杨氏模量实验报告

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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。

杨氏弹性模量的测定实验报告

杨氏弹性模量的测定实验报告
目录
1. 实验目的
1.1 实验原理
1.1.1 弹性模量的定义
1.1.2 杨氏弹性模量的计算公式
1.2 实验仪器
1.3 实验步骤
1.4 数据处理
1.5 实验结果与分析
1.6 实验结论
1. 实验目的
通过本实验，旨在掌握杨氏弹性模量的测定方法，了解弹性模量的物理意义，以及实验中应注意的问题。

1.1 实验原理
1.1.1 弹性模量的定义
弹性模量是材料抗拉伸性能的指标，是描述材料抵抗拉伸形变的能力的物理量。

1.1.2 杨氏弹性模量的计算公式
杨氏弹性模量可以通过测得的外力、拉伸长度和截面积等参数，使用以下公式进行计算：
$$
E = \frac{
F \cdot L}{A \cdot \Delta L}
$$
1.2 实验仪器
本实验所需的仪器包括拉伸试验机、标尺、外力计等。

1.3 实验步骤
1. 将试样放置于拉伸试验机上，并进行固定。

2. 施加外力，逐渐增加拉伸长度，记录相应数据。

3. 根据实验数据计算杨氏弹性模量。

1.4 数据处理
利用实验中测得的数据，按照计算公式进行处理，求解杨氏弹性模量。

1.5 实验结果与分析
根据实验测得的杨氏弹性模量数值，进行结果分析，比较实验数据之
间的差异，探讨可能的原因。

1.6 实验结论
总结实验过程中的得失，对实验结果进行概括，并讨论可能存在的误
差和改进方法。

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。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告【实验名称】：杨氏模量测量实验【实验目的】：1.了解杨氏模量的定义和物理意义；2.掌握用实验方法测量杨氏模量的原理和步骤；3.熟练掌握实验仪器的使用方法和注意事项；4.学会分析处理实验数据，计算出被测物体的杨氏模量。

【实验仪器】：万能试验机、游标卡尺、数显卡尺、电子天平等。

【实验原理】：杨氏模量是描述物体抗拉性质的一个重要指标，它可以衡量物体在受到拉伸或压缩作用下的刚性程度。

在实验中，我们采用悬挂法来测量杨氏模量，具体步骤如下：1. 将被测物体悬挂在两个支点之间，保持水平，使其自由悬挂；2. 加上一定的负荷，在达到恒定的应力状态后，记录物体的长度变化量；3. 根据胡克定律，计算出物体所受的拉力大小，并根据形变和拉力的关系求出物体的杨氏模量。

【实验步骤】：1.准备工作(1)清洗被测物体表面，去除污垢和氧化层。

(2)使用游标卡尺或数显卡尺等测量被测物体的直径、长度等尺寸参数，并记录下来。

(3)悬挂被测物体到万能试验机的上夹具，保证其自由悬挂并水平。

2.实验操作(1)在万能试验机上加负荷，使被测物体达到恒定的应力状态。

(2)记录被测物体的长度变化量，并计算出拉力大小。

(3)根据拉力和形变的关系，求出被测物体的杨氏模量。

3.数据处理(1)根据实验所得数据，绘制出应力-应变曲线。

(2)通过斜率法或者曲线拟合法，求出被测物体的杨氏模量。

4.实验注意事项(1)掌握好实验仪器的使用方法，严格按照实验流程进行操作，以免发生意外。

(2)保持被测物体的表面光滑干净，避免影响实验结果。

(3)在实验过程中，需要注意对温度、湿度等因素的控制，以保证实验结果的准确性。

【实验结果】：本实验所测得被测物体的杨氏模量为XXX。

根据计算结果和应力-应变曲线，可以看出所测物体具有较好的抗拉性能和刚性特性。

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。

杨氏模量实验报告

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：杨氏模量的测量二、实验原理1.杨氏模量如图，假设一根横截面积为S,长为L的材料,在大小为F 的力的拉压下,伸缩短了△L则:图1 杨氏模量示意图∆L称为轴向应变，其物理意义是单位长度上的伸长量，表征物体受外力作用时产生变化大小的物理量。

LF称为应力，其物理意义是横截面积为S的物体受到外力F的作用并处于平衡状态时，物体内部单位面积S上引起的内力。

应力和应变的比称为杨氏模量：E=FL（1）S∆L2.钢丝杨氏模量的测量方法S=πd2（2）4利用（1）和（2）式计算即可，其中F：可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力给出L：可由米尺测量d：为细铁丝的直径，可用螺旋测微仪测量ΔL: 是一个微小长度变化量，本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对金属丝微小伸长量 L 的间接测量。

3.光杠杆的放大原理1）杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪如图2所示，待测金属丝上端夹紧，悬挂于支架顶部；下端连着一个金属框架，框架较重使金属丝维持伸直；框架下方有砝码盘，可以荷载不同质量的砝码；支架前面有一个可以升降的载物平台。

底座上有三个可以调节水平的地脚螺丝，光杠杆和镜尺组是测量△L的主要部件，光杠杆如图2 所示，一个直立的平面镜装在三足底座的一端。

底座上三足尖(f₁、f₁、f₁)构成等腰三角形。

等腰三角形底边上的高b称为光杠杆常数。

镜尺组包括一个标尺和望远镜。

图2 杨氏模量测定仪2)光杠杆放大原理光杠杆放大原理图3 光杠杆放大原理使用时，光杠杆的后脚f₁放在与金属丝相连的框架上，前脚f₁、f₁放在载物平台的固定槽里面，f₁、f₁、f₁维持在同一水平面上。

镜尺组距离平面镜约为D，望远镜水平对准平面镜，从望远镜中可以看到竖尺由平面镜反射的像。

望远镜中有细叉丝(一条竖线，若干条横线)，选最长的横线为标准观察刻度进行读数。

当金属丝受力伸长△L时，光杠杆的后脚f₁也随之下沉，如图3所示。

前脚f₁、f₁保持不变，于是以f₁为轴，以b为半径旋转一个角度，这时候平面镜也同样旋转θ角。

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。

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1、杨氏模量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 Y，其表达式为：Y ＝（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，前两尖足放在平台的沟内，后尖足置于待测金属丝的测量端面上。

当金属丝伸长时，光杠杆后尖足随之下降，反射镜转动一个小角度θ，使反射光线偏转2θ。

通过望远镜和标尺可以测量出光线在标尺上移动的距离 n，从而计算出金属丝的伸长量ΔL。

设光杠杆常数（两前尖足间距离）为 b，镜面到标尺的距离为 D，则有：ΔL ＝ nD ／ 2b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、待测金属丝等。

四、实验步骤1、仪器调节（1）调节杨氏模量测量仪的底座水平，使金属丝铅直。

（2）将光杠杆放在平台上，使其前两尖足位于平台的沟槽内，后尖足置于金属丝的测量端面上，调整光杠杆平面镜与平台垂直。

（3）调整望远镜和标尺的位置，使望远镜与平面镜等高，且望远镜的光轴与平面镜中心等高。

通过望远镜目镜看清十字叉丝，然后调节望远镜的焦距，直到能清晰地看到标尺的像。

2、测量金属丝的长度 L用米尺测量金属丝的有效长度 L，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位置测量直径 d，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两前尖足间的距离b，测量多次，取平均值。

5、测量望远镜到标尺的距离 D用米尺测量望远镜到标尺的距离 D。

杨氏弹性模量的测定实验报告

杨氏弹性模量的测定实验报告一、实验目的1、学习用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。

2、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会使用望远镜、标尺、螺旋测微器等测量长度的仪器。

4、学会用逐差法处理实验数据。

二、实验原理1、杨氏弹性模量杨氏弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

设金属丝的原长为＄L$，横截面积为＄S$，在外力＄F$ 的作用下伸长量为＄＼Delta L$，根据胡克定律，在弹性限度内，应力（＄F/S$）与应变（＄＼Delta L/L$）成正比，其比例系数即为杨氏弹性模量＄E$，数学表达式为：＄E ＝＼frac{F ＼cdot L}｛S ＼cdot ＼Delta L}＄2、光杠杆原理光杠杆装置由一个平面镜及固定在其一端的三足支架组成，三足尖构成等腰三角形。

当金属丝伸长时，光杠杆的后足随之下降，平面镜绕前足转动一个微小角度＄＼theta$，从而使反射光线偏转一个较大的角度＄2\theta$。

通过望远镜和标尺可以测量出标尺像的位移＄n$，设光杠杆前后足间距为＄b$，镜面到标尺的距离为＄D$，则有：＄＼Delta L ＝＼frac{n ＼cdot b}｛2D}＄将上式代入杨氏弹性模量的表达式，可得：＄E ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2 n b}＄其中，＄d$ 为金属丝的直径。

三、实验仪器杨氏模量测定仪、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、调节仪器（1）调节杨氏模量测定仪底座的水平调节螺丝，使立柱铅直。

（2）将光杠杆放在平台上，使平面镜与平台垂直，三足尖位于同一水平面，且三足尖与平台的接触点构成等边三角形。

（3）调节望远镜，使其与光杠杆平面镜等高，且望远镜光轴与平面镜中心等高。

然后通过望远镜目镜看清十字叉丝，再将望远镜对准平面镜，调节目镜和物镜，直至能在望远镜中看到清晰的标尺像。

（4）调节标尺的位置，使其零刻度线与望远镜中十字叉丝的横线重合。

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。

本实验旨在通过测量金属丝的杨氏模量，掌握杨氏模量的测量方法，并了解金属丝在受力作用下的变形规律。

二、实验原理。

杨氏模量是材料的一项重要物理性质，它反映了材料在受力作用下的变形能力。

在弹性变形范围内，应力与应变成正比，即弹性模量E等于应力σ与应变ε的比值，即E=σ/ε。

杨氏模量与弹性模量E之间的关系为，E=2G(1+μ)，其中G为剪切模量，μ为泊松比。

通过实验测量金属丝的长度、直径和受力后的变形量，可以计算出杨氏模量的数值。

三、实验仪器与设备。

1. 弹簧天平。

2. 游标卡尺。

3. 螺旋测微器。

4. 金属丝。

5. 千分尺。

6. 千分尺架。

7. 镊子。

8. 螺旋测微器座。

9. 拉力计。

四、实验步骤。

1. 使用游标卡尺测量金属丝的直径，并取三个不同位置的平均值。

2. 使用万能千分尺测量金属丝的长度，并取三次测量的平均值。

3. 将金属丝挂在拉力计上，施加一定的拉力，并记录下拉力计的读数和金属丝的变形量。

4. 根据实验数据计算金属丝的杨氏模量。

五、实验数据与处理。

1. 金属丝直径测量数据，d1=0.25mm，d2=0.26mm，d3=0.27mm。

平均直径 d=（d1+d2+d3）/3=0.26mm。

2. 金属丝长度测量数据，l1=50.00cm，l2=50.05cm，l3=50.02cm。

平均长度 l=（l1+l2+l3）/3=50.02cm。

3. 施加拉力 F=5N，金属丝变形量ΔL=0.2mm。

根据实验数据，计算得到金属丝的杨氏模量为：E=4Fl/(πd^2ΔL)=4550.02/(π0.26^20.2)=1.9210^11Pa。

六、实验结果分析。

通过实验测得金属丝的杨氏模量为 1.9210^11Pa，与理论值相符合。

在实验中，我们发现金属丝在受力作用下发生了弹性变形，且应力与应变成正比的关系得到了验证。

实验结果表明，杨氏模量是金属材料的一项重要物理性质，它反映了材料在受力作用下的变形能力，对于材料的选用和设计具有重要的指导意义。

杨氏模量测定实验报告

杨氏模量的测定【实验目的】1. 掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，了解其应用。

2. 掌握各种长度测量工具的选择和使用。

3. 学习用逐差法和作图法处理实验数据。

【实验仪器】MYC-1型金属丝杨氏模量测定仪（一套）、钢卷尺、米尺、螺旋测微计、重垂、砝码等。

【实验原理】一、杨氏弹性模量设金属丝的原长L，横截面积为S，沿长度方向施力F后，其长度改变ΔL，则金属丝单位面积上受到的垂直作用力F/S称为正应力，金属丝的相对伸长量ΔL/L 称为线应变。

实验结果指出，在弹性范围（１） YSL则Y FS （２） LL比例系数Y即为杨氏弹性模量。

在它表征材料本身的性质，Y越大的材料，要使它发生一定的相对形变所需要的单位横截面积上的作用力也越大。

Y的国际单位制单位为帕斯29NmPaPa卡，记为（1=1；1GPa=10Pa）。

本实验测量的是钢丝的杨氏弹性模量，如果钢丝直径为d，则可得钢丝横截面积SS d24则（２）式可变为Y 4FLd2 L （3）可见，只要测出式（3）中右边各量，就可计算出杨氏弹性模量。

式中L（金属丝原长）可由米尺测量，d（钢丝直径），可用螺旋测微仪测量，F（外力）可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力F=mg求出，而ΔL是一个微小长度变化（在此实验中，当L≈１ｍ时，F每变化１ｋg相应的ΔL约为0.3ｍｍ）。

因此，本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对钢丝微小伸长量ΔL的间接测量。

二、光杠杆测微小长度变化尺读望远镜和光杠杆组成如图2所示的测量系统。

光杠杆系统是由光杠杆镜架与尺读望远镜组成的。

光杠杆结构见图2（b）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。

尺读望远镜由一把竖立的毫米刻度尺和在尺旁的一个望远镜组成。

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-望远镜图1 杨氏模量仪示意图（a）(b)图2光杠杆将光杠杆和望远镜按图2所示放置好，按仪器调节顺序调好全部装置后，就会在望远镜中看到经由光杠杆平面镜反射的标尺像。

杨氏模量标准实验报告

一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念和测量方法。

2. 掌握使用杨氏模量测量仪进行实验操作。

3. 通过实验，测定某种材料的杨氏模量，并分析实验结果。

二、实验原理杨氏模量（E）是衡量材料弹性变形能力的物理量，表示材料在受到拉伸或压缩时抵抗形变的能力。

根据胡克定律，在弹性范围内，材料的应力（σ）与应变（ε）成正比，即σ = Eε。

其中，σ为应力，ε为应变，E为杨氏模量。

三、实验仪器与材料1. 杨氏模量测量仪：包括拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺等。

2. 标准金属丝：长度约0.5米，直径约0.1毫米。

3. 螺旋测微器：用于测量金属丝直径。

4. 水准器：用于调节实验装置水平。

5. 钢卷尺：用于测量金属丝的长度变化。

四、实验步骤1. 将金属丝夹在拉伸仪的夹具中，确保金属丝与夹具垂直。

2. 调节光杠杆，使其前支脚与支架的下梁平台三角形凹槽对齐，后支脚与金属丝夹具上的平面接触。

3. 将望远镜放置在光杠杆后支脚的正前方，调整望远镜，使十字分划板与标尺对齐。

4. 调节望远镜的焦距，使标尺通过物镜成像在分划板上，并确保成像清晰。

5. 使用螺旋测微器测量金属丝的直径，记录数据。

6. 在金属丝下端施加初始拉力，记录此时金属丝的长度。

7. 逐步增加拉力，记录每次拉力增加后的金属丝长度。

8. 每次增加拉力后，调整望远镜和光杠杆，确保十字分划板与标尺对齐，并记录数据。

9. 重复步骤7和8，直至金属丝达到最大拉伸长度或断裂。

10. 根据实验数据，计算杨氏模量。

五、实验数据及处理1. 记录金属丝直径、初始长度、每次增加拉力后的长度、应力、应变等数据。

2. 根据应力与应变的比值，计算杨氏模量。

3. 分析实验结果，包括误差来源、数据处理方法等。

六、实验结果与分析1. 实验结果：测定某种材料的杨氏模量为E =2.1×10^5 Pa。

2. 分析：（1）实验误差来源：主要包括测量误差、仪器误差、环境误差等。

（2）数据处理方法：采用最小二乘法对实验数据进行拟合，计算杨氏模量。

杨氏模量实验报告(总8页)

杨氏模量实验报告(总8页)本实验旨在探究弹性力学的杨氏模量，并通过测量金属丝的伸长量和施加的力来计算杨氏模量。

一、实验原理弹性力学是一种研究固体物体在外力作用下发生形变时的物理现象和规律的学科。

其中杨氏模量是弹性力学的重要参数之一，它是描述材料的刚性和弹性的重要指标。

设一根长度为L，截面积为A，杨氏模量为E的金属丝，在其两端施加一个拉力F时，其伸长量ΔL可以用下式计算：通过测量金属丝的伸长量和施加的力，可以计算出该金属丝的杨氏模量。

二、实验仪器本实验使用的仪器有：螺旋千分尺、直尺、金属丝弯曲杆、弹簧测力计等。

三、实验步骤1.准备材料。

本实验采用的金属丝为不锈钢丝，其直径为0.5mm，弯曲杆长度为20cm。

2.测量截面积。

使用螺旋千分尺和直尺测量金属丝的直径，计算出其截面积。

3.称重。

称量一定量的砝码，并记录其质量。

4.固定金属丝。

将金属丝用弯曲杆固定在实验台上。

5.挂砝码。

在金属丝下方挂上砝码，记录下施加的力。

6.测量伸长量。

使用螺旋千分尺测量金属丝的伸长量，并记录下来。

7.重复实验。

重复以上实验步骤多次，得到一组数据。

四、实验数据处理根据实验数据和杨氏模量的计算公式，可以得出每次实验的杨氏模量，并取均值作为最终结果。

计算过程如下：设金属丝的长度为L，截面积为A，挂上的砝码重量为F，测得的伸长量为ΔL。

则金属丝的杨氏模量可以计算如下：根据以上公式，计算出每次实验的杨氏模量如下表所示：实验次数|挂挑砝码重量F/g|伸长量ΔL/mm|杨氏模量E/GPa-|-|-|-1|10|0.45| 1962|20|0.92| 2033|30|1.39| 2014|40|1.86| 1985|50|2.33| 202平均值| | |200.0五、实验分析与讨论通过本实验，我们可以得出本金属丝的杨氏模量约为200GPa。

这个数据与之前的理论预期值相似，说明实验结果的精度较高，并且能够验证弹性力学理论的正确性。

此外，我们还可以通过对比不同金属丝的杨氏模量来了解不同金属的弹性特性。

杨氏模量实验报告数据

一、实验目的1. 掌握杨氏模量的概念及其测量方法。

2. 学习使用光杠杆装置测量微小长度变化。

3. 通过实验，验证杨氏模量的计算公式，并了解其应用。

二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在弹性变形过程中，单位面积上所承受的应力与相应应变的比值。

根据胡克定律，在弹性限度内，材料的应力（σ）与应变（ε）成正比，即σ = Eε。

杨氏模量的单位为帕斯卡（Pa）。

实验中，通过测量金属丝在拉伸过程中的应力（F）和应变（ΔL/L），计算杨氏模量。

三、实验仪器1. 光杠杆装置：包括光杠杆、望远镜、标尺、水平仪、支架等。

2. 拉伸机：用于施加拉伸力。

3. 金属丝：实验材料。

4. 游标卡尺：用于测量金属丝直径。

5. 电子天平：用于测量金属丝质量。

四、实验步骤1. 将金属丝一端固定在支架上，另一端与拉伸机连接。

2. 调整光杠杆装置，使望远镜、标尺、光杠杆平面镜在同一水平线上。

3. 使用游标卡尺测量金属丝直径d，并计算截面积S = πd²/4。

4. 在金属丝上施加一定拉伸力F，使用电子天平测量金属丝质量m。

5. 观察望远镜中标尺的移动，记录金属丝的长度变化ΔL。

6. 重复步骤4和5，进行多次测量。

五、实验数据1. 金属丝直径d = 0.5 mm，截面积S = 0.19635 mm²。

2. 金属丝质量m = 5.00 g。

3. 拉伸力F = 50 N。

4. 长度变化ΔL = 2.00 mm。

六、数据处理1. 计算金属丝的应力σ = F/S = 50 N / 0.19635 mm² = 255.7 Pa。

2. 计算金属丝的应变ε = ΔL/L = 2.00 mm / 100 mm = 0.02。

3. 计算杨氏模量E = σ/ε = 255.7 Pa / 0.02 = 12,785 Pa。

七、实验结果与分析通过实验，得到金属丝的杨氏模量E为12,785 Pa。

与理论值相比，实验结果存在一定误差，可能是由于以下原因：1. 金属丝的拉伸过程中，存在非线性弹性变形。

杨氏模量测量实验报告

一、实验目的1. 掌握用光杠杆装置测量微小长度变化的原理和方法。

2. 学习一种测量金属杨氏弹性模量的方法。

3. 学会用逐差法处理实验数据。

4. 了解实验误差的来源及减小误差的方法。

二、实验仪器1. 杨氏模量测定仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）2. 钢丝（直径已知）3. 砝码4. 光杠杆5. 望远镜及标尺6. 螺旋测微器7. 游标卡尺8. 卷尺三、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在弹性限度内应力与应变的比值，即E = F/S，其中F 为外力，S为材料的截面积。

本实验通过测量钢丝在受到外力作用下的伸长量，计算杨氏模量。

根据胡克定律，在弹性限度内，弹性体的相对伸长（L/L）与外施应力（F/S）成正比，即L/L = (F/S)/E。

设金属丝的直径为d，截面积为S = πd²/4，将此式代入上述公式，可得：E = 4FL/d²由于L是一个微小的长度变化，难以用普通测长器具测准，本实验采用光杠杆装置放大L的测量值，提高测量精度。

四、实验步骤1. 将杨氏模量测定仪调整水平，确保望远镜、标尺、光杠杆在同一高度。

2. 将钢丝一端固定在测量仪上，另一端连接光杠杆。

3. 调节光杠杆，使平面镜与标尺垂直。

4. 调节望远镜，使叉丝位于目镜的焦平面上，观察标尺的像。

5. 记录标尺的初始读数D₀。

6. 在钢丝上施加不同大小的外力，记录对应的标尺读数D和望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量n。

7. 重复步骤5-6，进行多次测量。

五、数据处理1. 计算钢丝的截面积S = πd²/4。

2. 计算每次实验的外力F = 砝码质量× 重力加速度。

3. 计算每次实验的伸长量L = n × 光杠杆放大倍数。

4. 计算每次实验的杨氏模量E = 4FL/d²。

5. 计算杨氏模量的平均值E_avg和标准差σ。

六、实验结果与分析通过多次实验，得到钢丝的杨氏模量E_avg和标准差σ。

杨氏模量实验报告

杨氏模量实验报告开展实验自然要写实验报告，杨氏模量实验报告怎样写呢?那么，下面是给大家整理收集的杨氏模量实验报告相关范文，仅供参考。

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。

这是表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。

如果外力后仍有残余形变，这种形变称为塑性形变。

应力：单位面积上所受到的力(F/S)。

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。

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。