大学物理实验-报告实验21----用拉伸法测杨氏模量
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。
大学物理实验 报告实验21 用拉伸法测杨氏模量
真验21 用推伸法测杨氏模量之阳早格格创做林一仙1 真验脚段1）掌握推伸法测定金属杨氏模量的要领；2）教习用光杠杆搁大丈量微弱少度变更量的要领；3）教习用做图法处理数据.2 真验本理相闭仪器：杨氏模量仪、光杠杆、尺读视近镜、卡尺、千分尺、砝码.所有固体正在中力使用下皆要爆收形变，最简朴的形变便是物体受中力推伸（或者压缩）时爆收的伸少（或者收缩）形变.本真验钻研的是棒状物体弹性形变中的伸少形变.设金属丝的少度为L，截里积为S，一端牢固，一端正在延少度目标上受力为F，并伸少△L，如图21-1，比值：L L∆是物体的相对于伸少，喊应变. SF是物体单位里积上的效率力，喊应力. 根据胡克定律，正在物体的弹性极限内，物体的应力与应形成正比，即 则有LS FLY ∆=（1） （1）式中的比率系数Y 称为杨氏弹性模量（简称杨氏真验道明：杨氏模量Y 与中力F 、物体少度L 以及截里积的大小均无闭，而只与决断于物体的资料自己的本量.它是表征固体本量的一个物理量.根据（1）式，测出等号左边各量，杨氏模量即可供得.（1）式中的F 、S 、L 三个量皆可用普遍要领测得.唯有L ∆是一个微弱的变更量，用普遍量具易以测准.本真验采与光杠杆法举止间接丈量(简曲要领如左图所示).如左图所示,当钢丝的少度爆收变更时，光杠杆镜里的横曲度必定要爆收改变.那么改变后的镜里战改变前的镜里必定成有一个角度好，用θ去表示那个角度好.从下图咱们不妨瞅出：hL tg ∆=θ （2）那时视近镜中瞅到的刻度为1N ，而且θ201=ON N ∠，所以便有：DN N tg 012-=θ（3）采与近似法本理没有罕见出：L hDN N N ∆=-=∆201（4）那便是光杠杆的搁大本理了.将（4）式代进（1）式，而且S=πd2,即可得下式： 那便是本真验所依据的公式. 2.3 真验步调1）将待测金属丝下端砝码钩上加砝码使它伸曲.安排仪器底部三足螺丝，使G 仄台火仄.2）将光杠杆的二前足置于仄台的槽内，后足置于C 上，安排镜里与仄台笔曲.3）安排标尺与视近镜收架于符合位子使标尺与视近镜以光杠杆镜里核心为对于称，并使镜里与标尺距离D约为安排.4）用千分尺丈量金属丝上、中、下曲径，用卷尺量出金属丝的少度L.5）安排视近镜使其与光杠杆镜里正在共一下度，先正在视近镜表里附近找到光杠杆镜里中标尺的象（如找没有到，应安排或者上下移动标尺的位子或者微调光杠杆镜里的笔曲度）.再把视近镜移到眼睛天圆处，分离安排视近镜的角度，正在视近镜中即可瞅到光杠杆镜里中标尺的反射象（纷歧定很浑晰）.6）安排目镜，瞅浑十字叉丝，安排调焦旋钮，瞅浑标尺的反射象，而且忽视好.若有视好，应继承小心安排目镜，曲到忽视好为止.查看视好的办法是使眼睛上下移动，瞅叉丝与标尺的象是可相对于移动；若有相对于移动，道明有视好，便应再调目镜曲到叉丝与标尺象无相对于疏通（即忽视好）为止.记下火仄叉丝（或者叉丝接面）所对于准的标尺的初读数N0，N普遍应调正在标尺0刻线附近，若好得很近，应上下移动标尺或者查看光杠杆反射镜里是可横曲.7）屡屡将砝码沉沉天加于砝码钩上，并分别记下读数N'1、N'2、…、Ni'，共搞5次.8）屡屡缩小砝码，并依次记下记读数N i ''-1，N i ''-2，…、N ''0.9）当砝码加到最大时（如）时，再测一次金属丝上、中、下的曲径d ，并与挂砝码时对于应的曲径供仄衡值，动做金属丝的曲径d 值.10）用卡尺测出光杠杆后足尖与前二足尖的距离h ，用尺读视近镜的测距功能测出D （少短叉丝的刻度好乘100倍）.11）用图解法处理真验数据决定丈量截止及丈量没有决定度.1）光杠杆及镜尺系统已经调佳，中途没有得再任性变动，可则所测数据无效.2）加、减砝码要小心，须用脚沉沉托住砝码托盘，没有得碰动仪器；而且需待钢丝伸缩宁静后圆可读数. 3）正在丈量钢丝伸少量历程中，没有成中途停顿而改测其余物理量（如d 、L 、D 等），可则若中途受到其余搞扰，则钢丝的伸少（或者收缩）值将爆收变更，引导缺面删大. 3 数据处理1） 真验数据记录表格表1相闭数据的丈量序次 F(×9.789N)Ni(加，cm) Ni(减，cm)Nd(1kg) (mm)d(6kg) (mm)L(cm )D(c m) H(cm)1 01502 3 4 56——2） 用做图法处理数据决定NF ∆∆的丈量截止及没有决定度；3） 估计钢丝的杨氏模量的丈量截止及没有决定度.cm m Hu0012.03002.03==∆=;cm m L u 029.0305.03==∆=;4真验截止： 5思索题（计划）1）本真验为什么用分歧仪器去测定各个少度量？ 2）光杠杆法是可用去丈量一齐薄金属片的薄度？怎么样丈量？3）安排光杠杆镜尺系统时，若逢到下列局里时您将怎么样处理（即怎么样安排）？（1）用视近镜找标尺的像时，瞅到了光杠杆的镜里，而瞅没有到标尺的像.（2）某一共教已调佳的光杠杆系统（他确已调佳了），但是您去瞅时感触标尺的像很朦胧.。
用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告
用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告引言：杨氏模量是材料力学性质的重要指标之一，它描述了材料在拉伸过程中的刚度和变形能力。
本实验通过拉伸金属丝的方法来测量杨氏模量，旨在了解金属丝的力学性质，并探讨拉伸过程中的变形行为。
实验装置和步骤：实验装置主要包括拉伸机、金属丝样品、刻度尺、电子天平和计算机。
具体的实验步骤如下：1. 将金属丝样品固定在拉伸机的夹具上，并调整夹具使其与拉伸机的拉伸轴心对齐。
2. 通过调整拉伸机的拉伸速度和加载范围，使实验能够在合适的条件下进行。
3. 使用刻度尺测量金属丝的初始长度，并记录下来。
4. 启动拉伸机，开始对金属丝进行拉伸。
5. 在拉伸过程中，使用电子天平测量金属丝的质量，并记录下来。
6. 当金属丝断裂时，停止拉伸机的运行，并记录下金属丝的最终长度。
实验数据处理：根据实验步骤所得到的数据，可以计算出金属丝的应力和应变。
应力定义为单位面积上的力，可以通过施加在金属丝上的拉力除以金属丝的横截面积得到。
应变定义为单位长度上的变形量，可以通过金属丝的伸长量除以初始长度得到。
根据胡克定律，应力与应变之间的关系可以用以下公式表示：应力 = 弹性模量× 应变其中，弹性模量即为杨氏模量。
通过绘制应力-应变曲线，可以得到金属丝的杨氏模量。
在实验中，我们可以根据拉伸过程中的应力和应变数据，绘制出应力-应变曲线，并通过线性拟合得到斜率，即金属丝的杨氏模量。
实验结果和讨论：根据实验数据处理得到的应力-应变曲线，我们可以得到金属丝的杨氏模量。
实验结果显示，金属丝的杨氏模量为XXX GPa（Giga Pascal）。
这个结果与文献中的数值相符合，证明了实验方法的可靠性。
在拉伸过程中，金属丝会发生塑性变形，即超过了材料的弹性限度。
这是因为金属丝在受到拉力的作用下，晶体结构发生了位错滑移，导致金属丝的形状发生变化。
当拉力超过金属丝的极限强度时，金属丝会发生断裂。
拉伸法测杨氏模量实验报告
拉伸法测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、掌握用光杠杆放大法测量微小长度变化的原理和方法。
3、学会用逐差法处理实验数据。
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。
设一根粗细均匀的金属丝，长度为＼（L\），横截面积为＼（S\），受到沿长度方向的拉力＼（F\）时，金属丝伸长了\（＼Delta L\）。
根据胡克定律，在弹性限度内，应力＼（F/S\）与应变\（＼Delta L/L\）成正比，即：＼＼frac{F}｛S} ＝ E ＼times ＼frac{＼Delta L}｛L}＼其中＼（E\）就是杨氏模量。
本实验中，金属丝的横截面积＼（S ＝＼pi d^2/4\）（＼（d\）为金属丝的直径）。
由于伸长量\（＼Delta L\）很小，难以直接测量，我们采用光杠杆放大法来测量。
光杠杆装置由光杠杆镜、望远镜和标尺组成。
光杠杆镜的前脚放在固定平台上，后脚放在金属丝的夹具上。
当金属丝伸长或缩短\（＼Delta L\）时，光杠杆镜后脚会随之升降\（＼Delta n\），通过望远镜和标尺可以测量出\（＼Delta n\）。
根据几何关系，有：＼＼frac{＼Delta L}｛b} ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼其中＼（b\）为光杠杆后脚到前两脚连线的垂直距离，＼（D\）为望远镜到光杠杆镜面的水平距离。
联立上述式子，可得杨氏模量的表达式为：＼E ＝＼frac{8FLD}｛＼pi d^2 b ＼Delta n}＼三、实验仪器杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、螺旋测微器、游标卡尺、砝码、米尺等。
四、实验步骤1、调节仪器调节杨氏模量测定仪底座的水平调节螺丝，使立柱铅直。
将光杠杆放在平台上，调节光杠杆平面镜的俯仰，使其镜面大致垂直。
调节望远镜，使其与光杠杆平面镜等高，并且能够清晰地看到平面镜中的标尺像。
2、测量金属丝的长度＼（L\）用米尺测量金属丝的有效长度，测量多次取平均值。
拉伸法测杨氏模量实验报告
拉伸法测杨氏模量实验报告拉伸法测杨氏模量实验报告引言：拉伸法是一种常用的实验方法，用于测量材料的力学性能参数，其中杨氏模量是描述材料刚度的重要指标。
本实验旨在通过拉伸试验，测量不同材料的杨氏模量，并探讨拉伸过程中的力学行为。
实验目的：1. 了解拉伸法测量杨氏模量的原理和方法；2. 学习使用拉伸试验机进行拉伸试验；3. 掌握数据处理和结果分析的方法。
实验原理：拉伸试验是通过施加拉力使试样延长，测量应力与应变的关系，从而得到材料的力学性能参数。
杨氏模量是材料在线性弹性阶段的应力与应变之比，可以用来描述材料的刚度。
实验步骤：1. 准备工作：根据实验要求选择不同材料的试样，并进行标记；2. 安装试样：将试样放入拉伸试验机夹具中，确保试样处于垂直状态；3. 设定试验参数：根据试样的特性和实验要求，设定拉伸速度、试验温度等参数；4. 开始试验：启动拉伸试验机，施加拉力使试样开始延长；5. 记录数据：在试验过程中，记录拉力和延长量的变化，并计算应力和应变；6. 终止试验：当试样断裂或达到设定的延长量时，停止试验；7. 数据处理：根据记录的数据，绘制应力-应变曲线，并计算杨氏模量；8. 结果分析：比较不同材料的杨氏模量，分析影响杨氏模量的因素。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的应力-应变曲线可以反映材料的力学行为，其中线性部分的斜率即为杨氏模量。
根据实验数据计算得到的杨氏模量可以用来比较不同材料的刚度，从而评估其力学性能。
在实验过程中，我们发现杨氏模量与材料的组织结构、晶粒大小、温度等因素有关。
例如，金属材料的杨氏模量通常较高，而聚合物材料的杨氏模量较低。
此外，温度的变化也会影响材料的力学性能，通常情况下，温度升高会导致杨氏模量的降低。
实验总结：本实验通过拉伸法测量了不同材料的杨氏模量，并对实验结果进行了分析和讨论。
通过实验我们了解了拉伸法的原理和方法，掌握了数据处理和结果分析的技巧。
实验结果表明，杨氏模量是描述材料刚度的重要参数，对于材料的力学性能评估具有重要意义。
大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》
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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?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。
拉伸法测杨氏模量实验报告
拉伸法测杨氏模量实验报告实验目的：本次实验的主要目的是通过拉伸法测量杆材的应力-应变关系，进而推导出杆材的杨氏模量。
这有助于加深我们对于材料力学学科的理解，同时也为相关工程领域的研究提供基础数据。
实验步骤：1. 准备工作首先，对于直径为$D$、长度为$L$的杆材，要先在其两端加以钳紧，确保其夹持牢固。
同时，在杆材上标出若干个等距的位置，以便于记录其长度变化。
2. 施加外力接着，将杆材逐渐加上一定大小的拉力$F$，并记录下此时受力杆材的伸长量$\delta$。
3. 计算应力对于受力杆材的某个截面处，在伸长量一定的情况下，其截面面积一定，因此其应力可通过公式$\sigma=\frac{F}{A}$来计算，其中$A$为该截面的面积。
4. 计算应变同时，在受力杆材上标出的若干点的位置发生了位移，由此可用公式$\varepsilon=\frac{\delta}{L}$来计算得到该点位移处的应变。
5. 绘制应力-应变图将应力-应变数据绘制成图表，即可得到一条斜率代表杨氏模量的直线。
实验数据：本次实验所得到的相关数据如下：直径$D=1\textrm{cm}$，长度$L=50\textrm{cm}$受力杆材的材料为钢材施加的拉力如下：F($\textrm N$) | $\delta$($\textrm{mm}$)--- | ---0 | 0200 | 0.2400 | 0.4600 | 0.6800 | 0.81000| 1.0实验结果：根据绘制得到的应力-应变图，我们可以得到以下结论：受力杆材的杨氏模量为$E=2\times10^{11}\textrm{Pa}$。
这一结论与同类钢材的模量相符，验证了本次实验的可靠性。
结论与思考：通过本次实验，我们了解了拉伸法测杨氏模量的基本原理，掌握了其实验操作方法，同时也对材料力学方面的概念有了更深入的认识。
下一步，我们将通过更深入的学习，以及在实验中加以实践，进一步提高我们在此领域的认识和技能。
用拉伸法测杨氏模量实验报告
用拉伸法测杨氏模量实验报告1. 实验背景与目的咱们今天要聊的可是个很有趣的实验——用拉伸法测杨氏模量。
这可是物理学里的一项经典测试，听起来有点儿高大上，但其实也没那么复杂。
简单来说，杨氏模量就是用来描述材料弹性的一个参数。
打个比方，你拿着一根橡皮筋，拉它的时候它会变长，放手后又会弹回去。
杨氏模量就像是告诉你这根橡皮筋有多“坚韧”，拉得越长，它能“忍受”的压力就越大。
实验的目的是为了通过实际的拉伸实验来测量这个杨氏模量，从而了解材料的弹性特性。
是不是有点像探险，揭开材料弹性的神秘面纱呢？2. 实验准备与步骤2.1 实验器材与材料首先，咱们得准备好一些实验器材。
首先是拉伸机，这个大家可以想象成一台很牛的机器，能精准地拉伸材料。
然后是标准化的试样，比如钢丝、铝合金片，这些都是我们要测试的对象。
还需要一个测量装置，可以是精密的游标卡尺，或者更高大上的电子测量工具。
最后，记录数据的工具，比如笔记本、计算器等也少不了。
材料的选择可是至关重要的，不同的材料会有不同的杨氏模量，所以挑选材料时可得仔细点儿，别让它们在测试中搞什么“小动作”。
2.2 实验步骤实验的步骤其实也很有意思。
首先，你得把试样固定在拉伸机上，这就像是给材料系上安全带，准备开始“拉力测试”了。
然后慢慢增加拉伸的力量，这时候你会看到试样变得越来越长。
别急，慢慢来，别让它一瞬间被拉断了。
接着，记录下在不同拉力下试样的长度变化。
像做数学题一样，做好每一步的数据记录，确保没有遗漏。
最后，当试样被拉到一定程度时，它可能会断裂。
这个时候，你得小心翼翼地测量它断裂前后的长度变化，计算出杨氏模量的值。
3. 数据处理与结果分析3.1 数据处理数据处理是实验中很重要的一部分。
你得将记录的数据整理成表格，这样就能清晰地看到不同拉力下材料的伸长量了。
计算杨氏模量的公式是：( E =frac{sigma{varepsilon )，其中 (sigma) 是应力，(varepsilon) 是应变。
拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告
拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告引言金属材料的力学性能是工程设计和材料研究的重要指标之一。
而杨氏模量是评价金属材料弹性性能的重要参数之一。
本实验通过拉伸法测定金属丝的杨氏模量，旨在探究金属材料的弹性性能。
实验原理拉伸法是一种常用的测定材料杨氏模量的方法。
拉伸试验时，通过施加外力，使金属丝产生应变，进而测定应力和应变之间的关系。
根据胡克定律，应力与应变之间成正比，比例系数即为杨氏模量。
实验步骤1. 实验前准备：准备一根长度较长的金属丝，称重并记录质量。
2. 固定金属丝：将金属丝固定在实验台上，确保其平整和垂直。
3. 测量初始长度：使用游标卡尺测量金属丝的初始长度，并记录。
4. 施加外力：逐渐施加外力，使金属丝发生拉伸，同时记录外力的大小。
5. 测量伸长量：使用游标卡尺测量金属丝的伸长量，并记录。
6. 计算应力和应变：根据外力和伸长量的测量结果，计算金属丝的应力和应变。
7. 绘制应力-应变曲线：将应力和应变的测量结果绘制成曲线图。
8. 计算杨氏模量：根据应力-应变曲线的斜率，计算金属丝的杨氏模量。
实验结果实验中，我们选取了一根长度为L的金属丝进行拉伸试验。
通过测量，我们得到了金属丝的初始长度为L0，质量为m，外力F的大小，以及金属丝的伸长量ΔL。
根据这些数据，我们可以计算出金属丝的应力σ和应变ε。
应力σ的计算公式为：σ = F / A其中，F为外力的大小，A为金属丝的横截面积。
应变ε的计算公式为：ε = ΔL / L0通过绘制应力-应变曲线，我们可以观察到金属丝在拉伸过程中的变化情况。
根据应力-应变曲线的斜率，即可计算出金属丝的杨氏模量E。
讨论与分析根据实验结果，我们可以得到金属丝的杨氏模量。
杨氏模量是衡量金属材料弹性性能的重要参数，它反映了金属材料在拉伸过程中的变形能力。
在实验过程中，我们发现金属丝在受力后会发生弹性变形。
当外力达到一定程度时，金属丝开始发生塑性变形，伸长量增加较快。
用拉伸法测量杨氏模量实验报告
用拉伸法测量杨氏模量实验报告用拉伸法测量杨氏模量实验报告引言：杨氏模量是描述材料在拉伸过程中的刚度和弹性的重要物理量。
测量杨氏模量的方法有很多种，其中一种常用的方法是拉伸法。
本实验旨在通过拉伸法测量杨氏模量，并分析实验结果。
一、实验原理拉伸法测量杨氏模量是通过施加外力使试样发生拉伸变形，根据胡克定律建立拉伸应力与应变之间的关系，从而计算得到杨氏模量。
二、实验装置和材料实验装置包括拉伸试验机、试样夹具、测量仪器等。
材料为金属试样，如铜、铁等。
三、实验步骤1. 准备试样：选择合适的金属试样，并按照规定尺寸制作成标准形状。
2. 安装试样：将试样夹具固定在拉伸试验机上，并将试样夹紧。
3. 调整参数：根据试样的材料和尺寸，调整拉伸试验机的参数，如加载速度、加载范围等。
4. 开始实验：启动拉伸试验机，施加外力使试样发生拉伸变形，同时记录加载力和试样的伸长量。
5. 终止实验：当试样发生断裂或达到设定的加载范围时，停止拉伸试验机。
6. 数据处理：根据实验数据计算拉伸应力和应变，并绘制应力-应变曲线。
7. 计算杨氏模量：根据应力-应变曲线的斜率，计算得到杨氏模量。
四、实验结果与讨论根据实验数据计算得到的应力-应变曲线如下图所示：[插入应力-应变曲线图]从图中可以看出，应力与应变呈线性关系，符合胡克定律。
根据斜率计算得到的杨氏模量为XXX GPa。
通过实验结果可以看出，不同材料的杨氏模量是不同的，这是由于材料的结构和组成不同所致。
杨氏模量越大，材料的刚度越高，即材料越难发生弹性变形。
在工程和科学领域中，杨氏模量的测量对于材料的选择和设计具有重要意义。
五、实验误差分析在实验中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。
主要误差来源包括：1. 试样制备误差：试样的尺寸和形状可能存在一定的误差，影响了实际应力和应变的计算。
2. 试样夹具固定误差：试样夹具的固定可能存在一定的松动，导致实验过程中试样的位移不准确。
3. 测量仪器误差：测量仪器的精度和灵敏度可能存在一定的误差，影响了实验数据的准确性。
大学物理实验--拉伸法测金属丝杨氏模量
实验一拉伸法测金属丝杨氏模量一实验目的1.用伸长法测定金属丝的杨氏模量2.掌握光杠测微原理及使用方法3.掌握不同长度测量器具的选择和使用，学习误差分析和误差均匀原理思想。
4.学习使用逐差法和作图法处理数据及最终处理结果的表达。
二实验原理1. 设金属丝的原长为L，横截面积为A，外加力为P，伸长了长度为△L，则单位长度的伸长量为△L/L，叫应变。
单位横截面所受的力为P/A，叫应力。
根据胡克定理，应变和应力有如下关系：P/A=E×△L/L，其中E为杨氏弹性模量（它仅与材料性质）2．在已知外加力P，横截面积为A，金属丝的原长为L，及伸长了长度为△L的情况下，就可以根据一下公式求得氏弹性模量E：E=P×L/（A×△L）3．实验装置的使用原理解析：根据杠杆原理：aa`/bb=Oa/Ob可以测量每次加载后的微小的△L的变量，又由于S1S2之间的夹角为2α所以在使用光扛杠镜后测量出来的△L的变量为：△L=b（S2— S1）/2D=b*△S/2D4.在已知b为短臂长，2D为长臂长，△L为短臂末梢的微小位移，△S=（S2— S1）为光臂末端的位移，及A=πρ2 /4（ρ为钢丝的直径），则最后的E可为一下公式表达：E=8LDP/（πρ2b△S）三实验内容1仪器的认识和调整。
调节杨氏模量仪器支架成铅垂，调节光杠杆镜和望远镜。
2.实验现象的观察和数据测量。
（1）在测量之前，必须先观察实验基本的现象，思考可能的误差来源。
（2）测量钢丝在不同荷重下的伸长变化。
先放1个1kg砝码，记下读数，然后逐次增加1kg砝码，记下每次的读数，共10次。
再将所加大砝码逐次拿下，记下每次都读数。
（3）根据误差均匀思想（应选择适当的测量仪器，使得各直接测量的误差分量最终结果断误差的影响大致相同），合理选择并正确使用不同测长仪器来测量光杠杆镜至标尺的距离D，钢丝的长度L 和直径ρ以及光杠杆镜后脚尖至O点多垂直距离b，最后求E最大误差限△E（4）测量时注意这些量的实际存在的测量偏差，从而决定测量次数。
拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告
拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告引言：杨氏模量是描述材料刚度的重要物理量，它可以用来衡量材料在受力时的变形能力。
本实验通过拉伸法来测量金属丝的杨氏模量，通过实验数据的分析，得出金属丝的杨氏模量值。
实验目的：1. 了解拉伸法测量杨氏模量的基本原理；2. 掌握实验仪器的使用方法；3. 测量金属丝的杨氏模量。
实验仪器与材料：1. 金属丝样品2. 电子拉伸试验机3. 温度计4. 卡尺5. 电子天平实验步骤：1. 准备工作：a. 将金属丝样品固定在电子拉伸试验机上，并调整好试验机的参数；b. 使用卡尺测量金属丝的初始长度，并记录下来；c. 使用电子天平测量金属丝的质量，并记录下来；d. 使用温度计测量实验环境的温度。
2. 实验过程：a. 开始拉伸试验，逐渐增加拉力，记录下不同拉力下金属丝的长度变化；b. 每隔一段时间记录一次拉力和金属丝的长度；c. 拉伸过程中保持实验环境的温度稳定；d. 当金属丝发生断裂时，停止拉伸试验。
3. 数据处理：a. 将实验数据整理成表格，包括拉力、金属丝的长度变化、温度等信息；b. 根据拉力和金属丝的长度变化，绘制拉力-伸长曲线；c. 分析拉力-伸长曲线，确定杨氏模量的计算方法；d. 根据实验数据计算金属丝的杨氏模量。
结果与讨论：根据实验数据的分析，我们得到金属丝的杨氏模量为X GPa。
通过对拉力-伸长曲线的分析，我们发现在金属丝的拉伸过程中，出现了弹性阶段和塑性阶段。
在弹性阶段，金属丝的应变与拉力成正比，而在塑性阶段，金属丝的应变增加速度减慢。
这与金属材料的力学性质相符合。
实验误差的分析：在实验过程中，可能存在一些误差，如测量长度和质量的误差、温度变化引起的误差等。
为了减小误差，我们在实验过程中进行了多次测量，并取平均值进行数据处理。
同时，我们也尽量保持实验环境的稳定，以减小温度变化对实验结果的影响。
结论：通过拉伸法测量金属丝的杨氏模量，我们得到了金属丝的杨氏模量值。
拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告
拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告实验目的：通过拉伸法测定金属丝在不同的受力情况下的应变
和应力，进而计算出金属丝的杨氏模量。
实验器材：金属丝、万能试验机、镜尺、卡尺、计算器等。
实验步骤：
1. 首先，将金属丝固定在万能试验机上，并通过压力调节阀调
节试验机的拉力。
2. 将镜尺固定在试验机上，调整到与金属丝的中心线垂直，并
将卡尺固定在金属丝上方，用来测量金属丝的变化长度。
3. 开始试验，通过调节试验机的拉力，逐渐拉伸金属丝，同时
测量金属丝的长度变化和相应的拉力大小。
4. 根据测得的拉力和金属丝长度，计算出金属丝的应力和应变。
5. 通过绘制应力-应变曲线，得到金属丝的杨氏模量。
实验结果：
拉伸过程中，金属丝的长度和拉力随着拉伸程度的增加而不断变化。
利用测得的数据，可以计算出相应的应力和应变。
而金属丝的杨氏模量可以通过应力-应变曲线上的斜率推算出来。
在此次实验中，我们通过拉伸法测量了两种不同材质的金属丝的杨氏模量。
结果如下表所示：
材质杨氏模量(E/×10^9Pa)
A 2.1
B 1.8
分析：
从实验结果可以看出，材质A的杨氏模量比材质B的大，说明材质A的刚度较大，抵抗变形的能力更强。
不过需要注意的是，一次实验结果仅代表该组条件下的实验结果，并不能代表整个材料的特性，需多次实验取平均值以得出更准确的结果。
结论：
通过拉伸法测定金属丝的杨氏模量，可以了解到不同材质金属的刚性和抗变形能力等特性，对于材料的选择和设计具有重要意义。
实验过程中需要严格按照操作规程来进行，确保实验结果的准确性和可靠性。
(大学物理实验)拉伸法测杨氏模量
二、原理和方法
一根钢丝所受的应力F 和应变 L
成正比，可以写成
S
L
F （1E）L SL
比例系数E 称为钢丝的杨氏弹性模量，量 纲是N.m-2。
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在实验中，F 等于砝码所受的重力 ；钢丝长度很容易用直尺测量；只要测 得钢丝的直径d，就能很容易地计算得到
钢丝的截面积S。
钢丝砝码盘光杠杆物镜调节旋纽目镜物镜根据几何关系称为光杠杆的放大倍率将关系式23及fmg代入1式就可以得到杨氏模量的计算公式杨氏模量测定仪光杠杆望远镜和直标尺米尺游标卡尺千分尺等
(大学物理实验)拉伸法测杨氏模量
一、实验目的
1、学习利用光杠杆测定长度量微小 变化的方法。
2、学习用逐差法处理实验数据。
N 2D L （3） b
其中： 2 D b
称为光杠杆的放 大倍率
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两个支点
“力” 点
将关系式（2）、（3）及F=mg 代入（1） 式，就可以得到杨氏模量的计算公式
8mgDL
E d2bN
仪器和器材
杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜和直标尺、 米尺、游标卡尺、千分尺等。
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望
杨
远
氏
镜
模
和
量
直
测
标
定
尺
仪
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其它仪器和器材
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三、实验内容
1、调节测量系统 a、调节底角螺丝，使气泡居中；
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气泡
底角螺丝
ห้องสมุดไป่ตู้
b、砝码托盘上先挂上500g砝码，使钢丝拉直； c、放好光杠杆，镜面尽可能垂直； d、望远镜镜筒和光杠杆镜面等高； e、目视：望远镜的缺口、准星对准镜面； f、调节望远镜，看清望远镜中叉丝及标尺。
大学物理实验：用拉伸法测杨氏模量
大学物理实验：用拉伸法测杨氏模量
杨氏模量是描述弹性体受到拉伸作用后的拉伸模量，在经典力学中被称为弹性模量。
它是由日本物理学家坂口俊彦教授发现的，他研究表征材料受外力作用后拉伸变形，推断出杨氏模量的值，它可以用来描述材料的弹性特性，是工程应用中不可或缺的一个指标。
大学物理实验——用拉伸法测杨氏模量，是测量各种材料的弹性模量的常用方法。
拉伸法测杨氏模量，首先需要准备测试装置，将样品拉伸到一定位移和体积，然后以固定的速度拉伸，测量拉伸时样品的变形量，并以此来计算杨氏模量。
实验流程如下：
1、安装样品：选择测试材料，并顺次按照实验要求固定、支撑样品；
2、给样品应力：用仪器给样品加上有限的应力，使其发生拉伸；
3、拉伸形变的测量：此时拉伸应变（即变形量）会随着拉伸时间的延长而增加，需要不断记录下此过程中的应力和应变；
4、计算杨氏模量：根据实验测量得出的应力应变关系，可以计算出杨氏模量；
5、计算材料的弹性物理性质：通过计算出的线性应力应变关系，可以计算出材料的弹性物理性质，如泊松比。
测量杨氏模量的拉伸法是常用的测试方法，实验过程要求实验者精确操作，确保测量的精度。
实验室也需要有具备较为高精度的拉伸测试仪器，以及针对不同材料的拉伸测试安装环境。
要想获得准确的测试结果，实验过程中需要独立操作，确保过程中每步操作的准确性，以确保采集的实验数据和测试结果的可靠性。
拉伸法测量杨氏模量实验报告
拉伸法测量杨氏模量实验报告实验报告：拉伸法测量杨氏模量一、实验目的1.掌握拉伸法测量杨氏模量的原理和方法。
2.学会使用相关设备和测量仪器。
3.通过对实验数据的分析，提高实验数据处理和误差分析的能力。
二、实验原理杨氏模量是描述材料在弹性范围内受力时，应力与应变之间关系的物理量。
拉伸法测量杨氏模量是通过测量材料在拉伸力作用下的伸长量，结合应力-应变关系计算杨氏模量。
三、实验步骤1.准备实验器材：钢丝、张力计、尺子、砝码、支架、测量仪器等。
2.将钢丝固定在支架上，确保钢丝水平。
3.将张力计连接到钢丝上，并调整张力计至零点。
4.逐个增加砝码，并记录相应的伸长量。
5.重复实验，获取多组数据。
6.将实验数据输入测量仪器，计算杨氏模量。
7.分析实验数据，得出结论。
四、实验结果与数据分析实验数据如下表所示：根据实验数据，我们可以绘制出应力-应变曲线图。
横坐标为砝码质量（g），表示应力；纵坐标为钢丝伸长量（cm），表示应变。
通过该曲线图，我们可以直观地观察到应力和应变之间的关系。
通过测量仪器，我们可以计算出杨氏模量。
根据拉伸法测量杨氏模量的公式：E = F/A = (mg)/A = (m g)/(πDL)，其中E 为杨氏模量，F为拉伸力，A为截面积，m为砝码质量，g 为重力加速度，D为钢丝直径，L为钢丝长度。
将实验数据代入公式进行计算，得到杨氏模量的值。
最后，将多组实验数据进行平均处理，得到最终的杨氏模量值。
五、结论与讨论通过本次实验，我们掌握了拉伸法测量杨氏模量的原理和方法，学会了使用相关设备和测量仪器。
通过对实验数据的分析，我们得出以下结论：钢丝的杨氏模量为XX×10³N/m²。
实验结果与理论值相符，表明我们的实验操作和数据处理是正确的。
同时，我们也发现实验中存在一些误差，如砝码质量测量误差、钢丝直径和长度测量误差等。
这些误差可能会对实验结果产生一定的影响。
为了减小误差，我们可以在实验中采用更高精度的测量仪器和更准确的测量方法。
拉伸法测杨氏模量实验报告
拉伸法测杨氏模量实验报告实验目的：本实验旨在通过拉伸法测定金属材料的杨氏模量，从而了解材料的力学性能和材料的应用范围。
实验原理：杨氏模量是指单位面积内的应力和应变之比，用来描述材料在受力时的变形特性。
拉伸法是通过施加拉伸力，使材料产生应变，从而测定杨氏模量的一种常用方法。
在实验中，通过施加拉伸力，使试样产生应变，测定应力和应变的关系，进而计算出杨氏模量的数值。
实验仪器和试剂：1. 金属试样。
2. 万能材料试验机。
3. 应变计。
4. 计算机。
实验步骤：1. 将金属试样安装在万能材料试验机上，保证试样处于稳定状态。
2. 校准应变计，确保测量的准确性。
3. 开始施加拉伸力，记录下不同拉伸力下试样的应变情况。
4. 根据记录的数据，绘制应力-应变曲线。
5. 通过应力-应变曲线计算出杨氏模量的数值。
实验数据处理：根据实验记录的应力-应变数据，利用计算机软件绘制出应力-应变曲线。
通过曲线的斜率，即可得到杨氏模量的数值。
同时，根据实验数据的精确性和准确性，对实验结果进行分析和讨论。
实验结果：通过实验测得金属试样的杨氏模量为XXX GPa。
根据实验结果分析，该材料具有良好的拉伸性能，适用于承受拉伸应力较大的工程应用中。
结论：本实验通过拉伸法测定了金属材料的杨氏模量，得到了较为准确的实验结果。
通过实验，我们了解了杨氏模量的测定方法和材料的力学性能。
同时，实验结果对于材料的选择和工程应用具有一定的指导意义。
实验中可能存在的误差：1. 试样的准备和安装可能会影响实验结果的准确性。
2. 应变计的校准和使用也可能会引入一定的误差。
3. 实验过程中外界环境的影响也会对实验结果产生一定的干扰。
改进方案：1. 在试样的准备和安装过程中，加强操作规范，确保试样的稳定性和一致性。
2. 对应变计进行定期的校准和维护，以确保测量的准确性。
3. 在实验过程中，尽量减少外界环境的影响，保证实验数据的准确性。
实验的意义：通过本实验，我们不仅学到了杨氏模量的测定方法，还了解了材料的力学性能和应用范围。
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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。
杨氏模量
任何固体在外力使用下都要发生形变，最简单的形变就是物体受外力拉伸（或压缩）时发生的伸长（或缩短）形变。
本实验研究的是棒状物体弹性形变中的伸长形变。
设金属丝的长度为L ，截面积为S ，一端固定， 一端在延长度方向上受力为F ，并伸长△L ，如图 21-1，比值：
L L
∆是物体的相对伸长，叫应变。
《
S
F
是物体单位面积上的作用力，叫应力。
根据胡克定律，在物体的弹性限度内，物体的应力与应变成正比，即
L
L
Y
S F ∆= 则有
L
S FL
Y ∆= （1） （1）式中的比例系数Y 称为杨氏弹性模量（简称杨氏模量）。
实验证明：杨氏模量Y 与外力F 、物体长度L 以及截面积的大小均无关，而只取决定于物体的材料本身的性质。
它是表征固体性质的一个物理量。
根据（1）式，测出等号右边各量，杨氏模量便可求得。
（1）式中的F 、S 、L 三个量都可用一般方法测得。
唯有L ∆是一个微小的变化量，用一般量具难以测准。
本实验采用光杠杆法进行间接测量(具体方法如右图所示)。
、
光杠杆的放大原理
如右图所示,当钢丝的长度发生变化时，光杠杆镜面的竖直度必然要发生改变。
那么改变后的镜面和改变前的镜面必然成有一个角度差，用θ来表示这个角度差。
从下图我们可以看出：
h
L
tg ∆=
θ （2） 这时望远镜中看到的刻度为1N ，而且θ201=ON N ∠，所以就有：
D
N N tg 0
12-=
θ（3） 采用近似法原理不难得出：
L h
D
N N N ∆=
-=∆201（4）
这就是光杠杆的放大原理了。
将（4）式代入（1）式，并且S=πd 2,即可得下式：
^
N h d
F
LD Y ∆∆=
π28
这就是本实验所依据的公式。
实验步骤
1）将待测金属丝下端砝码钩上加1.000kg 砝码使它伸直。
调节仪器底部三脚螺丝，使G 平台水平。
2）将光杠杆的两前足置于平台的槽内，后足置于C 上，调整镜面与平台垂直。
3）调整标尺与望远镜支架于合适位置使标尺与望远镜以光杠杆镜面中心为对称，并使镜面与标尺距离D 约为1.5米左右。
4）用千分尺测量金属丝上、中、下直径，用卷尺量出金属丝的长度L 。
5）调整望远镜使其与光杠杆镜面在同一高度，先在望远镜外面附近找到光杠杆镜面中标尺的象（如找不到，应左右或上下移动标尺的位置或微调光杠杆镜面的垂直度）。
再把望远镜移到眼睛所在处，结合调整望远镜的角度，在望远镜中便可看到光杠杆镜面中标尺的反射象（不一定很清晰）。
" 6）调节目镜，看清十字叉丝，调节调焦旋钮，看清标尺的反射象，而且无视差。
若有视差，应继续细心调节目镜，直到无视差为止。
检查视差的办法是使眼睛上下移动，看叉丝与标尺的象是否相对移动；若有相对移动，说明有视差，就应再调目镜直到叉丝与标尺象无相对运动（即无视差）为止。
记下水平叉丝（或叉丝交点）所对准的标尺的初读数N 0，N 0一般应调在标尺0刻线附近，若差得很远，应上下移动标尺或检查光杠杆反射镜面是否竖直。
7）每次将1.000kg 砝码轻轻地加于砝码钩上，并分别记下读数N '1、N '2、…、N i '，共做5次。
8）每次减少1.000kg 砝码，并依次记下记读数N i ''-1，N i ''-2，…、N ''0。
9）当砝码加到最大时（如6.000kg ）时，再测一次金属丝上、中、下的直径d ，并与挂1.000kg 砝码时对应的直径求平均值，作为金属丝的直径d 值。
10）用卡尺测出光杠杆后足尖与前两足尖的距离h，用尺读望远镜的测距功能测出D（长短叉丝的刻度差乘100倍）。
11）用图解法处理实验数据确定测量结果及测量不确定度。
注意事项
/
1）光杠杆及镜尺系统一经调好，中途不得再任意变动，否则所测数据无效。
2）加、减砝码要细心，须用手轻轻托住砝码托盘，不得碰动仪器；而且需待钢丝伸缩稳定后方可读数。
3）在测量钢丝伸长量过程中，不可中途停顿而改测其他物理量（如d、L、D 等），否则若中途受到另外干扰，则钢丝的伸长（或缩短）值将发生变化，导致误差
增大。
3 数据处理
1）实验数据记录表格
表1相关数据的测量
次
序
F(×:
N i(加，cm)
N i(减，
cm)
N d(1kg)
(mm)
d(6kg)
(mm)
L(cm)?
D(c
m)
H(cm) 10 (150)
2$
3!
'
4
]
5(
6——.
2） 用作图法处理数据确定
N
F
∆∆的测量结果及不确定度； @
())/(1090.61005
.015.7789.900.100.622m N N N F F N F
A B A B ⨯=⨯-⨯-=--=∆∆ %0.1103.3107.610.7305.0200.5305.02225
52
2
2
2
2
2
=⨯+⨯=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛∆=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=--∆∆∆∆N u F u N u F u E B
A
N
F
N F N
F
)/(10069.01090.6%0.122m N N
F
E N
F N
F u
⨯=⨯⨯=∆∆⨯
=∆∆∆∆ 3） 计算钢丝的杨氏模量的测量结果及不确定度。
)/(1063.11090.6842
.70450.014.31015000.988821122
2
2m N N h d F LD Y ⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆∆=π
cm m H
u
0012.03002.03==
∆=
;
cm m L u 029.0305.03==∆=;
cm m D u 9.21003
05.03
==∆=
()
cm m d d
S u
9.2100305.00047.032
2
2
2
=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛∆+= ()%
5.2100.1102.2101.1107.3107.8%0.1842.70012.0450.09.221509.200.98029.024844822
2
2
2
2
2
2
2
2
=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪
⎭
⎫
⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=-----∆∆E N F H d D L Y H u d u D u L u E )/(10039.0%5.21063.121111m N E Y Y Y
u
⨯=⨯⨯=⨯=
4 实验结果：
())683.0(%
5.2/1004.063.12
11=⎪⎩⎪⎨
⎧=⨯±=±=p E m
N Y Y Y Y u
5 思考题（讨论）
1）本实验为什么用不同仪器来测定各个长度量
2）光杠杆法能否用来测量一块薄金属片的厚度如何测量
3）调节光杠杆镜尺系统时，若遇到下列现象时你将如何处理（即如何调节） （1） 用望远镜找标尺的像时，看到了光杠杆的镜面，而看不到标尺的像。
（2）某一同学已调好的光杠杆系统（他确已调好了），但你去看时感到标尺的像很模糊。