金属丝杨氏弹性模量的测定试验部分训练题

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金属丝杨氏模量

金属丝杨氏模量/拉伸法测金属丝弹性模量（答案）
I-3-1.答：该实验采用光杠杆放大法测量伸长量△L.原理如图所示:
由图可见：
由于很小，所以
消去得：
由此可见，只要测得b、 n、D即可测定。

其中称为光杠杆的放大倍数。

I-3-2.答：弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

它是金属材料属性的一个重要表征，是机械制造选材的重要依据，也是工程技术中的一个常用参数。

相同。

因为弹性模量与材料的几何形状无关，与外力的大小无关，只决定于材料本身的性质。

I-3-3. 答：不会带来误差。

若有倾斜，钢丝微小变形量为，标尺读数差为，代入光杠杆放大公式中，即。

I-3-4.答：把多次测量的数据分成两组，前后两组取相应项的差值再求平均，这种处理数据的方法称为逐差法。

优点：
1.保持了多次测量的优越性,充分利用测量数据；
2.减少了相对误差；
3.可绕过一些具有定值的未知量而求得所需结果。

条件:
1.函数必须满足多项式形式:y=a+bx+cx2；
2.自变量必须是等间距变化的；
3.自变量的测量误差要远小于因变量的测量误差。

I-3-5.答：一是因为直径的测量对实验结果准确度的影响较大；二是为了减小钢丝直径不均匀（不是理想的圆柱体）而引入的误差。

试验八金属丝杨氏弹性模量的测定

实验八金属丝杨氏弹性模量的测定杨氏模量是表征固体的力学性质的重要物理量，它是工程技术中机械构件选材时的重要参数。

本实验不仅介绍了如何测定此参数，更重要的是通过实验可以领会仪器的配置原则，了解为什么对不同的长度测量应选用不同的测量仪器，以及在测量中由于测量对象及方法的改变如何估算其系统误差。

在实验方法上，通过本实验可以看到，以对称测量法消除系统误差的思路在其它类似的测量中极具普遍意义。

在实验装置上的光杠杆镜放大法，由于它的性能稳定、精度高，而且是线性放大，所以在设计各类测试仪器中得到广泛的应用。

一实验目的（1）掌握“光杠杆镜”测量微小长度变化的原理，图2。

（2）学会用“对称测量”消除系统误差。

（3）学习如何依实际情况对各个测量值进行误差估算。

（4）练习用逐差法、作图法处理数据。

三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 0的均匀棒状（或线状）材料，受拉力F 拉伸时，伸长了L Δ，其单位面积截面所受到的拉力SF称为胁强，而单位长度的伸长量LLΔ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：0ΔL LY S F =其比例系数Y 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。

LS FL Y Δ0= （1）本实验是测定某一种型号钢丝的杨氏弹性模量，其中F 可以由所挂的砝码的重量求出，截面积S 可以通过螺旋测微计测量金属丝的直径计算得出，0L 可用米尺等常规的测量器具测量，但L Δ由于其值非常微小，用常规的测量方法很难精确测量。

本实验将用放大法——“光杠杆镜”来测定这一微小的长度改变量L Δ，图1是光杠杆镜的实物示意图。

图2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 即所谓光杠杆镜短臂的杆长，O 端为b 边的固定端，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 0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1n ；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2n 。

物理实验杨氏模量预习测试参考答案

一、选择题：1.杨氏弹性模量是描述固体材料A：抵抗形变能力的物理量B：产生形变能力的物理量C：热胀冷缩能力的物理量D：上述都不对请选择:A2.杨氏模量实验中，镜尺组和光杠杆的调节要求是A：光杠杆镜面法线要竖直B：光杠杆镜面法线垂直于望远镜光轴C：望远镜镜筒要平行于标尺D：通过望远镜能看到叉丝和标尺的清晰像请选择:D3.在杨氏模量实验中，采用光杠杆，镜尺系统的主要优点是：A：消除视差B：可进行放大测量，其放大倍数取决于望远镜的放大倍数C：可进行放大测量，便于测量微小伸长量D：使测量数据便于用逐差法处理请选择:C4.拉伸法测量中，光杠杆镜尺系统的放大倍数为K=2S/b，其中b为A：杨氏模量B：光杠杆常数C：温度系数D：线胀系数请选择:B5.在测定金属丝的杨氏模量实验中，预加负荷的目的是：A：消除摩檫力B：使系统稳定，金属丝垂直于地面C：拉直金属丝，避免将拉直过程做为伸长过程进行测量D：减小读数误差请选择:C二、判断题：1. 杨氏弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

请判断:对2. 消除视差的方法是分别调节目镜和物镜的焦距，并注意观察者的位置。

请判断:对3. 当砝码等量变化而钢丝长度读数变化相差较大时，一定是砝码太重，将钢丝拉到塑性变形了。

请判断:错4. 视差的原因可能是：目镜的焦平面与叉丝平面不重合、物镜的焦平面与叉丝平面不重合。

请判断:对5. 杨氏弹性模量是机械构件选择材料的重要参数。

请判断:对6. 眼睛上下或左右移动时，从望远镜中观察到标尺刻线与叉丝间相对位置在改变，则说明存在视差。

请判断:对7. 拉伸法测杨氏模量中，光杠杆和镜尺组的作用是把微小长度变化放大。

请判断:对8. 逐差法处理数据的主要优点是可充分利用所测数据，减小系统误差。

请判断:错。

杨氏模量实验预习题答案

杨氏模量实验预习题答案杨氏模量实验预习题答案杨氏模量是材料力学性质的一个重要参数，用于描述材料在受力时的变形特性。

在材料力学实验中，测量杨氏模量的方法有很多，其中一种常见的方法是通过弯曲实验来确定杨氏模量。

下面是一些关于杨氏模量实验的预习题及其答案，帮助你更好地理解这个概念。

1. 什么是杨氏模量？答：杨氏模量是一个衡量材料刚性和变形能力的物理量，表示单位面积内的应力和应变之间的比例关系。

它是材料的一个固有特性，通常用符号E表示。

2. 杨氏模量的单位是什么？答：杨氏模量的单位是帕斯卡（Pa），也可以用兆帕（MPa）表示。

3. 杨氏模量的计算公式是什么？答：杨氏模量的计算公式是E = σ / ε，其中E表示杨氏模量，σ表示应力，ε表示应变。

4. 弯曲实验是如何测量杨氏模量的？答：弯曲实验是一种常见的测量杨氏模量的方法。

在弯曲实验中，将一根长条形材料固定在两个支点上，然后在材料上施加一个力，使其发生弯曲变形。

通过测量材料的弯曲程度和施加力的大小，可以计算出杨氏模量。

5. 弯曲实验中，杨氏模量的计算公式是什么？答：在弯曲实验中，杨氏模量的计算公式是E = (F * L^3) / (4 * W * H^3 * δ)，其中E表示杨氏模量，F表示施加的力，L表示材料的长度，W表示材料的宽度，H表示材料的高度，δ表示材料的挠度。

6. 弯曲实验中，为什么要测量材料的挠度？答：测量材料的挠度是为了确定材料在受力时的变形程度。

通过测量材料的挠度，可以计算出材料的应变，然后使用杨氏模量的计算公式来求解杨氏模量。

7. 弯曲实验中，如何测量材料的挠度？答：测量材料的挠度可以使用测微计或光学方法。

测微计可以直接测量材料的挠度，而光学方法可以通过观察材料的形变图像来间接测量挠度。

8. 弯曲实验中，如何确定材料的长度、宽度和高度？答：确定材料的长度、宽度和高度可以使用尺子、卡尺或显微镜等测量工具进行测量。

9. 弯曲实验中，为什么要使用长条形材料？答：使用长条形材料是为了使材料在受力时发生弯曲变形，从而能够测量材料的挠度和计算杨氏模量。

金属杨氏模量的测定实验[试题]

金属杨氏模量的测定杨氏模量是表征固体材料抵抗形变能力的重要物理量，是工程材料重要参数，它反映了材料弹性形变与内应力的关系，它只与材料性质有关，是工程技术中机械构件选材时的重要依据。

本实验采用液压加力拉伸法及利用光杠杆的原理测量金属丝的微小伸长量，从而测定金属材料的杨氏模量。

一、实验目的（1）学会测量杨氏弹性模量的一种方法（2）掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理（3）学会用逐差法处理数据二、仪器和量具数显液压杨氏模量仪，光杠杆和标尺望远镜，钢卷尺，螺旋测微计。

三、原理1．拉伸法测量钢丝的杨氏模量任何物体在外力作用下都要产生形变，可分为弹性形变和塑性形变。

弹性形变在外力作用撤除后能恢复原状，而塑性形变则不能恢复原状。

发生弹性形变时，物体内部产生的企图恢复物体原状的力叫做内应力。

对固体来讲，弹性形变又可分为4种：伸长或压缩形变、切变、扭变、弯曲形变。

本实验只研究金属丝沿长度方向受外力作用后的伸长形变。

取长为L ，截面积为S 的均匀金属丝，在两端加外力F 相拉后，则作用在金属丝单位面积上的力SF为正应力，相对伸长LL ∆定义为线应变。

根据胡克定律，物体在弹性限度范围内，应变与应力成正比，其表达式为LLYS F ∆= （1）式中Y 称为杨氏模量，它与金属丝的材料有关，而与外力F 的大小无关。

由于L ∆是一个微小长度变化，故实验常采用光杠杆法进行测量。

2．光杠杆法测量微小长度变化放大法是一种应用十分广泛的测量技术，有机械放大、光放大、电子放大等。

如螺旋测微计是通过机械放大而提高测量精度的，示波器是通过将电子信号放大后进行观测的。

本实验采用的光杠杆法属于光放大。

光杠杆放大原理被广泛地用于许多高灵敏度仪表中，如光电反射式检流计、冲击电流计等。

图1(b)标尺光杠杆如图1（a）、1（b）所示，在等腰三角形板1的三个角上，各有一个尖头螺钉，底边连线上的两个螺钉B和C称为前足尖，顶点上的螺钉A称为后足尖，A到前两足尖的连线BC的垂直距离为b，如图3（a）所示；2为光杠杆倾角调节架；3为光杠杆反射镜。

实验26用伸长法测金属丝杨氏弹性模量

实验2.6用伸长法测金属丝杨氏弹性模量［实验目的］1、训练正确调整测量系统的技能。

2、掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会用伸长法测定金属丝的杨氏模量。

4、学会逐差法处理数据的方法。

［实验仪器］杨氏模量测定仪，光杠杆，尺读望远镜，螺旋测微计，游标卡尺，米尺。

［实验原理］杨氏模量是描述固体材料弹性形变能力的一个重要物理量，在工程中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。

本实验采用光杠杆法测量微小长度变化来测定金属丝的杨氏弹性模量。

一、金属丝的杨氏弹性模量设有一根长为L ,横截面积为S的钢丝，在外力F作用下伸长了3。

则由胡克定律可知，在钢丝的弹性限度内，钢丝所受的应力和应变成正比。

即F匚3E (2-6-1)S LF 3叫胁强，物理意义是金属丝单位截面积上所受到的力；上叫胁变，物理意义是金属丝单S L位长度上的伸长量。

式中的比例系数E称为金属丝的杨氏弹性模量，其值等于胁强与胁变1的比，单位为牛顿/米2( N/m2)。

设钢丝直径为d，则钢丝的横截面积为：S = —nd，将此4式代入(2-6-1 )式整理后得出：4FLE 厂(2-6-2)nd 3由上式可知，对于不同的金属丝，当长度为L、直径为d和所受外力F都相同时。

杨氏模量大的金属丝，伸长量3较小，反之杨氏模量小的伸长量3大。

因而，杨氏模量表示了材料抵抗外力产生拉伸(或压缩)形变的能力，与材料的长度、截面积、所受外力无关，仅与材料本身性质有关。

根据式(2-6-2)测量杨氏模量时，L、d、F可用一般的方法测定，由于伸长量3非常小，用一般方法不易测准，因此，测杨氏模量的实验装置，都是围绕如何测量微小长度变化而设计的。

借助光学放大方法一一光杠杆装置去测量金属丝的伸长量 3 (它的基本原理在光学天平、光点检流计等装置中有广泛的应用) 。

二、光杠杆与尺读望远镜的测量原理测量微小长度的光杠杆装置如图2-6-1所示，它是由平面镜和三脚架构成。

大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》

3、动态悬挂法：将试样（圆棒或矩形棒）用两根线悬挂起来并激发它作横向振动。在一定条件下，试样振动的固有频率取决于它的几何形状、尺寸、质量以及它的杨氏弹性模量，如果我们在实验中测出了试样在不同温度下的固有频率，就可以算出试样在不同温度下的杨氏弹性模量。此法克服了静态拉伸法的缺点，具有实用价值，是国家标准规定的一种测量方法。
三、实验中注意：实验测量中，发现增荷和减荷时读数相关差较大，当荷重按比例增加时，?n不按比例增加，应找出原因，重新测量。这种情况可能发生的原因有：
1、金属丝不直，初始砝码太轻，没有把金属丝完全拉直。
2、杨氏弹性模量仪支柱不垂直，使金属丝下端的夹头不能在金属框内上下自由滑动，摩擦阻力太大。
1
3、加减砝码时动作不够平衡，导致光杠杆足尖发生移动。
1、万能试验机法：在万能试验机上做拉伸或压缩试验，自动记录应力和应变的关系图线，从而计算出杨氏弹性模量。
2、静态拉伸法（本实验采用此法），它适用于有较大形变的固体和常温下的测量，它的缺点是：①因为载荷大，加载速度慢，含有驰豫过程。所以它不能很真实地反映出材料内部结构的变化。②对脆性材料不能用拉伸法测量；③不能测量材料在不同温度下的杨氏弹性模量。
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8LD
?d2bE由此式作?n?F图线，应得一直线。从图线中计算出直线的斜率K，再由K?
即可计算出E。
3
篇二：大学物理实验用拉伸法测金属丝的杨氏模量
用拉伸法测金属丝的杨氏模量
材料在外力作用下产生形变，其应力与应变的比值叫做弹性模量，它是反映材料抵抗形变能力的物理量，杨氏模量是固体材料的纵向弹性模量，是选择机械构件的依据之一，也是工程技术中研究材料性质的常用参数。测定弹性模量的方法很多，如拉伸法、振动法、弯曲法、光干涉法等，本实验采用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量，研究拉伸正应力与应变之间的关系。

金属丝杨氏弹性模量的测定实验部分训练题

习题一、选择1.弹性模量的测定中哪个数据是用逐差法处理的？（）A. 光杠杆读数B. 金属丝直径C. 金属丝长度D. 平面镜到标尺的距离2.在测量杨氏模量的实验中，用光杠杆镜尺法测量的物理量是:（）A.标尺到镜面的距离B.钢丝长度C.钢丝直径D. 钢丝长度的伸长量3.用光杠杆测微小长度的变化，从望远镜视场中所看到的标尺像是（）A.缩小的倒立实像B.放大的倒立虚像C. 缩小的正立实像D. 放大的正立实像4.在测定金属丝的弹性模量实验中，通常预加一定重量的负荷，目的是：（）A. 消除摩擦力B. 没有目的C. 拉直金属丝，避免将拉直过程当为伸长过程进行测量D. 减少初读数，消除零误差5.对于一定温度下金属的杨氏模量，下列说法正确的是：（）A.只与材料的物理性质有关而与材料的大小及形状无关；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.与材料的形状有关，与大小也有关；6.在测量杨氏模量的实验中，若目镜中的叉丝不清晰，则应调节：（）A.望远镜的目镜B.望远镜的位置C.望远镜的调焦轮D.望远镜的方向7.光杠杆镜尺法的放大倍数为：（） A. 2b D B.2b D C.2D b D.2D K8.在测量杨氏模量的实验中，调节时在望远镜中只能看到镜子，若要看到标尺的像应调节：（）A. 调焦轮B. 目镜C. 望远镜位置D.望远镜方向二、判断1.两根材料相同，长度、粗细均不相同的金属丝，它们的杨氏弹性模量应该相同。

2.在测量杨氏弹性模量的实验中，镜尺间距D 的测量误差对杨氏模量的测量结果影响最大。

3.在测量杨氏弹性模量的实验中，光杠杆的放大倍数与望远镜放大倍数有关。

4.在测量杨氏弹性模量的实验中，钢丝直径d 的测量误差对杨氏模量的测量结果影响最大。

5.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是为了消除因磨擦和滞后带来的系统误差三、简答1．本实验中，为什么测量不同的长度要用不同的仪器进行？它们的最大允差各是多少？2．根据实验不确定度几何合成方法，写出杨氏模量E 的相对不确定度的表达式，并指出哪一个测量影响最大。

实验一、用拉伸法测金属丝的杨氏模量

2.4 用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量固体材料的长度发生微小变化时，用一般测量长度的工具不易测准，光杠杆镜尺法是一种测量微小长度变化的简便方法。

本实验采用光杠杆放大原理测量金属丝的微小伸长量，在数据处理中运用两种基本方法—逐差法和作图法。

【实验目的】⑴ 掌握光杠杆镜尺法测量微小长度变化的原理和调节方法。

⑵ 用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量。

⑶ 学习处理数据的一种方法——逐差法。

【实验原理】1. 拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量设一各向同性的金属丝长为L ，截面积为S ，在受到沿长度方向的拉力F 的作用时伸长 ΔL ，根据虎克定律，在弹性限度内，金属丝的胁强F/S （即单位面积所受的力）与伸长应变ΔL/L （单位长度的伸长量）成正比LLE SF ∆= （1）式中比例系数E 为杨氏弹性模量，即LS FLE ∆=(2) 在国际单位制中，E 的单位为牛每平方米，记为N/m 2。

实验表明，杨氏弹性模量E 与外力F 、金属丝的长度L 及横截面积S 大小无关，只与金属丝的材料性质有关，因此它是表征固体材料性质的物理量。

（2）式中F 、L 、S 容易测得，ΔL 是不易测量的长度微小变化量。

例如一长度L=90.00cm 、直径d=0.500mm 的钢丝，下端悬挂一质量为0.500kg 砝码，已知钢丝的杨氏弹性模量E=2.00×1011N/m 2, 根据（2）式理论计算可得钢丝长度方向微小伸长量ΔL =1.12×10-4m 。

如此微小伸长量，如何进行非接触式测量，如何提高测量准确度？本实验采用光杠杆法测量。

2. 光杠杆测微小长度将一平面镜M 固定在有三个尖脚的小支架上，构成一个光杠杆，如图1所示。

用光杠杆法测微小长度原理如图2所示。

假设开始时平面镜M 的法线OB 在水平位置，B 点对应的标尺H 上的刻度为n 0，从n 0发出的光通过平面镜M 反射后在望远镜中形成n 0的像，当金属丝受到外力而伸长后，光杠杆的后尖脚随金属丝下降ΔL ，带动平面镜M 转一角度α到M ˊ，平面镜的法线OB 也转同一角度α到OB ˊ，根据光的反射定律，镜面旋转α角，从B 发出光的反射线将旋转2α角，即到达B ′′，由光线的可逆性，从B ′′发出的光经平面镜M 反射后进入望远镜，因此从望远镜将观察到刻度n 1。

03_16_杨氏模量和热导率_试题_预不合格_邱春蓉

杨氏弹性模量出题：邱春蓉杨氏弹性模量_01.（3分）杨氏模量实验中，设钢丝长度为L ，钢丝伸长量为ΔL ，钢丝横截面面积为S ，钢丝所受重力为F 。

那么，杨氏弹性模量的定义为（ C ）。

A ，L F E ∆=； B ，L L S F E ∆⨯=； C ，L L S F E ∆=//； D ，L L S F E ∆⨯⨯=。

杨氏弹性模量_02.（3分）杨氏模量实验中，望远镜中的视差是由（ C ）引起的。

A ，标尺像未调清楚；B ，十字叉丝未调清楚；C ，标尺像和十字叉丝不在同一平面上。

杨氏弹性模量_03.（3分）杨氏模量实验中，下列光杠杆的放置操作，错误的是（ C ）。

A ，两前足尖放于平台上的同一沟槽内；B ，后足尖放在下夹头的上表面；C ，后足尖与钢丝相接触，或放在夹子和平台的夹缝中；D ，光杠杆镜面基本上垂直于平台。

杨氏弹性模量_04.（3分）杨氏模量实验中，设L 为钢丝长度，D 为标尺到平面镜的距离，b 为光杠杆的后足尖至两前足尖连线的距离。

如果要提高光杠杆的放大倍数，应该（ A ）。

A ，增加D 的长度；B ，增加b 的长度；C ，增加L 的长度；D ，减小L 的长度。

杨氏弹性模量_05.（3分）杨氏模量实验所依据的物理定律是（），杨氏模量是该定律中的（）。

答：（ C ）。

A ，弹性定律，弹性系数； B ，胡克定律，弹性系数；C ，胡克定律，比例系数。

杨氏弹性模量_06.（3分）杨氏模量实验中，在调节仪器时，下列说法中错误的是（ B ）。

A ，先用“外视法”观察寻找标尺像，再用“内视法”调节望远镜；B ，无须调节望远镜与平面镜大致等高；C ，应该先调节支架底座的三个螺丝，使夹持钢丝的夹头能在平台小孔中无摩擦地自由活动。

杨氏弹性模量_07.（3分）杨氏模量实验中，设D 为标尺到平面镜的距离，b 为光杠杆的后足尖至两前足尖连线的距离，ΔN 为望远镜读数，那么，光杠杆的放大倍数为（ C ）。

实验3 用拉伸法测量金属丝的杨氏模量

实验3 用拉伸法测量金属丝的杨氏模量一、填空题1.杨氏模量的计算式28DLmg E d b xπ=∆中， L 表示、b 表示。

参考答案：钢丝原长光杠杆前后脚距离分值：2分难度系数：22. 在测定杨氏模量的实验中，为了测量钢丝的微小伸长量，采用了方法；为了消除读数过程造成的系统误差，采用方法。

参考答案：光放大对称测量分值：2分难度系数：33. 在拉伸法测定杨氏模量的实验中，为了消除读数过程造成的系统误差，采用方法；为减少数据处理过程造成的系统误差，采用了方法。

参考答案：对称测量逐差法分值：2分难度系数：34.杨氏模量装置水平调节过程中，如发现水平泡偏向一边，则这边（填“偏高”或“偏低”）。

参考答案：偏高分值：2分难度系数：35.拉伸法测量杨氏模量实验中，增荷减荷的含义是，这样做的目的是。

参考答案：依次增加减少钢丝负重消除系统误差。

分值：2分难度系数：36．拉伸法测量杨氏模量实验中，螺旋测微器通常进行零点修正，它指的是。

参考答案：记录螺旋测微器的初读数分值： 2分难度系数： 37.拉伸法测量杨氏模量实验中，写出下列仪器的误差限：盒尺Δ仪=，50分度游标卡尺Δ仪=。

参考答案： 0.5mm0.002mm分值： 2分难度系数： 28. 拉伸法测量杨氏模量实验中，盒尺测量钢丝原长L 为56.43cm.则结果的正确表示为。

参考答案： L=564.3±0.5mm分值： 2分难度系数： 39．在拉伸法测量金属丝的杨氏模量时某同学利用分度值为0.01mm的千分尺测量钢丝直径d为0.750mm，0.775mm，0.762mm，试写出测量结果的正确表示_________。

参考答案： d=0.762±0.009mm分值： 2分难度系数： 310.在光杠杆放大法测量钢丝的微小伸长量时，测量公式为bL x2D∆=∙∆，表示_____________________，b表示。

实验六610《金属丝杨氏弹性模量的测定》预习报告

金属丝杨氏弹性模量的测定预习试卷班级：食品学院食品科学与工程141班上课班级：生命科学学院生物科学类165班学号：5000414080姓名：黄素君总分：100成绩：一、单选题共8小题共40分得分1、本实验用什么仪器测光杠杆镜臂长b？（A）A游标卡尺B钢卷尺C三角板D螺旋测微器2、本实验用什么仪器测金属丝的直径？（D）A游标卡尺B钢卷尺C三角板D螺旋测微计3、本实验中，外力撤去时，形变是否消失？这种形变称为什么形变？（B）A不消失，弹性形变B消失，弹性形变C不消失，非弹性形变D消失，非弹性形变4、杨氏模量定义为（C）。

A拉力比形变B拉力比应变C应力比应变D应变比应力5、线状材料（比如钢丝）单位面积所受到的拉力F/S称为（A）。

A应力B应变C拉力D形变6、线状材料（比如钢丝）受力拉伸时单位长度的伸长量△L/L称为（B）。

A应力B应变C拉力D形变7、光杠杆镜放大法可测量微小长度的变化，这种放大是（A）。

A线性的B非线性的8、当外力在材料的弹性范围内，撤去力后，该材料形变是否消失？（A）A消失B不消失二、多选题共3小题共30分得分1、本实验所用的测量长度的仪器是（ABD）。

A游标卡尺B钢卷尺C三角板D螺旋测微计2、光杠杆镜放大法有如下优点而被广泛使用（ABC）。

A性能稳定B精度高C线性放大D自动读数3、杨氏模量（ACD）。

A与外力F无关B与材料种类无关C与材料横截面积无关D与材料长度无关三、判断题共5题共30分得分1、光杠杆的放大倍率越大越好。

学生答案：错误2、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。

学生答案：正确3、望远镜有一定的调焦范围，不能过分用力拧动调焦旋钮。

学生答案：正确4、测量光杠杆镜前后脚距离时，把光杠杆镜的三只脚在白纸上压出凹痕，用尺画出两前脚的连线，再用游标卡尺量出后脚到该连线的垂直距离。

学生答案：正确5、杨氏模量是反映物体在外力作用下发生形变难易程度的重要物理量，它仅与材料的性质有关，而与材料的形状、长短等无关。

0212实验六610《金属丝杨氏弹性模量的测定》实验报告(0001)

光杠杆镜图的均匀棒状（或线状）设有一截面为，长度为将产生恢复原状的内应力。

失，这种形变叫弹性形变，发生弹性形变时物体内部变不超过某一限度时，撤走外力之后形变能随之消物体在外力作用下或多或少都要发生形变，当形实验原理三、、练习用逐差法、作图法处理数据。

、在实践中获得如何依实验情况对各个测量量进行误差估算。

、学会用“对称测量”消除系统误差。

、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。

实验目的二、线性放大，所以，在设计各类测试仪器中得到广泛的应用。

遍意义。

在实验装置上的光杠杆镜放大法，由于它的性能稳定，精度高，而且是本实验可以看到，用对称测量法消除系统误差的思路在其他类似的测量中极具普在测量中由于测量对象及方法的改变如何估算其系统误差。

在实验方法上，通过会仪器的配置原则，了解为什么对不同的长度测量应选用不同的测量仪器，以及时的重要参数。

本实验不仅介绍了如何测定此参数，更重要的是通过实验可以领与材料的性质有关，而与材料形状、长短等无关，它是工程技术中机械构件选材杨氏模量是反映物体在外力作用下发生形变难易程度的重要物理量，它仅仅形变。

太大时，则在外力作用停止后，由此引起的形变亦随之消失，这种形变称为弹性任何物体在外力的作用下，都会发生形变。

对于弹性物体，若作用的外力不引言一、金属丝杨氏弹性模量的测定姓名：黄素君学号：班上课班级：生命科学学院生物科学类班班级：食品学院食品科学与工程Δ材料，受拉力拉伸时，伸长了，其单位面积截面所受到的拉力称为胁强，Δ而单位长度的伸长量称为胁变。

根据胡克定律，在弹性形变范围内，棒状（或Δ线状）固体胁变与它所受的胁强成正比：其比例系数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。

（）Δ本实验是测定某一种型号钢丝的杨氏弹性模量，其中可以由所挂的砝码的重量求出，截面积可以通过螺旋测微计测量金属丝的直径计图光杠杆原理算得出，可用米尺等常规的测量器具测量，但由于其值非常微小，用常规的测量方法很难精确测量。

大学物理实验-金属丝的杨氏弹性模量的测量

大学物理实验-金属丝的杨氏弹性模量的测量实验目的：1. 掌握金属丝杨氏弹性模量的测量方法。

2. 加深对杨氏弹性模量的了解。

实验原理：杨氏弹性模量是描述固体材料在轴向拉伸时所表现出来的弹性和形变特性的物理量。

弹性模量表示单位面积上在轴向拉伸应力与相应的应变之间的比值。

在弹性极限以内，应力和应变成正比关系，弹性模量即为斜率。

实验步骤：1. 实验仪器：万能试验机、金属丝、游标卡尺、千分尺、比重大约为水的液体、密度计、小刻度尺。

2. 将金属丝卷绕在试验机的夹具上，并调整夹具间距使其长度充分展开。

3. 利用游标卡尺测量金属丝的直径，取3个位置进行测量，取平均值做准确度提高。

4. 将金属丝悬挂在试验机上，处于自重状态。

5. 连接数字万用表，用微调盒调整滑动器位置。

6. 微调座向上调节送电触点，金属丝受拉后试验机起始点的值就被纪录下来了。

7. 通过调节位移控制器上的微调座，使其向下缓慢移动，以强制拉伸金属丝，使其长度发生变化。

8. 根据数字万用表读数，可以计算出不同负载下金属丝伸长量的数据。

9. 根据相关公式，计算出金属丝的杨氏弹性模量值。

1. 利用游标卡尺测量金属丝直径，取平均值为$D_{av}$。

2. 量测每个加权的载荷方法下的金属丝的伸长量，分别纪录数据。

3. 计算出每个载荷下的金属丝的应力和应变。

4. 作出载荷和伸长量的关系曲线并求出其斜率$S$。

5. 利用公式$S = \dfrac {4FL}{\pi D^2 d}$求出弹性模量$E$。

6. 汇总数据并作出数据汇总表。

实验数据：金属丝数量：1根金属丝直径：$D_{av}=0.0985cm$金属丝的长度 $L=60.00cm$金属丝的密度：$\rho=8.96g/cm^3$负载（N）伸长量（mm）应力（Pa）应变($10^{-3}$)0 0 0 0100 0.17 13196440 6200 0.34 26392879 12300 0.57 39589319 18400 0.79 52785758 23500 1.02 65982197 29600 1.24 79178637 35实验结果：通过数据处理可以得到如下结果：弹性模量 $E = 1.12 \cdot 10^{11} N/m^2$讨论和结论：在本实验中，我们学习了如何测量金属丝的杨氏弹性模量。

实验5金属丝杨氏弹性模量的测量

实验5 金属丝杨氏弹性模量的测量杨氏弹性模量是固体材料性质的一个主要特征量。

本实验通过对杨氏弹性模量的测量，学习一种测量长度微小变化的方法——光杠杆镜尺法。

光杠杆镜尺法不仅可以测量长度的微小变化，也可以测量角度的微小变化。

所以，在光点式检流计以及冲击电流计等的读数装置中都有它的应用。

【目的要求】1．用伸长法测量钢丝的杨氏模量。

2．掌握光杠杆测微小伸长的原理和方法。

3．学习用逐差法处理数据。

【预习检测题】1. 杨氏弹性模量公式中各个量各用什么量具去测量？其误差怎么计算？2. 本实验采取什么测量方法？光杠杆的放大倍数是多少？3. 画出望远镜的结构图和放大图，说明调节望远镜的两个主要步骤和作用。

【实验原理】1．伸长法测杨氏模量任何固体在外力作用下都会发生形变，若外力作用停止，则形变随之消失，这种形变叫弹性形变。

在弹性限度范围内，物体的形变遵从胡克定律，即物体的应力和应变成正比。

若钢丝原长为L ，截面积为A ，沿长度方向的受力为F ，受力后伸长量为,ΔL ，则其应力为F ／A ，应变为ΔL ／L 。

胡克定律表明钢丝的应力与应变的比值是一个常数Y 。

Y=L A FLLL A F∆=∆ (4.4。

1) 式中：Y 为钢丝的杨氏模量。

实验表明，杨氏模量与外力F 、物体的长度L 及截面积A 的大小无关，仅由固体材料的性质决定。

设钢丝的直径为d ，则钢丝杨氏模量的计算公式为Y=Ld FL∆24π (4.4.2)由上式可见，只要测得钢丝原长L 、直径d 、外力F 和伸长量△L ，则可求得杨氏模量Y 。

2．光杠杆测微原理带有平面反射镜M 的光杠杆、固定平台B 、望远镜R 和标尺S 组成光杠杆测微系统。

光杠杆的结构如图3.1-1所示，光杠杆的三个脚尖1、2、3构成等腰三角形，从后脚尖1到两前脚尖2、3连线的距离为b 。

实验时将两前脚尖2、3置于固定平台B 的沟槽内，后足1置于圆柱体C 上。

当钢丝在砝码的重力作用下被拉伸发生形变时，光杠杆的后足1将随着圆柱体C 上下移动，于是平面反射镜的仰角随之改变。

(整理)实验3 用拉伸法测量金属丝的杨氏模量.

实验3 用拉伸法测量金属丝的杨氏模量一、填空题1.杨氏模量的计算式28DLmg E d b xπ=∆中， L 表示、b 表示。

参考答案：对称测量逐差法分值：2分难度系数：34.杨氏模量装置水平调节过程中，如发现水平泡偏向一边，则这边（填“偏高”或“偏低”）。

参考答案：偏高分值：2分难度系数：35.拉伸法测量杨氏模量实验中，增荷减荷的含义是，这样做的目的是。

参考答案：依次增加减少钢丝负重消除系统误差。

分值：2分难度系数：36．拉伸法测量杨氏模量实验中，螺旋测微器通常进行零点修正，它指的是。

参考答案：记录螺旋测微器的初读数分值： 2分难度系数： 37. 拉伸法测量杨氏模量实验中，写出下列仪器的误差限：盒尺Δ仪= ，50分度游标卡尺Δ仪= 。

参考答案： 0.5mm 0.002mm分值： 2分难度系数： 28. 拉伸法测量杨氏模量实验中，盒尺测量钢丝原长L 为56.43cm.则结果的正确表示为。

参考答案： L=564.3±0.5 mm分值： 2分难度系数： 39．在拉伸法测量金属丝的杨氏模量时某同学利用分度值为0.01mm 的千分尺测量钢丝直径d 为0.750mm ，0.775mm ，0.762mm ，试写出测量结果的正确表示_________。

参考答案： d=0.762±0.009 mm分值： 2分难度系数： 310.在光杠杆放大法测量钢丝的微小伸长量L ∆时，测量公式为b L x 2D∆=∙∆， x ∆表示_____________________，b 表示。