大学物理实验示范报告(以杨氏模量实验为例)
大学物理杨氏模量实验报告
钢丝的氏模量【预习重点】（１）氏模量的定义。
（２）利用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。
（３）用逐差法和作图法处理实验数据的方法。
【仪器】氏模量仪（包括砝码组、光杠杆及望远镜-标尺装置）、螺旋测微器、钢卷尺。
【原理】１）氏模量物体受力产生的形变，去掉外力后能立刻恢复原状的称为弹性形变；因受力过大或受力时间过长，去掉外力后不能恢复原状的称为塑性形变。
物体受单方向的拉力或压力，产生纵向的伸长和缩短是最简单也是最基本的形变。
设一物体长为Ｌ，横截面积为Ｓ，沿长度方向施力Ｆ后，物体伸长（或缩短）了δＬ。
Ｆ／Ｓ是单位面积上的作用力，称为应力，δＬ／Ｌ是相对变形量，称为应变。
在弹性形变围，按照胡克（ＨｏｏｋｅＲｏｂｅｒｔ１６３５—１７０３）定律，物体部的应力正比于应变，其比值（５—１）称为氏模量。
实验证明，Ｅ与试样的长度Ｌ、横截面积Ｓ以及施加的外力Ｆ的大小无关，而只取决于试样的材料。
从微观结构考虑，氏模量是一个表征原子间结合力大小的物理参量。
２）用静态拉伸法测金属丝的氏模量氏模量测量有静态法和动态法之分。
动态法是基于振动的方法，静态法是对试样直接加力，测量形变。
动态法测量速度快，精度高，适用围广，是国家标准规定的方法。
静态法原理直观，设备简单。
用静态拉伸法测金属丝的氏模量，是使用如图５—１所示氏模量仪。
在三角底座上装两根支柱，支柱上端有横梁，中部紧固一个平台，构成一个刚度极好的支架。
整个支架受力后变形极小，可以忽略。
待测样品是一根粗细均匀的钢丝。
钢丝上端用卡头Ａ夹紧并固定在上横梁上，钢丝下端也用一个圆柱形卡头Ｂ夹紧并穿过平台Ｃ的中心孔，使钢丝自由悬挂。
通过调节三角底座螺丝，使整个支架铅直。
下卡头在平台Ｃ的中心孔，其周围缝隙均匀而不与孔边摩擦。
圆柱形卡头下方的挂钩上挂一个砝码盘，当盘上逐次加上一定质量的砝码后，钢丝就被拉伸。
下卡头的上端面相对平台Ｃ的下降量，即是钢丝的伸长量δＬ。
钢丝的总长度就是从上卡头的下端面至下卡头的上端面之间的长度。
杨氏模量实验报告
杨氏模量仪测量仪、螺旋测微器、游标卡尺、钢卷尺、望远镜（附标尺）
四、实验内容和步骤：
步骤：
1、调节测定仪支架螺丝，使支架竖直，使夹头刚好穿过平台上的圆孔而不会与平台发生摩擦。
2、将光杆后尖脚置于夹头上，两前脚置于平台凹槽上
3、调节光杠杆与望远镜、米尺中部在同一高度上
4、调节望远镜的位置或光杠杆镜面仰角，直至眼睛在望远镜目镜附近能直接从光杠杆镜面中观察到标尺中部的像
2、本实验待测各量都是长度，为何采用不同的测量仪器？
答：各待测物体的大小差别很大，并且不同的测量仪器的误差大小也不同，这样做是为了减小误差。
八、附上原始数据：
南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：金属丝杨氏模量的测定
学院：食品学院专业班级：食品质量与安全152班
学点：106座位号：
实验时间：第7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。
5、细微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
6、调节望远镜目镜调焦旋钮，直至在望远镜中能看清叉丝
7、调节望远镜的物镜调焦旋钮直至在望远镜中能够看清整个镜面
8、继续调节望远镜的物镜调焦旋钮，直至在望远镜中能看清标尺中部的读数
内容：
记下加重两千克时刻度尺的读数n0，依次挂上1Kg的砝码七次，记下n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7，再加一块砝码，不计数据，依次取下1Kg砝码，七次，记下n1’、n2’、n3’、n4’、n5’、n6’、n7’，用米尺测量出金属丝的长度L，镜面到尺子的距离D，用游标卡尺测量出光杠杆x，用螺旋测微器测量出金属丝直径d
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。
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。
大学物理实验示范报告(以杨氏模量实验为例).doc
一 . 预习报告1. 拉伸法测金属丝的杨氏模量2.实验目的1、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法；2、学会用逐差法处理数据；3、学习合理选择仪器，减小测量误差。
3.实验原理1.根据胡克定律，在弹性限度内，其应力F/S 与应变ΔL/L 成正比，即LL E SF ∆=本实验的最大载荷是10kg ，E 称为杨氏弹性模量。
2.光杠杆测微原理，由于α很小， 消去α角，就可得：)(201A A DxL -=∆()0128A A x d F L D E -=π 式中L 为金属丝被拉伸部分的长度，d 为金属丝的直径，D 为平面镜到直尺间的距离，X 为光杠杆后足至前两足直线的垂直距离，F 为增加一个砝码的重量（= mg ）, A 1-A 0是增加一个砝码后由于金属丝伸长在望远镜中刻度的变化量。
4. 实验仪器图1－1 光杠杆原理5.实验内容用拉伸法测量金属（碳钢）丝的杨氏模量6．注意事项（1）光杠杆．．．、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，在实验过程中就不可再．．．．．．．．．．动．，否则所测的数据无效，实验应从头做起。
（2）加减砝码要轻放轻取，并等稳定后再读数。
（3）所加的总砝码不得超过10kg 。
（4）如发现加、减砝码的对应读数相差较大，可多加减一、二次，直到二者读数接近为止。
（5）使用望远镜读数时要注意避免视差。
（6）注意维护金属丝的平直状态，在用螺旋测微器测其直径时勿将它扭折。
7．预习思考题回答（1）实验中对L 、D 、X 、d 和ΔL 的测量使用了不同仪器和方法，为什么要这样处理？分析它们测量误差对总误差的贡献大小。
解：①L 、D 较长（m 数量级），用米尺量可得5位有效数字，L 的主要测量误差是端点的不确定，测量时卷尺难以伸直；D 的主要测量误差是卷尺中间下垂。
这两个量只作单次测量即可；②X 通常为4～8cm ，用游标尺量可得4位有效数字，也只作单次测量即可。
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。
杨氏模量实验报告
0.00578 2
0.000578 2
0.000578 2
2 × 0.000000547 2
0.0011 2
) +(
) +(
) +(
) +(
)
40
0.555
2.028
0.000062
0.06576
≈ 2.433%
∆E = E ×
∆E
= 1.6 × 1011 × 0.02433 = 0.0389 × 1011 (N ∙ m−2 )
度要求较大，故使用游标卡尺；钢丝伸长量不大且精度要求不高，故使用标尺；金属丝直径较小而且而且
精度要求较大故使用千分尺。
2、利用光杠杆把测微小长度△L 变成测 b，光杠杆放大率为 2D/L，根据此式能否以增加 D 减小 l 来提高放
大率，这样做有无好处？有无限度？应该怎样考虑这个问题？
利用光杠杆把测微小长度∆变成测 b，可以使用下面的公式：
E
七、思考题
1、本实验中共几个长度量？为什么用不同仪器来测量？
本实验共 5 个长度量：金属丝长度 L、光杠杆与标尺的距离 D、光杠杆常数 b、金属丝直径 d、钢丝伸长量
l。因为不同的测量长度的仪器通常具有不同的测量范围、精度和灵敏度，因此适合测量不同范围和精度的
长度量。金属丝长度 L 和光杠杆与标尺的距离 D 测量范围较大所以需要卷尺；光杠杆常数 b 相对较小，精
4
（2）
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。
杨氏模量 大学物理实验报告
杨氏模量大学物理实验报告摘要：杨氏模量是材料力学性质重要参数之一，本次实验通过细绳悬挂盘重物，加载重物的不同质量得出细绳的伸长量并计算出杨氏模量。
结果表明，本次实验得出的杨氏模量为（1.52±0.07）GPa，误差在可接受范围内。
关键词：杨氏模量；细绳；悬挂盘，质量。
引言：杨氏模量是材料的一项基本力学性质，反映的是材料在轴向变形（拉伸或压缩）下，单位面积内所受的应力与相对伸长量之间的关系。
杨氏模量越大，说明该材料抗弯刚度大，不容易变形。
杨氏模量的计算方法很多，本次实验通过细绳悬挂盘重物，加载重物的不同质量得出细绳的伸长量并计算出杨氏模量。
实验原理：杨氏模量的计算公式为：E=FL/AS其中，F为受力的大小（即重力），L为细绳的长度，A为细绳的截面积，S为细绳的伸长量。
在本次实验中，S的计算公式为：其中，L0为未加重物时细绳的长度，L为加重物后细绳的长度，∆S为细绳的伸长量。
实验器材和仪器：悬挂盘、细绳、重物、卡尺等。
实验方法和步骤：1.将细绳吊起，放置几分钟，待细绳完全放松，使其自然伸展，测量细绳的长度L0和直径d0;2.将悬挂盘挂在细绳的下端，用卡尺测量细绳的长度L1和直径d1;3.将重物放置在悬挂盘上，让细绳受到拉力，用卡尺重新测量细绳的长度L2和直径d2；4.记录重物的质量m；5.移除重物，重复第3-4步，测量不同质量的伸长量S和重力F；6.通过计算公式计算出杨氏模量。
实验结果和数据：表1 细绳长度和直径的测量结果细绳编号长度L（m）直径d（m）1 1.5461 0.00052 1.5488 0.00053 1.5459 0.0005平均长度L0 = 1.5469m，平均直径d0 = 0.0005m重量m（kg）长度L1（m）长度L2（m）伸长量S（m）重力F（N）0.50 1.5478 1.5528 0.005 4.901.00 1.5478 1.5568 0.009 9.811.50 1.5462 1.5607 0.014 14.722.00 1.5452 1.5647 0.019 19.62平均细绳的直径d = 0.0005m，可计算出细绳的面积A = (πd²)/4 = 7.85×10^-8 m²。
大学物理实验杨氏模量实验报告
大学物理实验杨氏模量实验报告大学物理实验杨氏模量实验报告引言杨氏模量是描述材料刚性和弹性性质的重要物理量，对于材料的力学性能研究具有重要意义。
本实验旨在通过杨氏模量实验，探究不同材料的刚性和弹性特性。
一、实验目的本实验的主要目的是测量不同材料的杨氏模量，了解材料的力学性质，培养学生动手实践和数据处理的能力。
二、实验原理杨氏模量是描述材料在弹性变形时所表现出的刚性程度的物理量。
实验中，我们使用悬臂梁法测量杨氏模量。
悬臂梁法是通过在一段材料上施加一个垂直力，使其发生弯曲，然后测量弯曲后的梁的形变，从而计算出杨氏模量。
三、实验器材和试样1. 实验器材：弹簧测力计、千分尺、游标卡尺、天平等。
2. 试样：我们选择了不同材料的试样，包括金属材料（如铜、铝）、塑料材料（如聚乙烯、聚氯乙烯）等。
四、实验步骤1. 准备工作：根据实验需要，准备好所需的试样和实验器材。
2. 测量试样的长度、宽度和厚度，并计算出试样的截面积。
3. 将试样固定在支架上，并在试样的一端施加一个垂直向下的力。
4. 使用弹簧测力计测量施加在试样上的力，并记录下数据。
5. 测量试样在施加力后的长度变化，并记录下数据。
6. 根据实验数据，计算出试样的应变和应力。
7. 根据应变和应力的关系，计算出杨氏模量。
五、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以计算出各个试样的杨氏模量，并进行比较和分析。
实验结果表明，不同材料的杨氏模量存在较大差异，金属材料的杨氏模量普遍较大，而塑料材料的杨氏模量较小。
这与材料的分子结构和内部结构有关，金属材料的结构更加紧密，分子之间的结合力较强，因此其刚性和弹性性质更好。
六、实验误差及改进措施在实验中，由于实验器材的精度和实验操作的技巧等因素，可能会导致实验结果存在一定的误差。
为了减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 提高实验器材的精度，选择更加准确的测量仪器。
2. 重复实验，取多次测量数据的平均值，以减小随机误差。
大学物理实验示范报告(以杨氏模量实验为例)
一 .预习报告之阳早格格创做1、掌握用光杠杆法丈量微弱少度变更的本理战要领；2、教会用逐好法处理数据；3、教习合理采用仪器，减小丈量缺面.1.根据胡克定律，正在弹性极限内，其应力F/S 与应变ΔL/L 成正比，即LL E SF ∆=本真验的最大载荷是10kg ，E 称为杨氏弹性模量.2.光杠杆测微本理，由于α很小，消去α角，便可得：)(201A A D xL -=∆()0128A A x d FLD E -=π式中L 为金属丝被推伸部分的少度，d 为金属丝的直径，D为仄里镜到直尺间的距离，X 为光杠杆后脚至前二脚直线的笔直距离，F 为减少一个砝码的沉量（= mg ）,A1-A0是减少一个砝码后由于金属丝伸少正在视近镜中刻度的变更量.表1 真验仪器型号及主要技能参数用推伸法丈量金属（碳钢）丝的杨氏模量 6．注意事项（1）光杠杆、视近镜战标尺所形成的光教系统已经安排佳后，正在真验历程中便没有成再动，可则所测的数据无效，真验应重新干起.（2）加减砝码要沉搁沉与，并等宁静后再读数. （3）所加的总砝码没有得超出10kg.（4）如创制加、减砝码的对于应读数出进较大，可多加图1－1 光杠杆本理减一、二次，直到二者读数交近为止.（5）使用视近镜读数时要注意预防视好.（6）注意维护金属丝的笔直状态，正在用螺旋测微器测其直径时勿将它扭合. 7．预习思索题回问（1）真验中对于L 、D 、X 、d 战ΔL 的丈量使用了分歧仪器战要领，为什么要那样处理？分解它们丈量缺面对于总缺面的孝敬大小.解：①L 、D 较少（m 数量级），用米尺量可得5位灵验数字，L 的主要丈量缺面是端面的没有决定，丈量时卷尺易以伸直；D 的主要丈量缺面是卷尺中间下垂.那二个量只做单次丈量即可；②X 常常为4～8cm ，用游标尺量可得4位灵验数字，也只做单次丈量即可.丈量的主要缺面是笔直距离的做图缺面（可利用游标尺二卡心尖，一端战光杠杆后脚尖痕相合，并以此面为圆心，以另一端绘园弧，安排少度使园弧战前二脚连线相切，此时的读数即为X ）；③d 为0.6～0.8mm 量级，且上下的细细没有真足匀称，需多次丈量，用螺旋测微器可得3位灵验数字，而且正在Y 中d 是仄圆项,对于总缺面的孝敬占第二位,没有成忽略.别的d 应正在金属丝的笔直处丈量,可则会有附加缺面；④ΔL 约为0.2～0.6mm ，利用光杠杆法搁大 X D 240～50倍，A约为1～3cm，是制成总缺面的主要果素，其主要丈量缺面有金属丝的蜿蜒、金属丝的弹性疲倦、光教系统的宁静性、视好、读数缺面等，光教系统相对于位子的没有正，也会引起系统缺面（睹第3题）.（2）为什么L、D、X皆只需丈量一次，而d的丈量却较为搀纯？解：L、D、X丈量缺面对于总缺面的孝敬可忽略，故只需丈量一次；而d的缺面较大，其孝敬没有成忽略，而且上下直径没有匀，加载战没有加载也有分歧，故需正在分歧条件下做多次丈量（但是随机缺面的估计则可近似天瞅做是正在相共条件下的多次丈量）.表3 金属丝直径丈量数据记录表4 其余丈量数据记录（1）加砝码时图像抖动，加减砝码时沉搁沉与，等宁静后再读数.（2）创制加、减砝码的对于应读数出进较大，又沉复加、减砝码一次，前后二组读数交近了.（1）用逐好法处理数据，供i i A A -+4的仄衡值A ，并写出A 的截止表示式；表5 视近镜中直尺读数数据处理（2）供金属丝直径的仄衡值d ，并写出d 的截止表示式；表6 金属丝直径丈量数据处理（3）估计出杨氏模量：=1110805.1⨯)/(2m N其中：F mg =，4m kg =而A 是加4kg 的仄衡变更量. （4）按没有决定度传播公式估计：E u E ==22256.101.0800.6002.0743.0019.02⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=7%则：E u =(/E u E )E ==1110805.1⨯)/(2m N 1110⨯)/(2m N截止表白式E =E +E u =1110)12.080.1(⨯±)/(2m N那里可忽略F 、L 、D 的没有决定度，果为它们的相对于没有决定度正在0.1%以下.（5）战书籍后附录附表7中钢的杨氏模量值做比较：估计百分好%10%10000.200.280.1%10000-=⨯-=⨯-E E E2.缺面分解:百分好为-10%，（1）便仪器而止最大缺面没有超出如下： 表7 测m 、L 、D 、d 、X 、A 由仪器引进的没有决定度E u E =（2）从真验数据瞅①视近镜中直尺读数i i A A -+4（cm ）动摇没有大，谦脚胡克定律论断，加、减载荷历程无错误，读数宁静.②金属丝直径丈量数据d 值动摇较大，正在丈量中螺旋测微器使用透彻，读数宁静.本果应是金属丝自己的问题，小心瞅，金属丝已死锈，自然制成金属丝直径偏偏大,查找d 参照值为，制成缺面的大小分解如下：d参照值为，则211/10979.1m N E ⨯='由以上分解知，真验的主要缺面为金属丝直径丈量的缺面.本真验用推伸法测碳钢丝的杨氏模量，截止为1110805.1⨯)/(2m N ，碳钢丝的杨氏模量参照值2.00×1011)/(2m N ，缺面本果已正在前里举止了分解，是金属丝自己死锈制成.通过数据处理战缺面分解得到如下论断：固态杨氏模量仪丈量金属丝的杨氏模量截止稳当；真验中所采与的光杠杆法，将微弱的少度丈量变换为微弱的少度搁洪量的丈量，普及了真验的透彻度，是一种很佳的测微要领；真验中少度丈量仪器的采用是通太过解直交丈量各部分的没有决定度对于丈量截止的总没有决定度孝敬的大小（做用的大小），去决定哪些量需要细细丈量以减小其没有决定度的做用，而哪些量丈量没有必苛供也没有致做用末尾的截止，采用仪器合理.真验中（1）加砝码时图像抖动，加减砝码时沉搁沉与，等宁静后再读数.可则读数没有简单读准，大概制成真验沉测.（2）创制加、减砝码的对于应读数出进较大，又沉复加、减砝码一次，前后二组读数交近了.那样可与消弹性滞后效力引起的系统缺面.本真验的视近镜部分可采与CCD系统支集，真验支配易度会落矮，共时会减小读数缺面.。
大学物理实验报告杨氏模量的测量
大学物理实验报告-杨氏模量的测量实验目的：
1.学习使用杨氏模量仪器进行测量；
2.掌握测量杨氏模量的方法；
3.通过实验了解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性。
实验原理：杨氏模量（Young's modulus）是描述材料变形的性质，定义为单位截面上的应力与应变之比。
在实验中，我们将使用弹性系数测量仪器来测量杨氏模量。
实验仪器和材料：
1.弹性系数测量仪器
2.金属样品（如铜、铁等）
实验步骤：
1.将弹性系数测量仪器安装到实验台上，并调整好仪器的位置和角度。
2.选择一块金属样品，并将其固定在仪器上。
3.通过调整仪器的拉力，使样品产生小的弯曲变形。
4.测量材料长度、宽度和厚度，并记录下来。
5.通过仪器上的测力计测量应力值，并记录下来。
6.通过测量材料的变形量，计算出应变值。
7.根据应力和应变的关系，计算出杨氏模量。
实验结果：根据实验数据计算出的杨氏模量为XXX。
实验讨论：
1.实验中的误差来源是什么？如何减小误差？
2.实验中使用的金属样品是否满足线弹性假设？
3.如何选择合适的拉力？
4.杨氏模量的值是否与金属的组织结构有关？
实验结论：通过本次实验，我们成功地测量出了杨氏模量，并了解了杨氏模量的概念和测量方法。
杨氏模量是描述材料变形性质的重要参数，对于材料力学的研究和工程应用具有重要意义。
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。
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。
大学物理实验杨氏模量实验报告
大学物理实验杨氏模量实验报告大学物理实验杨氏模量实验报告引言：杨氏模量是描述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。
本次实验旨在通过测量材料的应力-应变关系，计算出杨氏模量，并对实验结果进行分析和讨论。
实验仪器和材料：1. 弹簧测力计：用于测量材料的受力情况。
2. 钢丝：作为实验材料，用于测量杨氏模量。
3. 千分尺：用于测量钢丝的直径。
实验原理：杨氏模量的计算公式为：E = (F/A) / (ΔL/L0)，其中E表示杨氏模量，F表示受力，A表示截面积，ΔL表示变形长度，L0表示原始长度。
通过测量材料的应力-应变关系，可以得到F/A和ΔL/L0的比值，从而计算出杨氏模量。
实验步骤：1. 使用千分尺测量钢丝的直径，并记录下数值。
2. 将钢丝固定在两个固定支架上，保持其水平。
3. 在钢丝上方悬挂一个重物，使其受力，并将弹簧测力计与钢丝连接。
4. 记录下弹簧测力计的示数，并计算出受力F。
5. 使用千分尺测量钢丝的变形长度ΔL，并记录下数值。
6. 记录下钢丝的原始长度L0。
7. 根据公式E = (F/A) / (ΔL/L0)计算出杨氏模量。
实验结果：经过多次实验测量和计算，得到钢丝的杨氏模量为X GPa。
其中，钢丝的直径为X mm，受力F为X N，变形长度ΔL为X mm，原始长度L0为X mm。
结果分析：从实验结果可以看出，钢丝的杨氏模量为X GPa，这表明钢丝具有较高的刚度和弹性，适用于一些对材料强度要求较高的工程应用。
同时，通过杨氏模量的计算，还可以了解到材料的应力-应变关系，进一步研究材料的力学性能。
实验误差分析：在实验过程中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。
首先，钢丝的直径测量可能存在一定的误差，这会直接影响到杨氏模量的计算结果。
其次，弹簧测力计的示数也可能存在一定的误差，这会对受力F的计算造成影响。
此外，钢丝的变形长度ΔL的测量也可能存在误差，进而影响到杨氏模量的计算。
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。
杨氏模量测定实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：实验名称：学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：第8周星期六下午1点开始一、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.学会如何用对称测量消除系统误差3.掌握各种长度测量工具的选择和使用。
4.学习用逐差法和作图法处理实验数据b L ∆=≈θθtg (3)D nD n n ∆=-≈122tg θ(4)将（3）式和(4)式联立后得：n D b L ∆=∆2(5)式中12n n n -=∆，相当于光杠杆镜的长臂端D 的位移。
其中的bD 2叫做光杠杆镜的放大倍数，由于D >>b ，所以n ∆>>L ∆，从而获得对微小量的线性放大，提高了L ∆的测量精度。
这种测量方法被称为放大法。
由于该方法具有性能稳定、精度高，而且是线性放大等优点，所以在设计各类测试仪器中有着广泛的应用。
三、弹性滞后效应考虑到金属丝受外力作用时存在着弹性滞后效应，也就是说钢丝受到拉伸力作用时，并不能立即伸长到应有的长度()i i i L L L L ∆+=0，而只能伸长到i i L L δ-。
同样,当钢丝受到的拉伸力一旦减小时，也不能马上缩短到应有的长度i L ，仅缩短到i i L L δ+。
因此实验时测出的并不是金属丝应有的伸长或收缩的实际长度。
为了消除弹性滞后效应引起的系统误差，测量中应包括增加拉伸力以及对应地减少拉伸力这一对称测量过程，实验中可以采用增加和减少砝码的办法实现。
只要在增、减相应重量时，金属丝伸缩量取平均，就可以消除滞后量i L δ的影响。
即[]()()[]i 0i i 0i i 0i 2121L L L L L L L L L L L ∆+=+∆++-∆+=+=δδ减增三、实验仪器：杨氏模量测量仪；螺旋测微器；游标尺；钢卷尺和米尺；望远镜（附标尺）。
四、实验内容和步骤：杨氏模量测量仪的调整：（1）调节测定仪支架螺丝，使支架铅直，使夹头刚好穿过平台上的圆孔而不会与平台发生摩擦。
大学物理-杨氏模量实验报告
杨氏模量的测定实验目的：1、训练正确调整测量系统的能力。
2、掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。
3、学会用逐差法处理数据。
实验原理：F S=E∆L L① ∆L =k∆x 2D② →L ：钢丝有效长度 k ：光杠杆后足到前足的垂直距离 D ：光杠杆与标尺的距离实验仪器：弹性模量测定仪（双柱架、卡头、千克砝码、光杠杆、尺度望远镜），米尺，游标卡尺，千分尺。
实验内容：1. 调整杨氏模量仪，消除视差。
（1）光杠杆前足置于载物台前面一条凹槽中，后足置于夹紧钢丝的卡头顶端平面，调整镜面使其铅直。
（2）调整望远镜高度使其大致与镜面等高并垂直。
调节目镜使三条横线清晰。
调节望远镜焦距使通过望远镜可以看到平面镜一部分的倒立清晰的像，再微调望远镜位置使望远镜轴线与光杠杆镜面中心等高。
米尺与望远镜轴线垂直。
（3）调节焦距使从镜中能看清米尺反射像并能读出与望远镜中最长横线重合的米尺读数x 0。
xFK d LD E ∆⋅=28π2． L 、D 、K 各测一次。
用米尺测量平面镜与标尺之间的距离D 、钢丝原长L ，用游标卡尺测量光杠杆长度k （把光杠杆在纸上按一下，留下前足、两只后足三点的痕迹，连成一个等腰三角形，作其底边上的高，即可测出k ）。
用千分尺测量钢丝直径d ，在不同部位测量10次，取平均。
修正千分尺的零点误差。
3. 在同样负荷条件下增荷、减荷各改变7次（kg m 1=∆）测量i x ，取平均值。
逐差法计算x ∆。
4．计算杨氏模量E ，计算误差。
数据处理：2/80.9s m g =，标准值2110/1004.1m N E ⨯=物理量 L D k 长度/cm70.50139.057.588次数 12345678910平均值d/mm1.018 1.016 1.015 1.004 1.009 1.009 1.016 1.018 1．009 1.018 1.014 螺旋测微器零点读数：0.5mmm ∆/kg+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 ix /cm0.32 0.64 0.93 1.21 1.50 1.78 2.07 m ∆/kg-1-2-3 -4 -5 -6 -7 ix /cm1.82 1.511.260.950.630.320.01游标卡尺无零点误差。
杨氏模量实验报告模版分析
答：把每个数据点都用上，而且逐差法先求的是跨度为n/2的数据差值的平均值（n是数据总数），肯定比相邻数据点的差值大，由于基数较大，随机误差酿成的涨落不明显，结果更精确。固然，比逐差法更精确的是最小2乘法系统误差1定的时候才可使用，这样使用逐差法可以免系统误差对实验的影响。
（4）观测伸长变化。以钢丝下挂1kg砝码时的读数作为开始拉伸的基数n0，然后每加上1kg砝码，读取一次数据,这样依次可以得到 ,这是钢丝拉伸过程中的读数变化。紧接着再每次撤掉1kg砝码，读取一次数据，依次得到 ，这是钢丝收缩过程中的读数变化。
注意：加、减砝码时，应轻放轻拿，避免钢丝产生较大幅度振动。加（或减）砝码后，钢丝会有一个伸缩的微振动，要等钢丝渐趋平稳后再读数。
（9）如果只有部分标尺清楚，说明只有部分标尺聚焦，应调节望远镜仰角调节螺丝直至视野中标尺读数完全清楚。
实验步骤：
（1）用1kg砝码挂在钢丝下端钢丝拉直，调节杨氏模量仪底盘下面的3个底脚螺丝，同时观察放在平台上的水准尺，直至中间平台处于水平状态为止。
（2）调节光杠杆镜位置。将光杆镜放在平台上，两前脚放在平台横槽内，后脚放在固定钢丝下端圆柱形套管上（注意要放在金属套管的边上，避免镜后脚在钢丝拉伸时与钢丝相碰），并使光杠杆镜镜面基本垂直。
（3）本实验中使用了哪些长度测量仪器？选择它们的依据是什么？它们的仪器误差各为多少？
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。
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一 . 预习报告
1. 拉伸法测金属丝的杨氏模量
2.实验目的
1、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法；
2、学会用逐差法处理数据；
3、学习合理选择仪器，减小测量误差。
3.实验原理
1.根据胡克定律，在弹性限度内，其应力F/S 与应变ΔL/L 成正比，即L
L E S
F ∆=
本实验的最大载荷是10kg ，E 称为杨氏弹性模量。
2.光杠杆测微原理，
由于α很小， 消去α角，就可得：)
(201A A D x
L -=
∆
()0128A A x d FLD E -=π 式中L 为金属丝被拉伸部分的长度，d 为金属丝的直径，D 为平面镜到直尺间的距离，X 为光杠杆后
足至前两足直线的垂直距离，F 为增加一个砝码的重量（= mg ）, A 1-A 0是增加一个砝码后由于金属丝伸长在望远镜中刻度的变化量。
4. 实验仪器
仪器名称 静态杨氏模量仪
卷尺 螺旋测微器 游标卡尺 仪器型号 YMC 2 m 0-25 mm 0-150 mm 主要技术参数
1.8m
2 mm
0.01 mm
0.02 mm
图1－1 光杠杆原理
5.实验内容
用拉伸法测量金属（碳钢）丝的杨氏模量
6．注意事项
（1）光杠杆．．．、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，在实验过程中就不可再．．．．．．．．．．动．
，否则所测的数据无效，实验应从头做起。
（2）加减砝码要轻放轻取，并等稳定后再读数。
（3）所加的总砝码不得超过10kg 。
（4）如发现加、减砝码的对应读数相差较大，可多加减一、二次，直到二者读数接近为止。
（5）使用望远镜读数时要注意避免视差。
（6）注意维护金属丝的平直状态，在用螺旋测微器测其直径时勿将它扭折。
7．预习思考题回答
（1）实验中对L 、D 、X 、d 和ΔL 的测量使用了不同仪器和方法，为什么要这样处理？分析它们测量误差对总误差的贡献大小。
解：①L 、D 较长（m 数量级），用米尺量可得5位有效数字，L 的主要测量误差是端点的不确定，测量时卷尺难以伸直；D 的主要测量误差是卷尺中间下垂。
这两个量只作单次测量即可；
②X 通常为4～8cm ，用游标尺量可得4位有效数字，也只作单次测量即可。
测量的主要误差是垂直距离的作图误差（可利用游标尺两卡口尖，一端和光杠杆后足尖痕相合，并以此点为圆心，以另一端画园弧，调节长度使园弧和前两足连线相切，此时的读数即为X ）；
③d 为0.6～0.8mm 量级，且上下的粗细不完全均匀，需多次测量，用螺旋测微器可得3位有效数字，而且在Y 中d 是平方项,对总误差的贡献占第二位,不可忽略。
此外d 应在金属丝的平直处测量,否则会有附加误差；
④ΔL 约为0.2～0.6mm ，利用光杠杆法放大 X
D
240～50倍，A 约为1～3cm ，是造
成总误差的主要因素，其主要测量误差有金属丝的弯曲、金属丝的弹性疲劳、光学系统的稳定性、视差、读数误差等，光学系统相对位置的不正，也会引起系统误差（见第3题）。
（2）为什么L 、D 、X 都只需测量一次，而d 的测量却较为复杂？
解：L 、D 、X 测量误差对总误差的贡献可忽略，故只需测量一次；而d 的误差较大，其贡献不可忽略，而且上下直径不匀，加载和不加载也有不同，故需在不同条件下作多次测量（但随机误差的计算则可近似地看作是在相同条件下的多次测量）。
8. 数据记录表格
二.实验过程记录 2.实验中的现象和处理
（1）加砝码时图像抖动，加减砝码时轻放轻取，等稳定后再读数。
（2）发现加、减砝码的对应读数相差较大，又重复加、减砝码一次，前后二组读数接近了。
三.数据处理及结果分析 1.数据处理
（1）用逐差法处理数据，求i i A A -+4的平均值A ，并写出A 的结果表示式；
（2）求金属丝直径的平均值d ，并写出d 的结果表示式；
（3）计算出杨氏模量：
)/(10
56.110800.6)10743.0(142.3104.135102.788.94882
2
323222m N A x d FLD E -----⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==π =1110805.1⨯)
/(2
m N
其中：F mg =，4m kg =而A 是加4kg 的平均变化量。
（4）按不确定度传递公式计算：
E u E =2
2256.101.0800.6002.0743.0019.02⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=7% 则：
E u =(/E u E )E ==1110805.1⨯×0.064)/(2m N ==0.121110⨯)/(2m N
结果表达式E =E +E u =11
10)12.080.1(⨯±)/(2m N
这里可忽略F 、L 、D 的不确定度，因为它们的相对不确定度在0.1%以下。
（5）和书后附录附表7中钢的杨氏模量值作比较： 计算百分差
%10%10000.200
.280.1%10000-=⨯-=⨯-E E E
2.误差分析:
百分差为-10%，（1）就仪器而言最大误差不超过如下：
E u E =。
（2）从实验数据看①望远镜中直尺读数i i A A -+4（cm ）波动不大，满足胡克定律结论，加、减载荷过程无失误，读数稳定。
②金属丝直径测量数据d 值波动较大，在测量中螺旋测微器使用正确，读数稳定。
原因应是金属丝本身的问题，仔细看，金属丝已生锈，自然造成
金属丝直径偏大,查找d 参考值为0.0700mm ，造成误差的大小分析如下：
d 参考值为0.0700mm ，则211/10979.1m N E ⨯='
%
10%10098.198
.180.1%100-=⨯-=
⨯'-E
E E
由以上分析知，实验的主要误差为金属丝直径测量的误差。
3.结果的分析讨论
本实验用拉伸法测碳钢丝的杨氏模量，结果为1110805.1⨯)
/(2m N ，
碳钢丝的杨氏模量参考值2.00×1011)
/(2
m N ，
误差原因已在前面进行了分析，是金属丝自身生锈造成。
通过数据处理和误差分析得到如下结论：静态杨氏模量仪测量金属丝的杨氏模量结果可靠；实验中所采用的光杠杆法，将微小的长度测量转换为微小的长度放大量的测量，提高了实验的精确度，是一种很好的测微方法；实验中长度测量仪器的选择是通过分析直接测量各部分的不确定度对测量结果的总不确定度贡献的大小（影响的大小），来确定哪些量需要精细测量以减小其不确定度的影响，而哪些量测量不必苛求也不致影响最后的结果，选择仪器合理。
实验中（1）加砝码时图像抖动，加减砝码时轻放轻取，等稳定后再读数。
否则读数不易读准，可能造成实验重测。
（2）发现加、减砝码的对应读数相差较大，又重复加、减砝码一次，前后二组读数接近了。
这样可消除弹性滞后效应引起的系统误差。
本实验的望远镜部分可采用CCD 系统采集，实验操作难度会降低，同时会减小读数误差。