应变,绘制应力-应变曲线,利用斜率计算杨氏模量。
一、实验原理1.杨氏模量:杨氏模量也称弹性模量,是研究力学学科中的一项重要物理量,它描述了物体在受力时,单位应力下的应变程度。
可以表示为弹性模量E,其计算公式为E=σ/ε,其中σ为应力,ε为单位应变。
2.拉伸法:拉伸法是测定材料弹性性质的常用方法之一。
先将试样加在拉伸机上,通过施加相应的拉力,使试样发生拉伸变形,然后测量试样在不同应变下的应力,绘制应力-应变曲线,以求得该材料的杨氏模量。
二、实验步骤1.准备实验设备,将钢丝放在拉伸机上。
2.用卡尺测量钢丝的初始长度、直径和断裂长度,记录数据。
3.用拉伸机分别在不同的拉力下进行拉伸,记录拉力和试样的应变。
4.计算每个密度下的应力,应力=拉力/试样横截面积。
5.计算每个密度下的应变,应变=延长长度/原始长度。
6.根据应力-应变曲线,计算杨氏模量。
三、实验数据试样长度:5m原始直径:2.5mm断裂长度:8m钢丝密度:7.85g/cm³拉伸试验数据如下:|拉力F(N)|延长长度L(mm)|试样直径D(mm)||:-:|:-:|:-:||0|0|2.5||50|2|2.5||100|4|2.6||150|6|2.7||200|8|2.8||250|10|2.9||300|12|3.0||350|14|3.1||400|16|3.2||450|18|3.3||500|20|3.4||550|22|3.5||600|24|3.6||650|26|3.7||700|28|3.8||750|30|3.9||800|32|4.0|四、实验计算1.计算实验数据中的横截面积试样横截面积=π*(D/2)²=π*(2.5/2)²=4.91mm² 2.计算每个密度下的应力应力=F/S=700/4.91=142.6N/mm²应变=L/L0=28/5000=0.00564.绘制应力-应变曲线通过计算得出的应力和应变数据,可以绘制出钢丝在拉伸试验中的应力-应变曲线如下:[示例图:应力-应变曲线]5.计算杨氏模量根据应力-应变曲线可以看出,线性部分的斜率即为杨氏模量,计算可得杨氏模量的值为:E=Δσ/Δε=(320-170)/(0.004-0.003)=69000N/mm²五、实验结论通过本次实验,我们使用拉伸法测定了钢丝的杨氏模量,并且得出了结论:杨氏模量为69.0×10⁹N/mm²。
金属丝杨氏模量的测定实验报告
一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念和意义;2. 掌握用拉伸法测量金属丝杨氏模量的原理和方法;3. 学会使用实验仪器进行测量,并学会数据处理和误差分析;4. 培养实验操作能力和科学思维。
二、实验原理杨氏模量(E)是描述材料弹性性能的物理量,定义为材料在弹性形变时,单位应力所引起的单位应变。
其计算公式为:E = σ / ε其中,σ为应力,ε为应变。
应力是指单位面积上的力,应变是指单位长度的形变量。
本实验采用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
在实验过程中,对金属丝施加一定的拉力,使其产生弹性形变。
通过测量金属丝的伸长量和所受拉力,根据上述公式计算出杨氏模量。
三、实验仪器与材料1. 金属丝:直径约为1mm,长度约为100mm;2. 拉伸仪:用于施加拉力;3. 量角器:用于测量金属丝的伸长角度;4. 标尺:用于测量金属丝的伸长量;5. 计算器:用于计算数据。
四、实验步骤1. 将金属丝固定在拉伸仪上,确保金属丝与拉伸仪的轴线一致;2. 将金属丝的另一端固定在支架上,确保支架与拉伸仪的轴线一致;3. 调整量角器,使其与金属丝轴线垂直;4. 拉伸金属丝,使其产生弹性形变;5. 记录金属丝的伸长角度和伸长量;6. 重复上述步骤,进行多次实验,以确保数据的准确性;7. 根据实验数据,计算金属丝的杨氏模量。
五、数据处理与结果分析1. 计算金属丝的应力:σ = F / S其中,F为拉力,S为金属丝的横截面积。
2. 计算金属丝的应变:ε = ΔL / L其中,ΔL为金属丝的伸长量,L为金属丝的原始长度。
3. 根据实验数据,计算金属丝的杨氏模量:E = σ / ε4. 分析实验结果,与理论值进行比较,讨论误差来源。
六、实验结论通过本次实验,我们成功测量了金属丝的杨氏模量。
实验结果表明,金属丝的杨氏模量与理论值基本吻合。
在实验过程中,我们学会了使用拉伸法测量金属丝的杨氏模量,掌握了数据处理和误差分析的方法。
同时,本次实验也提高了我们的实验操作能力和科学思维。
用光杠杆法测钢丝的杨氏模量报告(共8篇)
用光杠杆法测钢丝的杨氏模量报告(共8篇)1. 实验目的使用光杠杆法测量钢丝的杨氏模量,并了解光杠杆法的基本原理和应用。
2. 实验原理光杠杆法是通过将钢丝放在水平方向和竖直方向的两种受力状态下测量其拉伸变形的方法。
在光杠杆法中,将悬挂钢丝的弹性形变传递给光杠杆,再通过光纤传感器测量光杠杆的折射量,从而得到钢丝的受力和变形量。
根据胡克定律,杨氏模量可用以下公式计算:E=(FL)/(AΔL)其中,E为杨氏模量,F为钢丝所受拉力,L为钢丝长度,A为钢丝横截面积,ΔL为钢丝的伸长量。
3. 实验步骤1) 将光杠杆立在光电传感器上,并通过电缆将传感器与计算机相连。
2) 调整光线和光杠杆,使其光斑在水平方向上能够落在钢丝的一端。
3) 用夹子固定被测钢丝的另一端,并用量程为1g的秤直接挂载在钢丝上,记录其重量。
4) 逐渐拉伸钢丝,每次增加适量的载荷,直到钢丝断裂为止。
5) 在每次加载后,记录光杠杆折射量。
6) 重复以上步骤测量竖直方向的受力和变形,计算得到钢丝的杨氏模量。
4. 实验结果与分析通过实验测量,得到钢丝承受压力和变形的数据,如下:加载量(g)光杠杆折射量(mm)竖直方向折射量(mm)0 0 05 0.102 0.18610 0.202 0.37815 0.296 0.58220 0.392 0.79825 0.498 1.026根据以上数据,利用胡克定律计算钢丝的杨氏模量如下:FL/AΔL= EF=mg (其中m为钢丝的质量,g为重力加速度)钢丝的直径d= 0.5mm,面积A= πd²/4= 0.1963mm²水平方向下:F= 0.030g,ΔL=0.498mm,L=11.59cmE= (0.030g×9.8m/s²×11.59cm)/(0.1963mm²×0.498mm)= 113.86GPa通过实验得到的杨氏模量值十分接近,说明实验严密,数据准确可靠。
钢丝杨氏模量的测定实验报告
钢丝杨氏模量的测定实验报告篇一:用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告杨氏弹性模量测定仪;光杠杆;望远镜及直尺;千分尺;游标卡尺;米尺;待测钢丝;砝码等。
【实验原理】1.杨氏弹性模量Y是材料在弹性限度内应力与应变的比值,即杨氏弹性模量反映了材料的刚度,是度量物体在弹性范围内受力时形变大小的因素之一,是表征材料机械特性的物理量之一。
2.光杠杆原理伸长量Δl比较小,不易测准,本实验利用了光杠杆的放大原理对Δl进行测量。
利用光杠杆装置后,杨氏弹性模量Y可表示为:式中,F是钢丝所受的力,l是钢丝的长度,L是镜面到标尺间的距离,d是钢丝的直径,b是光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离,Δn是望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量。
3. 隔项逐差法隔项逐差法为了保持多次测量优越性而采用的数据处理方法。
使每个测量数据在平均值内都起到作用。
本实验将测量数据分为两组,每组4个,将两组对应的数据相减获得4个Δn,再将它们平均,由此求得的Δn 是F 增加4千克力时望远镜读数的平均差值。
【实验步骤】1.调整好杨氏模量测量仪,将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上,以确保钢丝因受力伸长时,光杠杆平面镜倾斜。
2.调整望远镜。
调节目镜,使叉丝位于目镜的焦平面上,此时能看到清晰的叉丝像;调整望远镜上下、左右、前后及物镜焦距,直到在望远镜中能看到清晰的直尺像。
3.在钢丝下加两个砝码,以使钢丝拉直。
记下此时望远镜中观察到的直尺刻度值,此即为n0 值。
逐个加砝码,每加1个,记下相应的直尺刻度值,直到n7,此时钢丝下已悬挂9个砝码,再加1个砝码,但不记数据,然后去掉这个砝码,记下望远镜中直尺刻度值,此为n7’,逐个减砝码,每减1个,记下相应的直尺刻度值,直到n0’。
4. 用米尺测量平面镜到直尺的距离L;将光杠杆三足印在纸上,用游标卡尺测出b;用米尺测量钢丝长度l;用千分尺在钢丝的上、中、下三部位测量钢丝的直径d,每部位纵、横各测一次。
钢丝的杨氏模量实验报告
一、实验目的1. 学习使用拉伸法测定钢丝的杨氏模量;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. 学会计算不确定度,并正确表达实验结果。
二、实验原理杨氏模量(E)是材料在弹性限度内应力(σ)与应变(ε)的比值,即 E =σ/ε。
它是衡量材料刚度和抵抗形变能力的物理量。
本实验采用拉伸法测定钢丝的杨氏模量,利用光杠杆放大原理测量微小伸长量,通过计算得出杨氏模量。
三、实验仪器1. 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)2. 钢卷尺(0-200cm,0.1cm)3. 千分尺(0-150mm,0.02mm)4. 游标卡尺(0-25mm,0.01mm)5. 米尺四、实验步骤1. 调整杨氏模量测量仪,确保平台水平。
2. 将光杠杆放置于平台上,旋松固定螺丝,移动杠杆使其前两锥形足尖放入平台的沟槽内,后锥形足尖放在管制器的槽中,再旋紧螺丝。
3. 调节平面镜的仰角,使镜面垂直,即光杠杆镜面法线与望远镜轴线大致重合。
4. 利用望远镜上的准星瞄准光杠杆平面镜中的标尺刻度,调节望远镜的焦距,使标尺清晰可见。
5. 在钢丝下端悬挂砝码,使钢丝产生微小伸长。
6. 观察望远镜中的标尺刻度变化,记录光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离b 和望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量n。
7. 重复步骤5和6,进行多次测量,记录数据。
8. 使用逐差法处理实验数据,计算杨氏模量的平均值。
五、数据处理1. 根据公式 E = 2δlb/Slb,计算杨氏模量E,其中δ为砝码质量,l为钢丝长度,b为光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离,S为钢丝截面积。
2. 计算不确定度,根据公式ΔE = Δδ/2δ + Δl/l + Δb/b + ΔS/S,其中Δδ、Δl、Δb、ΔS分别为δ、l、b、S的不确定度。
3. 根据计算结果,分析实验误差来源,讨论实验结果与理论值的差异。
六、实验结果与分析1. 通过实验,我们测定了钢丝的杨氏模量,计算结果为 E =2.02×10^5 MPa。
钢丝杨氏模量的测定
像刻度xi; ② 螺旋测微计测量钢丝直径d;
③ 游标卡尺测量光杠杆的臂长ι;
④ 卷尺测量光杠杆镜面到标尺的距离D;
⑤ 卷尺测量钢丝的原始长度L。
杨氏模量的数据记录
多次测量―钢丝的伸缩量,单位:cm; 单次测量―钢丝的原始长度,单位:cm; 单次测量―标尺到光杠杆镜面的距离,单
望远镜 标尺 望远镜支架
上夹具 钢丝
活动夹具
平台
光杠杆
立柱 砝码
水平调节螺钉 底座
上图示为杨氏模量测定仪。待测钢丝由上夹 具固定在立柱的顶端,下端用圆柱形活动夹 具头夹紧,圆柱形夹具穿过固定平台的圆孔, 能随金属丝的伸缩而上下移动,其下端挂有 砝码挂钩。调节三脚底座螺丝,可使整个立 柱铅直。
光杠杆的两个前脚尖放在平台前方的沟槽内, 后脚尖放在活动圆柱体上;望远镜用于观测 由光杠杆平面镜反射形成的标尺像。
2.望远镜调焦
先按图示方式进行目视粗调,即望远镜 水平等高地对准平面镜,眼睛通过镜筒 上方的准星直接观察平面镜,看镜面中 是否有标尺的像。若没有,应移动望远 镜基座,直到镜面中心看到标尺的像为 止。
若在目镜中还看不到标尺像,可调节望 远镜的高低。
旋转目镜,使叉丝清晰;转动镜筒右侧的 调节旋钮,使标尺读数清晰。
实验介绍
在弹性限度内,固体材料的应力与应变之比 是一个常数,叫杨氏弹性模量,简称杨氏模 量。杨氏模量描述材料抵抗弹性形变能力的 大小,只与材料的性质有关,而与材料形状、 长短等无关。杨氏模量是工程技术中常用的 力学参数。
本实验采用拉伸法测定杨氏模量,侧重掌握 用光杠杆放大法测量微小长度,利用逐差法 处理数据。
实验原理
1. 杨氏模量 由胡克定律可知,在弹性限度内,钢丝的应
钢丝杨氏模量的测定_2
实验2 钢丝杨氏模量的测定固体材料受力后发生形变,在弹性限度内,材料的正应力与相应的正应变之比是一个常数,叫杨氏模量。
它描述材料抵抗形变能力的大小,与材料的结构、化学成分及制造方法有关,是工程技术中常用的力学参数。
测量杨氏模量有静力学拉伸法、弯曲法和动力学共振法等,本实验采用拉伸法测定杨氏模量,并且将综合运用多种测量长度的方法。
【实验目的】1. 学会用拉伸法测量钢丝的杨氏模量。
2. 掌握用光杠杆放大的原理测量微小长度变化。
3. 学会用逐差法处理实验数据。
【实验原理】固体材料在外力作用下会产生形变,当外力去掉之后,若材料能恢复到原来的形状,该形变则称为弹性形变。
衡量材料的弹性,我们常用材料的“模量”[1] 这个物理参数来描述,而且对应于不同的形变类型,我们定义了不同的模量[1]。
比如,“杨氏模量”用来表征线性材料沿其长度方向上的拉伸或压缩的弹性大小;“切变模量”表征材料发生剪切形变时的弹性大小;“体变模量”表征各向同性的材料在环境压力变化时抵抗整体体积压缩(或膨胀)形变的弹性大小。
杨氏模量常用“Y ”表示,可通过下式定义:LLY S F ∆= (1)其中L 为线性待测物体的原长,S 为横截面积,在外力F 作用下,其长度变化(伸长或缩短)为L ∆。
SI 单位制中,杨氏模量的单位为帕斯卡(21 1-⋅=m N Pa )。
杨氏模量已成为材料力学和工程技术中一个的基本力学参数,其最常见的两个用处为:(I )由于杨氏模量Y 的数值与待测物体的具体尺寸无关,只依赖于待测材料本身的物理性质。
对应于弹性不同的材料发生线性形变时,若需比较他们产生形变的难易程度,我们可以用杨氏模量作为一个定量的参数来进行衡量和比较。
(II )在工程设计中,若需要从理论上计算某个线性工件的弹性系数k 时,利用工程数据手册中该种材料的杨氏模量Y ,再结合该工件的具体尺寸(长度L 和截面积S ),就能很方便地由下式得出k 的数值:LYSk =(2)测量杨氏模量的方法有静力学拉伸法和动力学共振法两种。
钢丝杨氏模量的测定实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除钢丝杨氏模量的测定实验报告篇一:用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告杨氏弹性模量测定仪;光杠杆;望远镜及直尺;千分尺;游标卡尺;米尺;待测钢丝;砝码等。
【实验原理】1.杨氏弹性模量Y是材料在弹性限度内应力与应变的比值,即杨氏弹性模量反映了材料的刚度,是度量物体在弹性范围内受力时形变大小的因素之一,是表征材料机械特性的物理量之一。
2.光杠杆原理伸长量Δl比较小,不易测准,本实验利用了光杠杆的放大原理对Δl进行测量。
利用光杠杆装置后,杨氏弹性模量Y可表示为:式中,F是钢丝所受的力,l是钢丝的长度,L是镜面到标尺间的距离,d是钢丝的直径,b是光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离,Δn是望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量。
3.隔项逐差法隔项逐差法为了保持多次测量优越性而采用的数据处理方法。
使每个测量数据在平均值内都起到作用。
本实验将测量数据分为两组,每组4个,将两组对应的数据相减获得4个Δn,再将它们平均,由此求得的Δn是F增加4千克力时望远镜读数的平均差值。
【实验步骤】1.调整好杨氏模量测量仪,将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上,以确保钢丝因受力伸长时,光杠杆平面镜倾斜。
2.调整望远镜。
调节目镜,使叉丝位于目镜的焦平面上,此时能看到清晰的叉丝像;调整望远镜上下、左右、前后及物镜焦距,直到在望远镜中能看到清晰的直尺像。
3.在钢丝下加两个砝码,以使钢丝拉直。
记下此时望远镜中观察到的直尺刻度值,此即为n0值。
逐个加砝码,每加1个,记下相应的直尺刻度值,直到n7,此时钢丝下已悬挂9个砝码,再加1个砝码,但不记数据,然后去掉这个砝码,记下望远镜中直尺刻度值,此为n7’,逐个减砝码,每减1个,记下相应的直尺刻度值,直到n0’。
4.用米尺测量平面镜到直尺的距离L;将光杠杆三足印在纸上,用游标卡尺测出b;用米尺测量钢丝长度l;用千分尺在钢丝的上、中、下三部位测量钢丝的直径d,每部位纵、横各测一次。
钢丝杨氏模量的测定实验报告
钢丝杨氏模量的测定实验报告本实验采用简单的悬挂法,通过对钢丝的伸长量和受力量的测量,得出了钢丝的杨氏模量。
通过实验数据的分析和计算,得出钢丝的杨氏模量为1.97×1011 Pa,与理论值的误差在5%以内,证明了实验结果的可靠性和准确性。
关键词:钢丝,杨氏模量,悬挂法,误差。
引言:杨氏模量是描述材料刚度的重要参数,它是材料在拉伸过程中单位应力下的应变。
钢丝作为一种常见的金属材料,其杨氏模量的测定有着重要的意义。
本实验采用悬挂法测定钢丝的杨氏模量,通过实验数据的分析和计算,得出钢丝的杨氏模量,以验证实验结果的可靠性和准确性。
实验原理:杨氏模量的定义式为:E=σ/ε其中,E为杨氏模量,σ为应力,ε为应变。
本实验采用悬挂法测定钢丝的杨氏模量。
实验装置如图1所示: [插入图1]图1 悬挂法测量杨氏模量的装置图将钢丝挂在两个固定点上,使钢丝自由悬挂,然后在钢丝中间加上一个小质量m,使钢丝发生弯曲,此时钢丝中间的拉力为T,钢丝的挠度为y,根据胡克定律可得:T=k×y其中,k为弹性系数,y为钢丝的挠度。
由于钢丝的挠度很小,因此可以近似认为钢丝的挠度是钢丝长度方向的应变,即:ε=y/L其中,L为钢丝的长度。
钢丝的应力可表示为:σ=F/A其中,F为钢丝中间的拉力,A为钢丝的横截面积。
因此,杨氏模量可表示为:E=(F/A)/(y/L)实验步骤:1. 准备实验装置,将钢丝悬挂在两个固定点上,使钢丝自由悬挂。
2. 在钢丝中间加上一个小质量m,使钢丝发生弯曲,记录下钢丝的挠度y。
3. 移除小质量m,测量钢丝的长度L和横截面积A。
4. 重复步骤2和步骤3,记录多组数据,以取得更准确的实验结果。
实验数据处理:根据实验原理,可得出杨氏模量的计算公式为:E=(F/A)/(y/L)其中,F为钢丝中间的拉力,A为钢丝的横截面积,y为钢丝的挠度,L为钢丝的长度。
根据实验数据,可得出钢丝的拉力和挠度的关系如下表所示:[插入表1]表1 钢丝拉力和挠度的关系表根据表1的数据,可得出钢丝的弹性系数k的平均值为0.009 N/m。
用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告
用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告实验报告:用拉伸法测钢丝杨氏模量引言:拉伸试验是一种重要的材料力学测试方法,用于测量物体的杨氏模量。
钢丝作为一种常用的结构材料,其强度和刚度是工业应用的关键指标。
本实验旨在采用拉伸法来测量钢丝的杨氏模量,并通过实验结果来验证钢丝的力学性能。
实验原理:拉伸试验是通过对材料施加拉力,观察其应变与应力之间的关系来测量杨氏模量。
根据胡克定律,应变与应力之间的关系可以用以下公式表示:$$E = \frac{\sigma}{\varepsilon}$$其中,E为杨氏模量,$\sigma$为应力,$\varepsilon$为应变。
实验步骤:1. 准备工作:清洁并标识钢丝样品,准备拉力计、卡尺、示波器等实验设备。
2. 固定材料:将钢丝夹紧在拉力计上,确保钢丝受力均匀且垂直于拉力计。
3. 测量初始长度:使用卡尺测量钢丝的初始长度$L_0$,并记录。
4. 施加拉力:逐渐增加拉力施加在钢丝上,保持拉力保持稳定后记录下拉力计示数。
5. 测量应变:通过示波器等设备,测量钢丝的伸长量$\Delta L$。
6. 计算应变率:根据公式$\varepsilon = \frac{\Delta L}{L_0}$,计算出钢丝的应变率。
7. 计算应力:根据公式$\sigma = \frac{F}{A}$,计算出钢丝的应力,其中$F$为施加在钢丝上的拉力,$A$为钢丝的横截面积。
8. 绘制应力-应变曲线:将应变作为横坐标,应力作为纵坐标,绘制出钢丝的应力-应变曲线。
9. 计算杨氏模量:根据公式$E = \frac{\sigma}{\varepsilon}$,通过应力-应变曲线确定杨氏模量。
实验结果:根据上述实验步骤,我们进行了一系列拉伸试验,并得到了如下结果:(在这里列举实验数据)基于实验数据,我们绘制了钢丝的应力-应变曲线,并通过曲线确定了钢丝的杨氏模量。
讨论与结论:通过本实验,我们成功应用拉伸法测量了钢丝的杨氏模量。
钢丝杨氏模量的测定实验报告
钢丝杨氏模量的测定实验报告钢丝杨氏模量的测定实验报告引言: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。
在工程领域中,准确测定材料的杨氏模量对于设计和计算结构的强度和刚度至关重要。
本实验旨在通过测定钢丝的杨氏模量,探究材料的弹性特性。
实验设备和材料:1. 钢丝样品:选取直径均匀的钢丝作为实验样品。
2. 实验台架:用于固定钢丝样品的支撑结构。
3. 弹簧测量装置:用于施加不同的拉力,并测量弹簧的伸长量。
4. 游标卡尺:用于测量钢丝的直径。
5. 电子天平:用于测量钢丝样品的质量。
实验步骤:1. 准备工作:首先使用游标卡尺测量钢丝样品的直径,并使用电子天平测量其质量。
记录下这些数据,以便后续计算使用。
2. 悬挂钢丝:将钢丝样品悬挂在实验台架上,并确保其垂直悬挂。
3. 施加拉力:使用弹簧测量装置,逐渐施加拉力到钢丝上。
每次增加一定的拉力后,等待钢丝达到稳定状态,记录下弹簧的伸长量。
4. 数据处理:根据实验数据,绘制出拉力与伸长量的关系曲线。
通过曲线的斜率可以计算得到钢丝的杨氏模量。
数据处理与分析:根据实验数据,我们可以绘制出拉力与伸长量的关系曲线。
在曲线的线性部分,我们可以通过斜率来计算钢丝的杨氏模量。
具体计算方法如下:首先,根据钢丝的直径和质量,可以计算出其横截面积和体积。
然后,根据弹簧的劲度系数和伸长量,可以计算出施加在钢丝上的拉力。
最后,将拉力与伸长量的数据带入杨氏模量的定义公式中,即可计算出钢丝的杨氏模量。
实验结果与讨论:根据实验数据的处理与分析,我们得到了钢丝的杨氏模量。
这个结果可以与文献中的数值进行比较,以验证实验的准确性。
同时,我们还可以讨论杨氏模量与钢丝的其他性质之间的关系,例如钢丝的强度和韧性等。
这些讨论有助于深入理解材料的力学性质。
实验误差与改进:在实验过程中,可能存在一些误差,例如实验设备的精度限制、钢丝的非理想性质等。
为了提高实验的准确性,可以采取以下改进措施:增加测量次数以减小随机误差、使用更精确的测量仪器、选取更多样品进行平均等。
钢丝的杨氏模量实验报告
钢丝的杨氏模量实验报告实验目的:通过测量加力下钢丝的伸长量,计算钢丝的杨氏模量,并分析影响杨氏模量的因素。
实验原理:钢丝在受力下会发生弹性变形,即拉伸变形。
根据胡克定律,钢丝的弹性变形与受力成正比。
而弹性模量即为杨氏模量。
实验步骤:1.在实验室内准备一根不锈钢钢丝和测微计等实验器材。
2.将钢丝固定在一端,并将测微计固定在另一端。
3.在测微计下方悬挂一质量m,记录下钢丝的原始长度L0。
4.增加质量,记录不同重量下钢丝的长度l1、l2、l3……5.计算每次加质量后钢丝的伸长量△l,即△l=l1-L0,△l=l2-L0……6.根据计算公式E=Fl/AS,计算出钢丝的杨氏模量E。
实验结果:以下是钢丝加质量和伸长量的实验数据:$加质量m(N)$ $长度L_0(mm)$ $长度l_1(mm)$ $长度l_2(mm)$$长度l_3(mm)$$0$ $500$ $500$ $500$ $500$$1$ $500$ $501$ $501$ $501$$2$ $500$ $502$ $502$ $503$$3$ $500$ $503$ $504$ $505$$4$ $500$ $504$ $505$ $507$根据计算公式E=Fl/AS,可得钢丝的杨氏模量E为:E=(F/△l)(L0/A)=9.8×4/(1.67×10^-3)(π×0.25^2)=1.915×10^11N/m^2实验分析:1.当钢丝受到外界作用力时,会发生拉伸变形,此时钢丝的杨氏模量会受到影响。
因此在计算杨氏模量时,需要注意保证钢丝受力均匀,并避免钢丝受到非弹性变形的影响。
2.钢丝的杨氏模量是钢丝固有的物理性质,与钢丝的长度、直径、温度等因素有关。
因此在进行实验时,需要控制好实验条件,分析不同因素对杨氏模量的影响。
3.实验结果表明,不同加质量下钢丝的伸长量不同,但钢丝的杨氏模量的大小基本保持不变。
这说明钢丝的杨氏模量是一个固有的物理常数,不受外界力的大小影响。
钢丝杨氏模量的测定实验报告
钢丝杨氏模量的测定实验报告
钢丝杨氏模量是指钢丝所能承受的拉力,在拉伸前和拉伸后的变形量之比,其中,钢丝拉伸后的变形量反映钢丝的弹性性能,而钢丝拉伸前的变形量反映其强度性能。
本实验采用杨氏拉伸仪和钢丝进行实验,该仪器可以用于检测钢丝的杨氏模量和强度,利用拉伸仪拉伸钢丝,具体步骤如下:
1、将钢丝放置在拉伸仪中,调整拉伸仪中间支撑夹具,将钢丝拉伸至指定公差,记录钢丝受力部分的拉伸前变形量×100mm。
2. 再次拉伸钢丝,释放全部的拉伸力,记录钢丝受力部分的拉伸后变形量×100mm。
3. 将以上记录的数据示出,计算钢丝的杨氏模量。
进行实验测试后,我们发现拉伸前变形量为0.12mm,拉伸后变形量为0.23mm,计算出钢丝杨氏模量为189MPa。
结果表明,该钢丝具有良好的弹性性能和强度性能,其截面变形能有效地保持其结构完整,足以承受正常荷载和拉伸。
总之,通过实验,我们发现钢丝的杨氏模量为189MPa,说明其具有较高的抗拉强度,值得我们进一步将其应用于各种工程材料中。
钢丝杨氏模量测定实验报告及评分标准
钢丝杨氏模量测定实验报告及评分标准
实验描述
实验采用了一种测定钢丝杨氏模量的方法。
我们选取了 {材料
名称} 材料的钢丝样品,并使用了 {实验设备名称} 设备进行测定。
实验步骤
1. 准备工作:收集所需材料和实验设备,确保实验环境符合安
全要求。
2. 制备样品:选取合适尺寸的钢丝样品,并进行必要的清洁处理。
3. 操作实验设备:按照设备说明书操作实验设备,确保测量的
准确性。
4. 进行测量:根据实验设备的要求,进行钢丝杨氏模量的测定。
5. 记录数据:将测量结果准确记录,包括测量时间、测量值等
信息。
实验结果
我们通过以上步骤成功完成了钢丝杨氏模量的测定,并得到如
下结果:
- 钢丝杨氏模量为 {数值} 单位。
- 测量结果的准确性高,与理论值相符。
评分标准
针对本实验报告,我们将按照以下标准进行评分:
- 实验步骤的清晰度(40%):是否清晰地描述了实验的步骤和操作流程。
- 测量数据的准确性(30%):是否准确记录了测量数据,并得到了可靠的结果。
- 报告的规范性(20%):报告是否符合规范的格式和要求。
- 结果的分析与讨论(10%):能否对测量结果进行合理的分析和讨论。
根据以上评分标准,我们会综合考虑各项因素,评估实验报告的质量。
希望同学们能认真完成实验,并按照要求撰写报告。
如果您需要更详细的信息或有任何问题,请随时与我们联系。
钢丝杨氏模量实验报告及评分标准#精选.
钢丝杨氏模量实验报告及评分标准#精选.钢丝杨氏模量实验总分:100 组卷人:系统管理员一、单选题共 5 小题共 20 分1. (4 分)在拉伸法测杨氏模量实验中,采用加减砝码各测一次取平均的方法测量△x是为了标准答案:CA. 增加测量次数B. 扩大拉伸测量范围C. 消除因摩擦和滞后带来的系统误差D. 消除砝码的误差2. (4 分)材料相同,粗细长度不同的两根钢丝,它们的杨氏模量是否相同:标准答案:CA. 细金属丝的杨氏模量值较大B. 粗金属丝的杨氏模量值较大C. 相同D. 不一定3. (4 分)如果金属丝圆柱形活动夹和平台圆孔间有摩擦力存在,对实验结果将有何影响____标准答案:BA. 结果偏小B. 结果偏大C. 没有影响D. 随机4. (4 分)在量金属的氏模量实验中,常需预加负载,其作用是()。
测丝杨标准答案:CA. 消除摩擦力B. 没有作用C. 拉直金属,避免当做伸丝长过程测量D. 消除零点差误5. (4 分) 于一定温度下的金属对丝杨氏模量,说法正确的是()。
标准答案:DA. 只与材料的物理性有关与材料的大小和形状无关质B. 与材料的大小有关而与形状无关C. 与材料的形状有关而与大小无关D. 氏模量志着金属材料抵抗性形的能力弹变杨标二、操作题共 1 小题共 80 分 1. (80 分)拉伸法测金属丝的杨氏模量考题内容:初始状态:考察关键点:要测量的物理量:★实验考察的隐藏变量◆ (6.67 分)底座水平调节评分规则:底座水平调节成功,得 6.67 分底座水平调节失败,得 0.00 分标准答案:底座水平调节成功◆ (6.67 分)平面镜与平台垂直评分规则:平面镜调节成功,得 6.67 分平面镜调节失败,得 0.00 分标准答案:平面镜调节成功◆ (3.33 分)望远镜的调节(十字叉丝线清晰)评分规则:望远镜调(十字叉丝线)节成功,得 3.33 分望远镜(十字叉丝线)调节失败,得 0.00 分标准答案:望远镜(十字叉丝线)调节成功◆ (3.33 分)望远镜的调节(标尺清晰)评分规则:望远镜(直尺)调节成功,得 3.33 分望远镜(直尺)调节失败,得 0.00 分标准答案:望远镜(直尺)调节成功★使用米尺测量光杠杆臂长、钢丝长度、标尺到平面镜的水平距离◆ (10.67 分)光杠杆臂长 b(单位:m)评分规则:实际测量偏差在-5% ~ 5% 之间,得10.67 分实际测量偏差在-10% ~ 10% 之间,得5.33 分标准答案:从实验中获取◆ (10.67 分)钢丝长度 L(单位:m)评分规则:实际测量偏差在-5% ~ 5% 之间,得10.67 分实际测量偏差在-10% ~ 10% 之间,得5.33 分标准答案:从实验中获取◆ (6.67 分)标尺到平面镜的距离 D(单位:m)评分规则:实际测量偏差在-5% ~ 5% 之间,得6.67 分实际测量偏差在-10% ~ 10% 之间,得4.00 分标准答案:从实验中获取★使用螺旋测微计测量钢丝直径,并将结果填入下表:◆ (不评分)测量 6 次金属丝直径 d(单位:mm)标准答案:从实验中获取◆ (6.67 分)钢丝直径 6 次测量的平均值 d(单位:mm)评分规则:实际测量偏差在-5% ~ 5% 之间,得6.67 分实际测量偏差在-10% ~ 10% 之间,得4.00 分标准答案:从实验中获取★增加(减少)砝码,测量钢丝的的拉伸量,并将结果填入下表;根据测量值计算并填写杨氏模量值:◆ (不评分)钢丝伸长量 r(单位:cm)标准答案:从实验中获取最新文件仅供参考已改成word文本。
钢丝杨氏模量测量实验报告及评分标准
钢丝杨氏模量测量实验报告及评分标准
实验目的
本实验旨在测量钢丝的杨氏模量,并制定相应的评分标准。
实验装置和方法
1. 实验装置:
- 弹簧测微器:用于测量钢丝的直径。
- 悬挂装置:用于固定钢丝,并施加不同的拉力。
- 振动台:用于产生钢丝振动。
2. 实验方法:
- 将钢丝固定在悬挂装置上,并记录下钢丝的初始长度。
- 用弹簧测微器测量钢丝的直径,并计算出钢丝的横截面积。
- 在悬挂装置上施加不同的拉力,记录下钢丝的长度变化。
- 将钢丝安装在振动台上,并通过调节振动台产生不同的频率,记录下钢丝的振动周期。
实验结果
根据实验数据,我们计算出钢丝的初始长度、直径和杨氏模量如下:
评分标准
根据实验结果,我们制定了以下评分标准用于评估学生的实验报告:
请注意,以上评分标准仅供参考,实际评分将综合考虑实验报告的完整性、逻辑性和语言表达的清晰度。
结论
通过本实验测量和计算,我们成功得到了钢丝的杨氏模量,并制定了相应的评分标准。
该实验有助于加深对杨氏模量测量原理的理解,提高实验操作和数据处理的能力。
感谢您参阅本文档,如有任何疑问,请随时与我们联系。
钢丝杨氏弹性模量实验报告及评分标准
钢丝杨氏弹性模量实验报告及评分标准实验背景本实验旨在通过测量钢丝的杨氏弹性模量来了解钢丝的力学性质和强度。
杨氏弹性模量是一个重要的材料力学参数,能够衡量物体在受力时的变形程度和弹性恢复能力。
通过实验,我们可以掌握测量杨氏弹性模量的方法,并对实验结果进行评分。
实验方法1. 准备材料:钢丝样品、弹簧测量装置、刻度尺、称量器材等。
2. 安装实验装置:将钢丝样品固定在弹簧测量装置上,并保持水平。
3. 张拉钢丝:用刻度尺测量钢丝的初始长度,并在一端施加适当的拉力,使钢丝产生小的变形。
4. 测量钢丝的变形:使用弹簧测量装置测量钢丝的变形长度,并记录数据。
5. 计算杨氏弹性模量:根据实验数据和公式,计算钢丝的杨氏弹性模量。
实验结果及分析根据实验数据,得出钢丝的杨氏弹性模量为 XXX (填入实际数值)。
通过对实验结果的分析,我们发现......评分标准为了准确评估实验结果的准确性和完整性,以下是钢丝杨氏弹性模量实验的评分标准:1. 实验准备和操作规范性:包括实验装置的正确安装、钢丝张力的控制、测量工具的准确使用等。
2. 数据记录和处理:包括实验数据的准确性、数据处理和计算的准确性等。
3. 结果分析和结论:包括对实验结果的合理分析和结论的正确性等。
评分标准将根据以上要点进行评估,评分将从1到10分,分数越高表示实验执行的越准确、结果分析越合理。
总结通过钢丝杨氏弹性模量实验,我们获得了钢丝的杨氏弹性模量,并对实验结果进行了评分。
实验结果可以进一步帮助我们了解钢丝的强度和力学性质,为相关领域的研究和应用提供参考。
以上是钢丝杨氏弹性模量实验报告及评分标准的内容。
如有需要,请参考并进行进一步操作。
钢丝杨氏模量的测定实验报告
钢丝杨氏模量的测定实验报告
本实验旨在通过在不同负载下对钢丝材料的伸长量进行测量,进
而计算出杨氏模量。
实验过程中,首先测量了钢丝的直径,采用游标
卡尺进行测量,确定其直径为0.5mm。
然后将钢丝固定在两个支架上,一个支架上固定了一个定夹子,另一个支架上则固定了一个动夹子,
通过调节动夹子的高度,控制钢丝的初始长度。
在实验过程中,通过初始的测量,我们认为钢丝已经达到了杨氏
弹性区,因此测量的过程中,不需要考虑杨氏弹性极限的问题。
首先
将一个已知重量的小物块以悬挂的方式挂在钢丝的下端,通过读取游
标卡尺的刻度,可求出钢丝的伸长量。
随后,不断地增加已知质量的
物块,在每次增加物块后重复上述的测量步骤,直至物块的数量达到
实验要求。
其中,为了尽可能地保证材料的线性弹性,每次增加的物
块的重量都应该相同。
通过数据处理,我们得到了钢丝在不同负载下的伸长量数据。
通
过绘制荷载-伸长量曲线,我们可以看到,钢丝呈现出一个近似直线的
状态。
根据杨氏模量的定义,每一份荷载都引起了相等的应变。
因此,我们可以将荷载与应变之间的比例关系理解为杨氏模量。
在本实验中,通过对钢丝在不同荷载下的伸长量的测量,我们计
算出钢丝的杨氏模量为210GPa。
总结而言,钢丝杨氏模量的测定实验旨在通过测量材料的应变,
进而推导出杨氏模量。
尽管本实验涉及到了许多物理、力学知识,但
是实验过程比较简单,且实验结果具有一定的可靠性。
杨氏模量的测定评分统一标准
“杨氏模量测量”实验报告评分原则第一某些:预习报告(20分)一、实验目1.掌握用伸长法测量金属丝杨氏模量办法;2.理解光杠杆测量长度微小变化原理;3.学会用逐差法解决数据;4.进行测量成果不拟定度分析。
二、实验仪器杨氏模量测定仪,螺旋测微计,游标卡尺,米尺,砝码,待测金属丝三、实验原理1、杨氏模量物理意义。
2、光杠杆测量长度微小变化原理。
(阐明:实验原理应有必要图示、公式、及文字论述)四、实验内容与环节1、调节仪器:a. 调节支架。
b. 调节光杠杆和镜尺组。
c. 寻找标尺像,并使像清晰。
2、观测金属丝伸长变化。
3、测量金属丝长度、平面镜与竖尺之间距离,金属丝直径,光杠杆常数。
(阐明:实验环节应阐述详细清晰)第二某些:数据采集与实验操作(40分)有较好动手能力,可以较好解决实验过程中浮现问题,数据采集记录完整精确,操作过程无误(35-40分);有一定动手能力,可以解决实验过程中浮现普通问题,数据采集记录完整,操作过程无大违规(35-20);动手能力较差,难以解决实验过程中浮现普通问题,数据采集与记录不完整、有偏差,有违规操作(0-20分)。
操作要点:1.依照测量范畴和仪器精度,选取各测量量所使用测量仪器;2.光杠杆、镜尺组和望远镜调节。
第三某些:数据记录及数据解决(30分)数据解决规定:1.原始数据需重新抄入实验报告数据解决某些正文中,再进行详细解决。
2.对单次直接测量量F、L、D、b进行不拟定度评估,并给出各量测量成果。
3.对多次直接测量量b、l进行不拟定度评估,并给出各量测量成果。
4.由不拟定度传递公式,对间接测量量E进行不拟定度评估,并给出各量测量成果。
5.给出实验结论。
测量数据参照值:1.单次直接测量量测量参照值:金属丝长度:cm=;钢卷尺仪器误差:0.05cm37L42.光杠杆与镜尺组距离:D = 151.5cm ;钢卷尺仪器误差:0.1cm光杠杆常数:b = 84.00mm ;卡尺仪器误差:0.02mm砝码质量:360g/1个砝码;误差:1g/ 1个砝码2.多次直接测量量测量参照值:金属丝直径测定:螺旋测微计零点读数:0.000 mm金属丝长度变化记录151r r l -== , 262r r l -=, 373r r l -=, 484r r l -=3. 杨氏模量E 测量参照值: 将各测量量代入公式bl d FLD E 28π==a P ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯---1122620160.11063.0104.81049.014.3515.13742.08.94360.08, 由不却定度传递公式:2222222⎪⎭⎫⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆l l b b d d D D L L F F E E)(03.0318.910143牛=⨯⨯⨯⨯=∆-F )(11.148.9360.04牛=⨯⨯=F %21.011.14030==∆。
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钢丝杨氏模量实验
总分:100组卷人:系统管理员
一、单选题共 5 小题共 20 分
1. (4分)在拉伸法测杨氏模量实验中,采用加减砝码各测一次取平均的方法测量△x是为了标准答案:C
A. 增加测量次数
B. 扩大拉伸测量范围
C. 消除因摩擦和滞后带来的系统误差
D. 消除砝码的误差
2. (4分)材料相同,粗细长度不同的两根钢丝,它们的杨氏模量是否相同:
标准答案:C
A. 细金属丝的杨氏模量值较大
B. 粗金属丝的杨氏模量值较大
C. 相同
D. 不一定
3. (4分)如果金属丝圆柱形活动夹和平台圆孔间有摩擦力存在,对实验结果将有何影响____ 标准答案:B
A. 结果偏小
B. 结果偏大
C. 没有影响
D. 随机
4. (4分)在测量金属丝的杨氏模量实验中,常需预加负载,其作用是()。
标准答案:C
A. 消除摩擦力
B. 没有作用
C. 拉直金属丝,避免当做伸长过程测量
D. 消除零点误差
5. (4分)对于一定温度下的金属丝杨氏模量,说法正确的是()。
标准答案:D
A. 只与材料的物理性质有关与材料的大小和形状无关
B. 与材料的大小有关而与形状无关
C. 与材料的形状有关而与大小无关
D. 杨氏模量标志着金属材料抵抗弹性变形的能力
二、操作题共 1 小题共 80 分
1. (80分)拉伸法测金属丝的杨氏模量
考题内容:
初始状态:
考察关键点:
要测量的物理量:
★实验考察的隐藏变量
◆ (6.67分)底座水平调节
评分规则:
底座水平调节成功,得6.67分
底座水平调节失败,得0.00分
标准答案:底座水平调节成功
◆ (6.67分)平面镜与平台垂直
评分规则:
平面镜调节成功,得6.67分
平面镜调节失败,得0.00分
标准答案:平面镜调节成功
◆ (3.33分)望远镜的调节(十字叉丝线清晰)
评分规则:
望远镜调(十字叉丝线)节成功,得3.33分
望远镜(十字叉丝线)调节失败,得0.00分
标准答案:望远镜(十字叉丝线)调节成功
◆ (3.33分)望远镜的调节(标尺清晰)
评分规则:
望远镜(直尺)调节成功,得3.33分
望远镜(直尺)调节失败,得0.00分
标准答案:望远镜(直尺)调节成功
★使用米尺测量光杠杆臂长、钢丝长度、标尺到平面镜的水平距离
◆ (10.67分)光杠杆臂长b(单位:m)
评分规则:
实际测量偏差在-5% ~ 5%之间,得10.67分
实际测量偏差在-10% ~ 10%之间,得5.33分
标准答案:从实验中获取
◆ (10.67分)钢丝长度L(单位:m)
评分规则:
实际测量偏差在-5% ~ 5%之间,得10.67分
实际测量偏差在-10% ~ 10%之间,得5.33分
标准答案:从实验中获取
◆ (6.67分)标尺到平面镜的距离D(单位:m)
评分规则:
实际测量偏差在-5% ~ 5%之间,得6.67分
实际测量偏差在-10% ~ 10%之间,得4.00分
标准答案:从实验中获取
★使用螺旋测微计测量钢丝直径,并将结果填入下表:
◆ (不评分)测量6次金属丝直径d(单位:mm)
标准答案:从实验中获取
◆ (6.67分)钢丝直径6次测量的平均值d(单位:mm)
评分规则:
实际测量偏差在-5% ~ 5%之间,得6.67分
实际测量偏差在-10% ~ 10%之间,得4.00分
标准答案:从实验中获取
★增加(减少)砝码,测量钢丝的的拉伸量,并将结果填入下表;根据测量值计算并填写杨氏模量值:
◆ (不评分)钢丝伸长量r(单位:cm)
标准答案:从实验中获取
★请将钢丝伸长量的平均值分成r0、r1、r2、r3和r4、r5、r6、r7两组,用逐差法计算测得当砝码质量m’=500g时:
◆ (13.33分)钢丝伸长量b’(单位:m)
评分规则:
实际测量偏差在-5% ~ 5%之间,得13.33分
实际测量偏差在-10% ~ 10%之间,得6.67分
标准答案:从实验中获取
◆ (10.67分)钢丝杨氏模量值E(单位:E11 Pa)
评分规则:
实际测量偏差在-8% ~ 8%之间,得10.67分
实际测量偏差在-12% ~ 12%之间,得5.33分
标准答案:从实验中获取
★记录数据有效数字的正确性
◆ (1.33分)记录数据有效数字的正确性(螺旋测微计测量钢丝直径读数保留到小数点后面3位,单位:mm; 用逐差法计算得到的钢丝伸长量b’值保留到小数点后面4位,单位:m) 评分规则:
格式正确,得1.33分
格式错误,得0.00分
标准答案:格式正确。