测量金属丝的杨氏模量(实验报告及误差分析) 大学物理实验实验2
杨氏模量实验报告模版分析
答：螺旋测微器，仪器误差为0.004mm，选择螺旋测微器的原因是其精确度比较高，可以使实验更为成功。
游标卡尺，仪器误差为0.002mm，选择游标卡尺的主要依据是其量程比螺旋测微器大，精确度比钢尺卷高。
钢尺卷，仪器误差为1.2mm，选择钢尺卷的主要依据是根据量程。
（3）望远镜调节。将望远镜置于距光杆镜2m左右处，松开望远镜固定螺钉，上下移动使得望远镜和光杠杆镜的镜面基本等高。然后，从望远镜与标尺之间的空隙位置平视看镜子，移动望远镜支架直至能从镜中看到望远镜支架杆或望远镜镜头；再作微小移动，使你左右微小移动能从镜中看到标尺和镜头（若看到杆的上方或下方说明应调节镜面的角度）。最后，调节望远镜方位和仰角调节螺丝，直至望远镜上缺口与准星连线粗略对准光杠杆镜面上部。再从目镜观察，先调节目镜使十字叉丝清晰，最后缓缓旋转调焦手轮，使物镜在镜筒内伸缩，直至从望远镜里可以看到清晰的标尺刻度为止。
实验地点：基础物理实验大楼B1区座位号：9
实验时间：第七周星期六下午一点开始
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”消除实验误差。
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：
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：
（7）若增重时，标读数与减重时对应荷重的标度数不吻合，其主要原因是什么？
答：可能是由于取砝码时，金属丝晃动的太剧烈。
8、附上原始数据：
(3)
(4)
将（3）式和(4)式联立后得:
钢丝杨氏模量的测定-实验报告
（1）砝码托的质量为m0，记录望远镜中标尺的读数r0作为钢丝的起始长度。
（2）在砝码托上逐次加500g砝码（可加到3500g），观察每增加500g时望远镜中标尺上的读数 ，然后再将砝码逐次减去，记下对应的读数 ，取两组对应数据的平均值 。
（3）用米尺测量金属丝的长度L和平面镜与标尺之间的距离D，以及光杠杆的臂长 。
答案：
思考题3 总分值：3
3.用逐差法处理本实验数据有何优点？
答案：
实验总结 共10分
原始数据：
教师评语：
◆ (不计分)钢丝直径d（六次测量结果）：
测量序号
1
2
3
4
5
6
钢丝直径/mm
◆ (4分)金属丝直径的平均值d(单位：mm)=
◆ (4分)取置信区间p=0.95，那么它的展伸不确定度为Ud0.95(单位：mm)=
◆ (4分)金属丝原长L(单位:mm)=
◆ (4分)光杠杆的臂长l(单位:mm)=
◆ (4分)标尺到平面镜的距离D(单位:mm)=
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，重垂等。
实验原理
在胡克定律成立的范围内，应力F/S和应变ΔL/L之比满足
E=（F/S）/（ΔL/L）=FL/（SΔL）
其中E为一常量，称为杨氏模量，其大小标志了材料的刚性。
根据上式，只要测量出F、ΔL/L、S就可以得到物体的杨氏模量，又因为ΔL很小，直接测量困难，故采用光杠杆将其放大，从而得到ΔL。
3．数据处理
（1）逐差法
（2）作图法
把式（5）改写为
（6）
其中 ，在一定的实验条件下，M是一个常量，若以 为纵坐标， 为横坐标作图应得一直线，其斜率为M。由图上得到M的数据后可由式（7）计算杨氏模量
大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》
大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》篇一：大学物理设计性实验用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量误差分析一、引入杨氏弹性是描述固体材料抵抗形变的能力的物理量，它与固体材料的几何尺寸无关，与外力大小无关，只决定于金属材料的性质，它的国际单位为：牛/米2（N/m2），它是表征固体材料性质的重要物理量，是选择固体材料的依据之一，是工程技术中常用的参数。
杨氏弹性模量测量的常用方法：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。
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。
二、实验原理1、弹性形变：物理在外力作用下都要或多或少地发生形变。
当形变不超过某一限度时，撤走外力之后，形变能随之消失。
这种形变称为弹性形变。
2、弹性形变类型：对固体来说，弹性形变可分为四种：①伸长或压缩的形变（应变）；②切向形变（切变）；③扭转形变（扭变）；④弯曲形变。
3、基本原理（胡克定律）：一根粗细均匀的金属丝，长度为L，截面积为S，将其上端固定，下端悬挂砝码，于是，金属丝受外力F作用而发生形变，伸长了L，比值F/S是金属丝单位面积上的作用力，称为胁强（正应力）；比值L/L是金属丝的相对伸长，称为胁变（线应变）。
根据虎克定律，金属丝在弹性限度内，它的胁强与胁变成正比，即FLFL4FLE 即E2SLSLDL式中比例系数E就是杨氏弹性模量，D为钢丝直径。
大学物理实验金属杨氏模量实验报告
大学物理实验金属杨氏模量实验报告一、实验目的1、学会用伸长法测量金属丝的杨氏模量。
2、掌握用光杠杆放大原理测量微小长度变化的方法。
3、学会用逐差法处理实验数据。
二、实验原理1、杨氏模量的定义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，应力与应变成正比，即：＼F/S ＝ Y ＼times ＼Delta L/L\其中，Y 为杨氏模量。
2、光杠杆放大原理光杠杆是一个带有可旋转平面镜的支架。
将金属丝的微小伸长量ΔL 转化为光杠杆平面镜的转角θ，再通过测量平面镜反射光线在标尺上的移动距离Δn，就可以计算出微小伸长量ΔL。
根据几何关系，有：＼＼Delta L ＝ b ＼times ＼Delta n ／ 2D ＼其中，b 为光杠杆前后脚的距离，D 为平面镜到标尺的距离。
三、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、望远镜、直尺、砝码、螺旋测微器、游标卡尺等。
四、实验步骤1、调整仪器（1）将杨氏模量测量仪的底座调水平，使金属丝竖直。
（2）调整光杠杆平面镜与平台垂直，望远镜与平面镜等高，并使望远镜水平对准平面镜。
2、测量金属丝长度 L用直尺测量金属丝的长度，重复测量三次，取平均值。
3、测量金属丝直径 d用螺旋测微器在金属丝的不同位置测量直径，共测量六次，取平均值。
4、测量光杠杆前后脚距离 b用游标卡尺测量光杠杆前后脚的距离，测量一次。
5、测量平面镜到标尺的距离 D用直尺测量平面镜到标尺的距离，测量一次。
6、加砝码测量依次增加砝码，每次增加相同质量，记录对应的标尺读数。
7、减砝码测量依次减少砝码，记录对应的标尺读数。
五、实验数据记录与处理1、原始数据记录（1）金属丝长度 L ＝＿_____ cm（2）金属丝直径 d（单位：mm）｜测量次数|1|2|3|4|5|6|｜｜｜｜｜｜｜｜｜直径|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|（3）光杠杆前后脚距离 b ＝＿_____ cm（4）平面镜到标尺的距离 D ＝＿_____ cm（5）砝码质量 m ＝＿_____ kg｜砝码个数|0|1|2|3|4|5|6|7|8|｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜增加砝码时标尺读数 n1（单位：cm）｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|｜减少砝码时标尺读数 n2（单位：cm）｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|2、数据处理（1）计算金属丝直径的平均值＼d_{平均} ＝＼frac{d_1 ＋ d_2 ＋＼cdots ＋ d_6}｛6}＼（2）计算金属丝横截面积 S＼S ＝＼frac{＼pi d_{平均}＾2}｛4}＼（3）计算增加砝码时的伸长量Δn1＼＼Delta n_1 ＝＼frac{n_1 n_0}｛8} ＼（4）计算减少砝码时的伸长量Δn2＼＼Delta n_2 ＝＼frac{n_8 n_7}｛8} ＼（5）计算平均伸长量Δn＼＼Delta n ＝＼frac{＼Delta n_1 ＋＼Delta n_2}｛2} ＼（6）计算杨氏模量 Y＼ Y ＝＼frac{8mgLD}｛＼pi d_{平均}＾2 b ＼Delta n} ＼3、不确定度计算（1）测量金属丝长度 L 的不确定度＼＼Delta L ＝＼frac{＼Delta L_1 ＋＼Delta L_2 ＋＼Delta L_3}｛3} ＼（2）测量金属丝直径 d 的不确定度＼＼Delta d ＝＼sqrt{＼frac{＼sum_{i=1}＾6 （d_i d_{平均}）＾2}｛6(6 1)｝｝＼（3）测量光杠杆前后脚距离 b 的不确定度＼＼Delta b ＝＼Delta b_1 ＼（4）测量平面镜到标尺的距离 D 的不确定度＼＼Delta D ＝＼Delta D_1 ＼（5）计算伸长量Δn 的不确定度＼＼Delta ＼Delta n ＝＼sqrt{＼frac{＼sum_{i=1}＾8 （n_i ＼overline{n}）＾2}｛8(8 1)｝｝＼（6）计算杨氏模量 Y 的不确定度＼＼Delta Y ＝ Y ＼sqrt{（＼frac{＼Delta L}｛L}）＾2 ＋（＼frac{2\Delta d}｛d}）＾2 ＋（＼frac{＼Delta b}｛b}）＾2 ＋（＼frac{＼Delta D}｛D}）＾2 ＋（＼frac{＼Delta ＼Delta n}｛＼Delta n}）＾2} ＼4、实验结果表达＼ Y ＝ Y_{平均} ＼pm ＼Delta Y ＼六、误差分析1、测量误差（1）测量金属丝长度、直径、光杠杆前后脚距离、平面镜到标尺的距离时存在读数误差。
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。
8LD?n??F?KF 2?dbE
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。
金属丝杨氏模量的测定实验报告杨氏模量的测定实验报告
金属丝杨氏模量的测定实验报告杨氏模量的测定实验报告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。
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。
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_Delta;L，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_Delta;L/L称为线应变。
实验结果指出，在弹性范围内，由胡克定律可知物体的正应力与线应变成正比，即F__65533;8__65533;5L (1) __65533;8__65533;8YSL则Y__65533;8__65533;8FS (2) __65533;8__65533;5LL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__65533;8__65533;8__65533;8__65533;9d24则(2)式可变为Y__65533;8__65533;84FL__65533;8__65533;9d2__65533;8__65533;5L (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_Delta;L是一个微小长度变化(在此实验中，当L_asymp;1m时，F每变化1kg相应的_Delta;L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_Delta;L的间接测量。
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：杨氏模量是描述某物质材料在受到拉伸或压缩时，弹性变形程度大小的一个物理量。
在实际应用中，杨氏模量常用于描述金属、合金、非晶态材料等材料的弹性特性。
在本次实验报告中，我们将通过拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
实验目的：1. 了解拉伸法测定金属丝杨氏模量的基本原理。
2. 掌握拉伸法测定金属丝杨氏模量的实验方法。
3. 掌握实验数据的处理方法，确定金属丝的杨氏模量。
实验原理：当杆（或丝）在轴向受到拉伸力 F 后，其长度增加ΔL，应变为 E。
定义贯穿力 F、应变 E 和初始长度 L 的比值为一项物理量，称为杨氏模量 Y。
根据杨氏定律可得：$$ Y = \frac {F/A} {\Delta L/L} $$其中 A 为截面面积。
实验步骤：1. 用细钢丝制备试件，长度大于两倍的所需要的长度。
2. 将一个试件端固定，另一端悬挂一重物，使得钢丝呈直线状，测试钢丝的长度L0。
3. 用万能测量仪测试钢丝悬挂重物后的长度 L1。
4. 根据悬挂的重量计算钢丝的拉力 F。
5. 重复以上步骤，重复至少三次，记录不同重量下的拉力及钢丝的长度变化。
6. 计算每个拉力及钢丝长度变化的平均值，并绘制拉力-长度变化曲线。
7. 根据拉力-长度变化曲线计算钢丝杨氏模量 Y。
实验数据及处理：重量（kg）|拉力F（N）|长度变化ΔL（mm）|-|-|-|0.001|0.0098|0.15|0.002|0.0196|0.30|0.003|0.0294|0.45|0.004|0.0392|0.60|0.005|0.0490|0.74|计算钢丝的杨氏模量：平均截面积A = πd^2/4 = π(0.18mm)^2/4 = 2.54×10^(-5)m^2计算平均应变 E 平均长度变化ΔL/L =(0.15mm+0.30mm+0.45mm+0.60mm+0.74mm)/(200mm) = 0.0025E = ΔL/L = 0.0025/5 = 0.0005计算杨氏模量 Y Y = F/A/E =(0.0098N+0.0196N+0.0294N+0.0392N+0.0490N)/(5×2.54×10^(-5)m^2×0.0005) =1.96×10^11 Pa实验结果：经过实验测试，我们得到了金属丝的杨氏模量为 1.96×10^11 Pa。
金属丝杨氏模量的测量实验报告
专业班级：水产养殖学 151
学生姓名：
江磊
学号： 5601215012
实验地点： 基础实验大楼物理实验 106 室
座位号：
实验时间：
第 2 周星期二下午 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”消除物理误差。 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：
1、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应力。设一截面为 S 长度为 Lo 的均匀棒状材料， 受拉力 F 拉伸时，伸长了△L，其单位面积所受到的拉力 F/S 称为应力，而单位长度的伸长量△L/L 称为应变。根据胡克定律，在弹性范围内，棒状固体应变与他所受的应力成正比，即 F/S=E△L/L E=FLo/S△L E 称为杨氏模量
三、实验仪器：
弹性模量测定仪、细钢丝、光杠杆、望远镜、标尺和拉力测量装置、卷尺、螺旋测微器、游标卡尺、镜子。
四、实验内容和步骤：
（1）调整测量系统 1、目测调整 首先调整望远镜，使其与光杠杆等高，然后左右平移望远镜与调节平面镜，直到凭目测从望远镜上方观察到光杠 杆反射镜中出现调节平面镜的像，再适当转动调节平面镜直到出现标尺的像。 2、调焦找尺
五、实验数据与处理：
加载砝码质 量|Kg 0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 标尺读数|cm 拉力增加时 N0 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 -1.41 -0.32 0.78 1.81 2.77 3.63 4.45 5.33 拉力减小时 n0 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 -1.99 -0.82 0.21 1.20 2.16 3.08 4.00 4.92 平均值 -1.7 -0.57 0.49 1.51 2.47 3.36 4.23 5.13 N4-N0/4 N5-N1/4 N6-N2/4 N7-N3/4
杨氏测量实验报告总结
一、实验目的本次实验的主要目的是通过测量金属丝的杨氏模量，加深对弹性力学基本概念的理解，掌握光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法，提高实验数据处理和分析能力。
二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在弹性变形时抵抗拉伸或压缩能力的物理量，其定义为材料在弹性限度内应力（σ）与应变（ε）的比值。
根据胡克定律，在弹性限度内，应力与应变成正比，即σ = Eε。
在本实验中，通过测量金属丝在拉伸力作用下的伸长量，结合其几何尺寸，可以计算出杨氏模量。
三、实验仪器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. 游标卡尺（0-150mm，0.02mm）4. 螺旋测微器（0-25mm，0.01mm）四、实验步骤1. 将金属丝固定在杨氏弹性模量测量仪的支架上，调整测量仪底座水平。
2. 将平面镜放置在测量仪的平面镜座上，确保其与测量仪平面垂直。
3. 将望远镜放置在平面镜正前方1.500-2.000m的位置，调节望远镜，使镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高。
4. 调节望远镜的物镜焦距，使尺子清晰成像；调节目镜焦距，使叉丝清晰可见。
5. 调节叉丝在标尺0刻度2cm以内，并使不超过半格。
6. 在金属丝下端加上初始拉力F，记录望远镜中叉丝的像移动距离。
7. 逐渐增加砝码质量，每次增加一定值，记录望远镜中叉丝的像移动距离。
8. 重复步骤6和7，进行多次测量，以减小误差。
五、实验数据及处理1. 记录金属丝的直径d、长度L、标尺刻度间距a、望远镜中叉丝的像移动距离l。
2. 根据公式E = 4FL/(d^2l)，计算杨氏模量E。
3. 对多次测量的结果进行逐差法处理，求出平均值和标准差。
六、实验结果与分析1. 通过实验测量，得到金属丝的杨氏模量E为（1.699±0.031）×10^11 N/m^2。
2. 与理论值相比，实验结果存在一定误差，分析误差来源如下：- 仪器误差：测量仪器的精度和稳定性对实验结果有一定影响。
金属丝杨氏模量的测量实验报告
金属丝杨氏模量的测量实验报告金属丝杨氏模量的测量实验报告引言：杨氏模量是衡量材料刚度和弹性的重要物理量，对于材料的力学性能研究具有重要意义。
本实验旨在通过测量金属丝的应变和应力，计算出金属丝的杨氏模量，并探究不同材料的弹性特性。
实验原理：杨氏模量的定义是材料在单位面积上受到的应力与应变之比。
实验中，我们使用了一根金属丝作为实验样品。
通过施加不同的力，测量金属丝的伸长量，并计算出应变。
同时，利用外力施加装置和测力计，测量金属丝所受到的力，从而计算出应力。
通过应力和应变的关系，我们可以得到金属丝的杨氏模量。
实验步骤：1. 准备工作：根据实验要求，选择合适的金属丝样品，并测量其初始长度和直径。
2. 悬挂金属丝：将金属丝固定在两个支架上，保证其垂直悬挂，并确保金属丝的长度大于支架间距。
3. 施加外力：使用外力施加装置，逐渐增加金属丝的拉伸力，同时记录下对应的伸长量。
4. 测量应变：根据金属丝的伸长量和初始长度，计算出金属丝的应变。
5. 测量应力：使用测力计测量金属丝所受到的拉力，并根据金属丝的直径计算出应力。
6. 计算杨氏模量：根据应力和应变的关系，计算出金属丝的杨氏模量。
实验结果与分析：通过实验测量得到金属丝的伸长量和所受拉力的数据，我们可以计算出金属丝的应变和应力。
根据应力和应变的关系，我们可以绘制出应力-应变曲线，并通过线性拟合得到杨氏模量的数值。
在实验中，我们选择了不同材料的金属丝进行测量，比较它们的杨氏模量。
实验结果表明，不同材料的金属丝具有不同的杨氏模量。
这是因为杨氏模量与材料的组成、结构和晶格等因素密切相关。
例如，钢材的杨氏模量较高，而铝材的杨氏模量较低。
这与钢材的晶格结构紧密、原子间键合强度高有关。
结论：通过本实验，我们成功测量了金属丝的杨氏模量，并比较了不同材料的弹性特性。
实验结果表明，杨氏模量是衡量材料弹性的重要指标，不同材料具有不同的杨氏模量。
这对于材料工程和结构设计具有重要意义。
金属杨氏弹性模量的测量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除金属杨氏弹性模量的测量实验报告篇一：金属材料杨氏模量的测定实验报告浙江中医药大学学生物理实验报告实验名称金属材料杨氏模量的测定学院信息技术学院专业医学信息工程班级一班报告人学号同组人学号同组人学号同组人学号理论课任课教师实验课指导教师实验日期20XX年3月2日报告日期20XX年3月3日实验成绩批改日期浙江中医药大学信息技术学院物理教研室篇二：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验报告示范实验名称：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量一．实验目的学习用拉伸法测定钢丝的杨氏(:金属杨氏弹性模量的测量实验报告)模量；掌握光杠杆法测量微小变化量的原理；学习用逐差法处理数据。
二．实验原理长为l，截面积为s的金属丝，在外力F的作用下伸长了?l,称Y?丝直径为d，即截面积s??d2/4,则Y?F/s为杨氏模量（如图1）。
设钢?l/l4lF。
??ld2伸长量?l比较小不易测准，因此，利用光杠杆放大原理，设计装置去测伸长量?l（如图2）。
由几何光学的原理可知，?l?8FlLbb。
(n?n0)n，?Y?22L2L?db?n图1图2三．主要仪器设备杨氏模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分卡；游标卡尺；米尺；待测钢丝；砝码；水准器等。
四．实验步骤1.调整杨氏模量测定仪2．测量钢丝直径3．调整光杠杆光学系统4．测量钢丝负荷后的伸长量(1)砝码盘上预加2个砝码。
记录此时望远镜十字叉丝水平线对准标尺的刻度值n0。
(2)依次增加1个砝码，记录相应的望远镜读数n1。
,n2，?,n7(3)再加1个砝码，但不必读数，待稳定后，逐个取下砝码，记录相应的望远镜读数n7。
,n6，?,n1,n0(4)计算同一负荷下两次标尺读数(ni和ni)的平均值ni?(ni?ni)/2。
(5)用隔项逐差法计算?n。
5.用钢卷尺单次测量标尺到平面镜距离L和钢丝长度；用压脚印法单次测量光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离b。
6．进行数据分析和不确定度评定，报道杨氏模量值。
金属丝杨氏模量的测量实验报告
金属丝杨氏模量的测量实验报告1. 引言嘿，伙计们！今天咱们来聊聊那个老生常谈但又让人着迷的问题——金属丝的弹性有多硬？没错，就是那个能让我们手指弯曲、让自行车轮子转动的秘密所在。
今天，咱们就来做个实验，用最简单的方法测一测这个“隐形的弹簧”到底有多厉害。
准备好了吗？让我们开始吧！2. 实验准备首先得挑一根结实的钢丝，就像我们平时做菜用的铁锅铲子那样，要是那种表面光滑、手感顺滑的那种哦。
然后呢，咱们得准备一些工具，比如尺子、铅笔和橡皮擦。
这些家伙可是测量的关键，可别小看了它们哦。
还有，别忘了那瓶蓝色的墨水和那些红色的标记笔，这可是用来给钢丝上色，让它看起来更明显，好找目标的宝贝。
3. 实验步骤第一步，咱们得把钢丝在尺子上量一下长度，记住它的长度哦，这是后面计算的基础。
第二步，拿铅笔在钢丝上划出一条线，这就像是咱们画了个箭头，告诉咱们下一步该怎么做。
第三步，拿起橡皮擦，轻轻在钢丝上摩擦，就像给箭头涂上颜色一样。
第四步，拿出那瓶蓝色的墨水，均匀地涂在钢丝上，记得要把整个钢丝都涂上哦。
第五步，等墨水干了之后，咱们就可以拿尺子去量了，看看这条线是不是变短了，这就是咱们要找的弹性范围啦。
4. 实验结果经过一系列的操作后，我们发现钢丝上的箭头好像被什么神秘的力量弹了一下，它的线条竟然变短了！这真是太神奇了！通过计算，我们得知这根钢丝的杨氏模量大约是X N/m。
这意味着，当施加一个力时，钢丝能够产生X N的力矩。
听起来是不是有点像武侠小说中那种神奇的武功秘籍？不过，别高兴得太早，这只是一个粗略的估计，真正的杨氏模量还得靠更精确的方法来测量。
5. 总结与反思总的来说，这次实验虽然简单，但也挺有趣的。
通过动手实践，我们不仅学会了如何测量金属丝的杨氏模量，还体会到了科学探索的乐趣。
当然啦，要想得到更准确的结果，还得依靠更专业的设备和方法。
不过没关系，下次再遇到类似的实验，咱们可以更加自信地去尝试，说不定还能发现更多有趣的科学奥秘呢！。
杨氏模量的测量实验报告
由于物体受力后和撤销外力后不是马上能恢复原状，而会产生弹性滞后效应，所以为了减小该效应带来的误差，应该在增加拉力和减小拉力过程中各测一次对应拉力下标尺读书，然后取两次结果的平均值。
2、根据量程及相对不确定度大小，用钢卷尺测量L和H，千分尺测量D，游标卡尺测量b。考虑到钢丝直径因为钢丝截面不均匀而产生误差，应该在钢丝的不同位置测量多组D在取平均值。
首先调节望远镜目镜旋轮，使“十”字叉丝清晰成像；然后调节望远镜物镜焦距，直到标尺像和“十”字叉丝无视差。 3、细调光路水平
观察望远镜水平叉丝所对应的标尺读数和光杠杆在标尺上的实际位置是否一致，若明显不同，则说明入射光线与反射光线未沿水平面传播，可以适当调节平面镜的俯仰，直到望远镜读出的数恰好为其实际位置为止。调节过程中还应该兼顾标尺像上下清晰度一致，若清晰度不同，则可以适当调节望远镜俯仰螺钉。 （2）测量数据
（3）数据处理
由于在测量C时采取了等间距测量，适合用逐差法处理，故采用逐差法对视伸长C求平均值，并估算不确定度。其中L、H、b只测量一次，由于实验条件的限制，其不确定度不能简单地由量具仪器规定的误差限决定，而应该根据实际情况估算仪器误差限。
6?r2和b3?r7?r3并
系 学号姓名 日期
求出平均值和误差。
将测得的各量代入式（5）计算E，并求出其误差（ΔE/E和ΔE），正确表述E的测量结果。 （2） 作图法
把式（5）改写为
ri?2DLFi/(SlE)?MFi（6）
其中M?2DL/(SlE)，在一定的实验条件下，M是一个常量，若以ri为纵坐标，Fi为横坐标作图应得一直线，其斜率为M。由图上得到M的数据后可由式（7）计算杨氏模量
金属杨氏模量的测量实验报告
金属杨氏模量的测量实验报告一、实验目的1、学习用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
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。
对于一根长度为$L$、横截面积为$S$的金属丝，在受到沿长度方向的拉力$F$作用时，其伸长量为$＼Delta L$。
根据胡克定律，在弹性限度内，应力与应变成正比，即：＄F/S ＝ E ＼times ＼Delta L/L$其中，＄E$就是杨氏模量。
将上式变形可得：＄E ＝ FL/（S\Delta L)＄由于金属丝的横截面积$S ＝＼pi d^2/4$（其中$d$为金属丝的直径），所以：＄E ＝ 4FL/（＼pi d^2\Delta L)＄本实验中，金属丝的伸长量$＼Delta L$很小，难以直接测量。
我们采用光杠杆法将其放大后进行测量。
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$＼Delta L$时，光杠杆的后足会下降$＼Delta L$，从而使光杠杆平面镜转过一个角度$＼theta$。
根据几何关系，有：＄＼tan\theta ＼approx ＼theta ＝＼Delta L/b$其中，＄b$为光杠杆前后足之间的距离。
此时，从望远镜中看到的标尺像会移动一段距离$n$。
设望远镜到标尺的距离为$D$，则有：＄＼tan 2\theta ＼approx 2\theta ＝ n/D$结合上面两个式子可得：＄＼Delta L ＝ bn/（2D)＄将其代入杨氏模量的表达式，可得：＄E ＝ 8FLD/（＼pi d^2 b n)＄三、实验仪器1、杨氏模量测量仪：包括金属丝、光杠杆、望远镜、标尺等。
2、螺旋测微器：用于测量金属丝的直径。
3、游标卡尺：用于测量光杠杆前后足之间的距离$b$。
4、砝码：用于对金属丝施加拉力。
5、米尺：用于测量金属丝的长度$L$和望远镜到标尺的距离$D$。
大学物理杨氏模量实验报告
篇一：大物仿真实验报告---金属杨氏模量的测定大物仿真实验报告金属杨氏模量的测定化工12一、实验目的1、掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理和方法2、学会使用逐差法处理数据二、实验原理人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。
于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。
在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即（1）E被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。
某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。
杨氏模量的大小标志了材料的刚性。
通过式（1），在样品截面积S上的作用应力为F，测量引起的相对伸长量ΔL/L，即可计算出材料的杨氏模量E。
因一般伸长量ΔL很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL。
光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。
当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。
当θ很小时，（2）式中l为支脚尖到刀口的垂直距离（也叫光杠杆的臂长）。
根据光的反射定律，反射角和入射角相等，故当镜面转动θ角时，反射光线转动2θ角，由图可知（3）式中D为镜面到标尺的距离，b为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。
从（2）和（3）两式得到（4）由此得（5）合并（1）和（4）两式得2Y=6）式中2D/l叫做光杠杆的放大倍数。
只要测量出L、D、l和d（一系列的F 与b之后，就可以由式（6）确定金属丝的杨氏模量E。
）及三、实验仪器杨氏模量仪、光杠杆和标尺望远镜、砝码、钢直尺、钢卷尺、螺旋测微计、游标卡尺、白炽灯四、实验过程与步骤1．调节仪器（1）调节放置光杠杆的平台F与望远镜的相对位置，使光杠杆镜面法线与望远镜轴线大体重合。
金属丝杨氏模量实验报告
金属丝杨氏模量实验报告在进行金属丝杨氏模量实验的时候，首先得说，这可真是一次有趣的体验，像是在玩科学游戏一样。
想象一下，我们手里握着一根金属丝，心里想着，这根看似普通的东西，背后却隐藏着许多秘密。
杨氏模量，听起来是不是有点高大上？其实就是描述材料在受力时，变形程度的一种指标。
简单来说，就是越硬的材料，变形就越小。
像钢铁，哦，那可是坚硬得像个小战士。
而橡胶呢，简直是个软绵绵的小可怜，随便一拉就变得形状各异。
我们得准备一些工具。
细长的金属丝、一个固定夹子，还有砝码，最后当然少不了一个测量的工具。
你知道的，科学可不能马虎，数据得精准。
把金属丝一端固定在夹子上，另一端悬空，然后慢慢挂上砝码。
慢慢的，金属丝就开始“变脸”了，变得越来越长。
像是被施了魔法，真是让人忍不住想要大喊一声：“哇，这太神奇了！”这时候，咱们得好好观察一下，随着砝码的增加，金属丝的长度变化也越来越明显。
你可能会问，怎么量呢？其实很简单，用尺子量量长度，记录下来。
然后就可以算出金属丝的杨氏模量了，公式虽然看起来复杂，但其实只要代入数据，轻松搞定。
每当看到这些数字，我总是心里一阵小激动，仿佛自己成了科学家，正在破解宇宙的奥秘。
做这个实验的时候，我还忍不住想起小时候的趣事。
那时候经常拉扯玩具，总是幻想着能把它们拉得比自己的小手还长。
现在看金属丝在我面前被拉伸，感觉就像回到了无忧无虑的童年，心里满是感慨。
杨氏模量的实验不仅仅是个数字，更是一种情怀。
它让我们明白，科学其实就在生活中，无处不在。
一边操作实验，一边琢磨这些知识，心里想，金属丝为什么会有这种性质呢？这和它的分子结构有关系。
每个材料的原子排列方式，都会影响它的力学性能。
就像人和人之间的关系，亲密的就像紧紧相依，疏远的则像是隔着千山万水。
金属丝的原子越紧密，越难变形，杨氏模量自然就高。
这种联系，真是妙不可言，生活中的点滴都能引发深刻的思考。
实验我们得出了一些结论。
虽然数据上看起来很简单，但其实背后蕴含了很多科学道理。
金属丝杨氏模量实验报告
南昌大学物理实验报告
课程名称：学院：
专业班级：
学生姓名：
学号：
实验地点：座位号：21 实验时间：
3、被测钢丝一定要保持平直，以免将钢丝拉直的过程误测为伸长量，导致测量结果谬误
4、不能用力拧动调焦旋钮
五、实验数据与处理：
六、误差分析：
1、光杠杆镜的后脚尖与平台有摩擦或接触金属丝会导致误差
2、加减砝码时使金属丝晃动，导致读数不准确
3、钢丝两端没夹紧，在实验过程中有松动
4、望远镜与杠杆镜距离不够远，导致被放大的刻度不明显，
不能准确读数
七、思考题：
1、如何采用作图法求E的值？
由公式可以看出F与1/L成正比，以F做纵坐标，以1/L做
横坐标，依次在坐标图上描出各点，连线的斜率即E的值
2、如何减小系统误差？
严格按照实验步骤来做，准确的操作。
采用对称测量的方法
3、用了哪些长度仪器，依据是什么？
钢卷尺、螺旋测微仪、游标卡尺。
依据是符合所测数据所需的精确度
4、光杠杆镜放大法与力学的杠杆原理有何异同？
都利用了相似三角形的原理，杠杆原理还可以做工相同将力放大
5、为何采用不同的测量仪器
测量不同的数据需要不同精确度的测量仪器
6、在实验逐差法时，如何充分利用数据？
通过数据之间的相减，充分利用了每个数据，减小了随机误差
7、增重时的标读数与减读数时的标读数不相符的原因？
钢丝具有弹性滞后性
八、附上原始数据：。
测量金属丝的杨氏模量(实验报告及误差分析) 大学物理实验实验2
大学物理实验2
测量金属丝的杨氏模量
杨氏模量就是描述固体材料抵抗形变能力的一个物理量。
测量金属丝的杨氏模量主要用到测量架和镜尺组。
通过这个实验我们可以掌握用光杠杆测量长度的微小变化，培养科学的学习方法和实验思路。
一、实验目的
二、实验原理（图）
三、实验设备、仪器、用具及其规范
四、实验（测定）方法
五、实验记录、数据处理
六、结果分析及问题讨论
实验数据中采用了逐差法处理数据。
所求得的杨氏模量与实际偏差较大，可能是由于实验过程中误差较大引起的。
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大学物理实验2
测量金属丝的杨氏模量
杨氏模量就是描述固体材料抵抗形变能力的一个物理量。
测量金属丝的杨氏模量主要用到测量架和镜尺组。
通过这个实验我们可以掌握用光杠杆测量长度的微小变化，培养科学的学习方法和实验思路。
一、实验目的
二、实验原理（图）
三、实验设备、仪器、用具及其规范
四、实验（测定）方法
五、实验记录、数据处理
六、结果分析及问题讨论
实验数据中采用了逐差法处理数据。
所求得的杨氏模量与实际偏差较大，可能是由于实验过程中误差较大引起的。