物理实验报告金属丝杨氏模量的测定
金属丝杨氏模量的测定实验报告
一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念和意义；2. 掌握用拉伸法测量金属丝杨氏模量的原理和方法；3. 学会使用实验仪器进行测量，并学会数据处理和误差分析；4. 培养实验操作能力和科学思维。
二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料弹性性能的物理量，定义为材料在弹性形变时，单位应力所引起的单位应变。
其计算公式为：E = σ / ε其中，σ为应力，ε为应变。
应力是指单位面积上的力，应变是指单位长度的形变量。
本实验采用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
在实验过程中，对金属丝施加一定的拉力，使其产生弹性形变。
通过测量金属丝的伸长量和所受拉力，根据上述公式计算出杨氏模量。
三、实验仪器与材料1. 金属丝：直径约为1mm，长度约为100mm；2. 拉伸仪：用于施加拉力；3. 量角器：用于测量金属丝的伸长角度；4. 标尺：用于测量金属丝的伸长量；5. 计算器：用于计算数据。
四、实验步骤1. 将金属丝固定在拉伸仪上，确保金属丝与拉伸仪的轴线一致；2. 将金属丝的另一端固定在支架上，确保支架与拉伸仪的轴线一致；3. 调整量角器，使其与金属丝轴线垂直；4. 拉伸金属丝，使其产生弹性形变；5. 记录金属丝的伸长角度和伸长量；6. 重复上述步骤，进行多次实验，以确保数据的准确性；7. 根据实验数据，计算金属丝的杨氏模量。
五、数据处理与结果分析1. 计算金属丝的应力：σ = F / S其中，F为拉力，S为金属丝的横截面积。
2. 计算金属丝的应变：ε = ΔL / L其中，ΔL为金属丝的伸长量，L为金属丝的原始长度。
3. 根据实验数据，计算金属丝的杨氏模量：E = σ / ε4. 分析实验结果，与理论值进行比较，讨论误差来源。
六、实验结论通过本次实验，我们成功测量了金属丝的杨氏模量。
实验结果表明，金属丝的杨氏模量与理论值基本吻合。
在实验过程中，我们学会了使用拉伸法测量金属丝的杨氏模量，掌握了数据处理和误差分析的方法。
同时，本次实验也提高了我们的实验操作能力和科学思维。
金属丝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金属丝杨氏模量的测定实验报告引言：杨氏模量是描述材料刚性和弹性的重要参数，对于材料的力学性能评估和工程设计具有重要意义。
本实验旨在通过测定金属丝的杨氏模量，探索金属材料的力学性能，并了解测量过程中的误差来源及其对结果的影响。
实验原理：杨氏模量是描述材料在弹性变形过程中应力与应变关系的物理量。
在弹性区域内，应力与应变成正比，比例系数即为杨氏模量。
实验中，我们采用悬挂法测定金属丝的杨氏模量。
将金属丝固定在两个支撑点上，并在中间加挂一负重。
通过测量金属丝的长度变化和负重的重量，可以计算得到杨氏模量。
实验步骤：1. 准备工作：选择一根细丝材料，如铜丝或钢丝，并测量其直径和长度。
准备两个支撑点，保证丝材能够悬挂在中间。
2. 悬挂装置搭建：将金属丝固定在两个支撑点上，并调整支撑点的高度，使金属丝水平悬挂。
3. 测量初始长度：使用游标卡尺等测量工具，准确测量金属丝的初始长度。
注意避免外力对丝材的影响。
4. 加挂负重：在金属丝的中间位置加挂一负重，记录下负重的重量。
5. 测量变形长度：使用测微计等精确测量工具，测量金属丝在负重作用下的长度变化。
注意避免外力对丝材的影响。
6. 数据处理：根据测量结果计算金属丝的应变和应力，并绘制应力-应变曲线。
通过线性拟合得到斜率，即为金属丝的杨氏模量。
实验结果与讨论：根据实验数据和测量结果，我们得到了金属丝的杨氏模量。
然而，实验中可能存在一些误差来源，如测量长度的精确度、负重的不均匀分布等。
这些误差会对最终的结果产生影响。
为了减小误差，我们可以采取以下措施：1. 使用更加精确的测量工具，如激光测距仪等，提高测量长度的准确性。
2. 在金属丝上均匀分布负重，避免负重集中在某一点导致丝材变形不均匀。
3. 进行多次实验，取平均值，减小随机误差的影响。
此外，我们还可以探索不同材料的杨氏模量差异，比较不同金属材料的力学性能。
不同材料的杨氏模量差异可能源于其晶格结构、原子间键的强度等因素。
金属丝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实验报告金属丝杨氏模量的测定一、实验目的通过实验测定金属丝的杨氏模量，掌握杨氏模量的测定方法及其原理。
二、实验原理杨氏模量是材料的一种物理量，它是表征材料在受力情况下的刚度。
杨氏模量越大，表明力作用下材料变形越小，其刚度越大。
杨氏模量的测定方法一般采用悬线法或悬挂法，本实验采用的是悬线法。
实验原理如下：当金属丝受外力作用时，形成一个悬挂状态，其自身重力受到张力的平衡，成为拉伸状态。
设金属丝的直径为d，长度L，所加载重物的重量为F，则金属丝所受拉力为F，而张力均匀分布在金属丝的横截面上，张力大小为F/π(d/2)^2。
令金属丝的长度为L0，其自身重量为G，则金属丝在外力作用下的总长度L为L0+δ，δ为金属丝的伸长量。
根据胡克定律，当金属丝受到张力时，其伸长量与张力成正比。
则有：δ=(FL0)/AEl其中A是金属丝的截面积，E为杨氏模量，I为金属丝的惯性矩。
从上述公式可以得到：E=FL0/δAI在实验中，由于金属丝受到外力的作用会有摆动，会引起对实验结果的影响，因此需要仔细控制稳定性。
三、实验步骤1. 将衡盘放在支架上，将经过钩子的紫铜丝绳穿过轮子，将两端悬挂在衡盘钩子上，轻轻震动衡盘，使丝绳震动到稳定位置，将衡盘调整至HorizonTal水平。
2. 当稳定之后，开启溶液灯，扯动指示灯片的变压器，使其显出最明亮的横向梯纹，然后调整可调光圈，调整至红、绿烛强度相等。
这时就得到成功的平面梯纹。
3. 用高清显微镜读取最上面一篇横向梯纹上下测线之差h1和水准仪板上面的读数H1。
4. 加上适当载荷，然后用高清显微镜读取最下面一篇横向梯纹上下测线之差h2和水准仪板上面的读数H2。
5. 改变重物的质量，重复上述操作，每递增一定量，再读一次上下两个梯纹的位移离差和水准仪的读数，使绘出不同载荷下的荷载荷距图。
6. 根据实验数据求出图像中 e 及 L 的数值，代入E=FL/δAI 计算得杨氏模量。
金属丝杨氏模量的测定
金属丝杨氏模量的测定实验报告【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”消除系统误差。
3. 学习如何依实际情况对各个测量量进行误差估算。
4. 练习用逐差法和作图法处理实验数据。
【实验仪器】杨氏模量仪测量仪、钢卷尺、螺旋测微器、望远镜（附标尺）、游标卡尺、砝码等。
【实验原理】(一）、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，在弹性范围内，由胡克定律可知物体的正应力与线应变成正比，即LL E S F ∆= （１） 则LS FL E ∆= （２） 比例系数即为杨氏弹性模量。
国际单位制单位为-2m ⋅N 。
在它表征材料本身的性质，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。
本实验测量的是钢丝的杨氏弹性模量，如果钢丝直径为，则可得钢丝横截面积则（２）式可变为 Ld FL E ∆=24π （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（金属丝原长）可由米尺测量，（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=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）、尺读望远镜和光杠杆组成测量系统。
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。
将光杠杆和望远镜放置好，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。
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。
金属杨氏弹性模量的测量实验报告
一、实验目的1. 掌握光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法。
2. 学习并运用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。
3. 通过实验，加深对弹性模量概念的理解，提高实验操作技能。
4. 学会处理实验数据，运用逐差法计算结果，并对误差进行分析。
二、实验原理杨氏弹性模量（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，材料的应变（ε）与应力（σ）成正比，即σ = Eε。
其中，σ = F/A，ε = ΔL/L，F为作用力，A为截面积，ΔL为长度变化，L为原长。
本实验采用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量。
实验原理如下：1. 将金属丝一端固定，另一端悬挂砝码，使金属丝受到拉伸力F。
2. 利用光杠杆法测量金属丝的微小长度变化ΔL。
3. 根据胡克定律，计算出金属丝的杨氏弹性模量E。
三、实验仪器1. 金属丝（钢丝）2. 光杠杆装置（包括光杠杆、望远镜、标尺）3. 砝码4. 螺旋测微器5. 游标卡尺6. 卷尺7. 计算器四、实验步骤1. 将金属丝一端固定在支架上，另一端悬挂砝码。
2. 将光杠杆装置放置在金属丝下方，调整望远镜与标尺，使光杠杆平面镜与标尺平行。
3. 调整望远镜与平面镜的高度，使望远镜对准平面镜。
4. 读取标尺上金属丝原长L0。
5. 挂上砝码，使金属丝受到拉伸力F。
6. 观察望远镜中的像，记录金属丝的长度变化ΔL。
7. 重复步骤5和6，进行多次测量。
8. 计算金属丝的平均长度变化ΔL平均。
五、数据处理1. 根据公式E = FΔL/AΔL，计算金属丝的杨氏弹性模量E。
2. 对实验数据进行逐差法处理，消除偶然误差。
3. 计算实验结果的平均值和标准差。
4. 分析实验误差，包括系统误差和偶然误差。
六、实验结果与分析（此处根据实际实验数据填写）七、实验总结1. 本实验成功测定了金属丝的杨氏弹性模量，掌握了光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法。
2. 通过实验，加深了对弹性模量概念的理解，提高了实验操作技能。
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。
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。
物理实验报告金属丝杨氏模量的测定
物理实验报告金属丝杨氏模量的测定实验名称：金属丝杨氏弹性模量的测定一、引言：金属杨氏弹性模量是反映物体在受外力作用下发生形变难易程度的重要物理量。
二、实验目的：1.学会用光杠杆法测量杨氏弹性模量；2.掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理；3.学会用逐差法处理实验数据；三、实验原理：在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。
它可分为弹性形变和塑性形变两种。
本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。
最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。
金属丝长L，截面积为S，沿长度方向施力F后，，则在金属丝的弹性限度内，有：物体的伸长L,.我们把Y称为杨氏弹性模量,单位N/m2S=，则有Y=b如上图：，解出：四、实验仪器：杨氏弹性模量测量仪，螺旋测微器，游标卡尺，钢卷尺，望远镜五、实验内容：仪器调整加重2kg 杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；将望远镜放置在平面镜正前方1.5-2.0m 左右位置上；粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节到等高，望远镜上的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜上方看到尺子的像；细调望远镜：调节目镜焦距能清晰的看到叉丝，并先调节物镜焦距找到平面镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺子清晰的像。
测量计下加重2kg 时刻度尺的读数n ；依次挂上kg 1的砝码，七次，计下7654321,,,,,,n n n n n n n ；依次取下kg 1的砝码，七次，计下'7'65'4'3'2'1,,,,,,'n n n n n n n ；用米尺测量出金属丝的长度L （两卡口之间的金属丝）、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 。
六、实验记录：七、数据处理：测量次数12345平均直径d/mm 0.5200.5220.5180.5210.5190.520标准差0.001581；；拉伸力增加时拉伸力减小时平均值拉伸力增加时拉伸力减小时平均值0.00 3.21 2.82 3.024.00-1.88-2.40-2.14-1.290.091.00 1.78 1.59 1.695.00-3.13-3.18-3.16-1.210.012.000.750.160.466.00-4.32-4.24-4.28-1.180.023.00-0.64-1.00-0.827.00-5.30-5.31-5.31-1.120.08平均-1.200.05绝对误差加载砝码质量/kg标尺读数/cmΔn 标尺读数/cm加载砝码质量/kgD=147.20cm ；L=85.60cm ；b=7.28cm ；g=9.8m/s 2;;八、实验结果：Y=(1.33±)九、误差分析：1. 对Δn进行线性回归分析：由图可知，R2=0.9682，拟合程度较好，数据较为成功。
金属杨氏弹性模量的测量实验报告
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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。
测金属丝的杨氏模量实验报告
测金属丝的杨氏模量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量金属丝的弹性变形和应力，计算出其杨氏模量，以加深对固体力学中杨氏模量概念的理解，并掌握相关测量方法。
二、实验原理1. 弹性变形弹性变形是指在外力作用下，物体发生形变但不破坏，在外力撤离后恢复原状的现象。
弹性变形可以用胡克定律来描述：F=kx，其中F为外力，x为物体的弹性变形量，k为物体的弹性系数。
2. 应力应力是指物体受到外部作用力后单位面积内所受到的力。
应力可以分为正应力和剪应力两种类型。
3. 杨氏模量杨氏模量是一个物质在弹性范围内受到正应力时单位长度增加率与该正应力之比。
即E=σ/ε，其中E为杨氏模量，σ为正应力，ε为相对伸长率。
4. 悬挂法测杨氏模量在悬挂法中，将金属丝悬挂于两个支点之间，并加上一定负荷使其产生弹性变形。
测出金属丝的直径、长度、质量和弹性变形量，即可计算出杨氏模量。
三、实验步骤1. 准备工作（1）将金属丝固定于实验台上，并调整其水平度。
（2）使用游标卡尺测量金属丝的直径，并取平均值。
（3）使用螺旋测微器测量金属丝的长度，并取平均值。
（4）使用天平称重器测量金属丝的质量，并记录数据。
2. 实验操作（1）将小荷重挂在金属丝上，使其产生弹性变形。
记录下此时金属丝下端的位移x1。
（2）逐渐增加荷重，使金属丝继续产生弹性变形。
当荷重达到一定值时，记录下此时金属丝下端的位移x2。
（3）根据所加荷重和位移计算出金属丝所受到的正应力σ和相对伸长率ε。
（4）根据公式E=σ/ε计算出杨氏模量E。
四、数据处理与分析1. 数据处理根据实验操作中所记录下来的数据，可以计算出以下值：直径d = (d1 + d2 + d3)/3长度L = (L1 + L2 + L3)/3质量m位移差Δx = x2 - x1荷重F正应力σ = F/(πd^2/4)相对伸长率ε = Δx/L2. 数据分析根据实验原理中的公式E=σ/ε，可以计算出杨氏模量E。
将所得数据代入公式中，即可得到金属丝的杨氏模量。
金属丝杨氏模量的测量实验报告
弹性模量 E 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。 对于直径为 D 的圆柱形钢丝，其弹性模量为：E=4FL/πd2△L 2、光杠杆放大原理 光杠杆测量系统由光杠杆反射镜、倾角调节架、标尺、望远镜和调节反射镜组成。实验时，将光杠杆两个前足 尖放在弹性模量测定仪的固定平台上，后足尖放在待测金属丝的测量端面上。当金属丝受力后，产生微小伸长， 后足尖便随着测量端面一起作微小移动，并使得光杠杆绕前足尖转动一个微小角度，从而带动光杠杆反射镜转动 相应的微小角度，这样标尺的像在光杠杆反射镜和调节反射镜之间反射，便把这一微小角位移放大成较大的线位 移。
光杆杠臂长:63.6mm 钢丝长度 : 83.7mm 标尺到镜面距离：134.1cm
E=FLo/S△L
L
b n 2D
s
1 2 d π 4
E= 1.89 10 N/ m
11
2
六、误差分析：
1、误差主要取决于金属丝的微小变化量和金属丝的直径，由于平台上的圆柱形卡头上下伸缩存在系统误差，用望远 镜读取微小变化量时存在随机误差。 2、测量金属丝直径时，由于存在椭圆形，故测出的直径存在系统误差和随机误差。 3、实验测数据时，由于金属丝没有绝对静止，读数时存在随机误差。 4、米尺使用时常常没有拉直，存在一定的误差。
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
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$。
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、掌握光杠杆放大原理和测量微小长度变化的方法。
3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等测量长度的工具。
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 ＝ Y ＼times ＼frac{＼Delta L}｛L} ＼times S＼其中，Y 就是杨氏模量。
2、光杠杆放大原理本实验中，由于金属丝的伸长量ΔL 非常小，难以直接测量，因此采用光杠杆放大法进行测量。
光杠杆是一个带有三个尖足的平面镜，前两尖足放在一个固定的平台上，后尖足放在一个可移动的小平台上，小平台与金属丝的下端相连。
当金属丝伸长或缩短时，小平台会随之升降，带动光杠杆转动一个微小的角度θ。
通过望远镜和标尺，可以测量出光杠杆转动前后标尺的读数变化Δn，从而计算出角度θ 的变化。
根据几何关系，有：＼＼tan ＼theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼其中，D 为光杠杆平面镜到标尺的距离。
又因为：＼＼Delta L ＝＼frac{b}｛2} ＼times ＼theta＼其中，b 为光杠杆后足到两前足连线的垂直距离。
联立上述式子，可得：＼＼Delta L ＝＼frac{b ＼times ＼Delta n}｛2D}＼将其代入杨氏模量的表达式，可得：＼Y ＝＼frac{8FLD}｛S\pi d^2 ＼Delta n b}＼其中，d 为金属丝的直径。
三、实验仪器1、杨氏模量测定仪2、光杠杆及望远镜尺组3、螺旋测微器4、游标卡尺5、砝码6、米尺四、实验步骤1、调整仪器（1）将杨氏模量测定仪放在水平桌面上，调节底座上的三个调节螺丝，使立柱铅直。
金属丝的杨氏模量实验报告
金属丝的杨氏模量实验报告1. 实验目的好啦，今天咱们要聊聊一个挺有趣的实验，没错，就是金属丝的杨氏模量实验！听起来有点高大上，但其实呢，就是要测量一下金属丝的弹性。
简单来说，就是看看金属丝在拉伸时的“韧劲儿”有多大，能不能撑得住一拽。
哦，对了，杨氏模量这东西，听上去像是个难缠的数学公式，其实就是材料在受力时，形变的一个度量。
好比说，咱们在健身的时候，能不能把重物举起来，当然是越有力气越好嘛！2. 实验器材2.1 所需器材那么，实验需要什么呢？首先，咱得准备一根金属丝。
你知道的，市面上那种细细长长的金属丝就很好，别拿那种又粗又重的！接下来，还需要一个夹具，帮咱固定金属丝。
然后是一块称重砝码，记得，砝码可不能太轻，得能拉得动金属丝！再来就是一根刻度尺，这可是测量长度变化的好帮手。
最后，当然少不了记录数据的小本本，咱要把所有数据都记下来，免得到时候一头雾水。
2.2 实验环境实验环境也很重要，最好在一个安静、干燥的地方。
你想想，实验中如果旁边有小朋友在追逐打闹，估计金属丝都被吓得发抖了！所以，咱们就选择一个安静的实验室，空气清新，让人一看就觉得能专心致志。
3. 实验步骤3.1 测量起始长度好，咱们正式开始实验啦！首先，把金属丝一头固定在夹具上，另一头悬空，记得要把它拉得挺直的哦！接下来，拿出尺子，测量金属丝的初始长度，记录下来。
这个长度就是金属丝的基础信息，就像打游戏的时候，先得选好角色一样，后面才好玩嘛。
3.2 加载与测量然后，就要开始加砝码啦！慢慢往金属丝的悬空一端加砝码，每加一个就观察一下金属丝的长度变化。
你可得小心点，别一下子加太多，万一金属丝“哎呀”一声断掉，那就真是“前功尽弃”了。
每加一个砝码，就认真记录下此时金属丝的长度，直到加到你觉得差不多为止。
注意！每次都要小心翼翼地记录，不然可能就错过了关键的数据哦！4. 数据分析4.1 计算杨氏模量数据都收集好了，咱们就可以开始计算杨氏模量啦。
这个过程有点像做数学题，但没那么复杂。
金属丝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”消除系统误差。
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：一根均匀的金属丝或棒(设长为L，截面积为S)，在受到沿长度方向的外力F作用下伸长ΔL。
根据胡克定律：在弹性限度内，弹性体的相对伸长(胁变)ΔL/L与外施胁强F/S成正比。
即：ΔL/L=（F/S)/E (1)式中E称为该金属的杨氏弹性模量，它是描述金属材料抗形变能力的重要物理量，其单位为N·m-2。
设金属丝(本实验为钢丝)的直径为d，则S=πd2/4，将此式代入式(1)，可得： E=4FL/πd2ΔL (2)根据式(2)测杨氏模量时，F,d和L都比较容易测量，但ΔL是一个微小的长度变化，很难用普通测长器具测准，本实验用光杠杆测量ΔL。
三、实验仪器：杨氏模量仪测量仪、螺旋测微仪、游标卡尺、钢卷尺、望远镜（附标尺）。
四、实验内容和步骤：1、将重物托盘挂在螺栓夹B的下端，调螺栓W使钢丝铅直，并注意使螺栓夹B位于平台C的圆孔中间，且能使B在上下移动时与圆孔无摩擦。
2. 放好光杠杆，将望远镜及标尺置于光杠杆前约1.5～2m处。
目测调节，使标尺铅直，光杠杆平面镜平行于标尺，望远镜与平面镜处于同一高度，并重直对向平面镜。
3. 微调平面镜或望远镜倾仰和望远镜左右位置，并调节望远镜的光学部分，使在望远镜中看到的标尺像清晰，并使与望远镜处于同一高度的标尺刻度线a0和望远镜的叉丝像的横线重合，且无视差。
记录标尺刻度a0值。
4. 逐次增加相同质量的砝码，在望远镜中观察标尺的像，依次读记相应的与叉丝横线重合的标尺刻度读数1n,2n,…然后，再逐次减去相同质量的砝码，读数'1n，'2n…并作记录。
5. 用米尺测量平面镜面至标尺的距离R和钢丝原长L。
6. 将光杠杆取下，并在纸上压出三个足尖痕，用游标卡尺测出后足尖至两前足尖联机的垂直距离D。
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。
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
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加载砝码 质量/kg
标尺读数/cm
拉伸力增 拉伸力减
加时
小时
平均值
4.00 -1.88 -2.40 -2.14
5.00 -3.13 -3.18 -3.16
6.00 -4.32 -4.24 -4.28
7.00 -cm；L=85.60cm；b=7.28cm；g=9.8m/s2;
Δn
-1.29 -1.21 -1.18 -1.12 -1.20
绝对误差
0.09 0.01 0.02 0.08 0.05
;
八、实验结果：
Y=(1.33± )
九、误差分析：
1. 对Δn 进行线性回归分析：
由图可知，R2=0.9682，拟合程度较好，数据较为成功。 2. 实验过程中，读数时无法保证绝对静止状态下读数，可能导致实验中的误差。 3. 实验中，操作台的震动可能导致实验的误差。
实验名称：金属丝杨氏弹性模量的测定
一、引言：
金属杨氏弹性模量是反映物体在受外力作用下发生形变难易程度的重要物理量。
二、实验目的：
1.学会用光杠杆法测量杨氏弹性模量； 2.掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理； 3.学会用逐差法处理实验数据；
三、实验原理：
在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中，只 研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。 最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长 L ，截面积为 S ，沿长度方向施力 F 后，
物体的伸长 L ，则在金属丝的弹性限度内，有：
,
.
我们把 Y 称为杨氏弹性模量,单位 N/m2
S= ， 则有 Y=
b
如上图： ，
解出：
四、实验仪器：
杨氏弹性模量测量仪，螺旋测微器，游标卡尺，钢卷尺，望远镜
五、实验内容：
仪器调整 加重 2kg 杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；将望远镜放置在平 面镜正前方 1.5-2.0m 左右位置上；粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节到等高，望远 镜上的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜上方看到尺子的像；细调望远镜：调节目镜焦距能 清晰的看到叉丝，并先调节物镜焦距找到平面镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺子清晰的像。 测量 计下加重 2kg 时刻度尺的读数 n0 ；依次挂上1kg 的砝码，七次，计下 n1, n2 , n3 , n4 , n5 , n6 , n7 ；依次取下
标准差 0.001581
2 0.522
3 0.518
4 0.521
5 平均 0.519 0.520
；
；
加载砝码 质量/kg
标尺读数/cm
拉伸力增 拉伸力减
加时
小时
平均值
0.00 3.21 2.82 3.02
1.00 1.78 1.59 1.69
2.00 0.75 0.16 0.46
3.00 -0.64 -1.00 -0.82
1kg 的砝码，七次，计下 n1' , n2' , n3' , n4' , n5 ' , n6' , n7' ；用米尺测量出金属丝的长度 L （两卡口之间的金属
丝）、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 。
六、实验记录：
七、数据处理：
测量次数
1
直径d/mm 0.520