拉伸法测金属丝杨氏模量实验数据及数据处理范例教学内容
(完整版)用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告一、实验目的1.学会用拉伸法测量杨氏模量；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；4.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；5.学会实验报告的正确书写。
二、实验仪器YWC-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）、 钢卷尺（0-200cm ,0.1cm ） 、游标卡尺(0-150mm,0.02mm)、螺旋测微器(0-25mm,0.01mm) 三、验原理在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变。
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：LL S FY ∆=我们把Y 称为杨氏弹性模量。
如上图：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=-≈=∆ααα201D A A tg xL )(201A A Dx L -⋅=∆⇒)(8)(241012012A A x d FLD LA A Dx dFL L S F Y -=-=∆=ππ 四、实验内容<一> 仪器调整1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；3、将望远镜放置在平面镜正前方1.500-2.000m 左右位置上；4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；6、调节叉丝在标尺0刻度cm 2±以内，并使得视差不超过半格。
<二>测量1、 下无挂物时标尺的读数0A ；2、依次挂上kg 1的砝码，七次，计下7654321,,,,,,A A A A A A A ；3、依次取下kg 1的砝码，七次，计下'7'65'4'3'2'1,,,,,,'A A A A A A A ；4、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 ；5、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 。
用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
金属杨氏模量的测定杨氏模量是表征固体材料抵抗形变能力的重要物理量，是工程材料重要参数，它反映了材料弹性形变与内应力的关系，它只与材料性质有关，是工程技术中机械构件选材时的重要依据。
本实验采用液压加力拉伸法及利用光杠杆的原理测量金属丝的微小伸长量，从而测定金属材料的杨氏模量。
一、 实验目的（1） 学会测量杨氏弹性模量的一种方法（2） 掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理 （3） 学会用逐差法处理数据二、仪器和量具数显液压杨氏模量仪，光杠杆和标尺望远镜，钢卷尺，螺旋测微计。
三、原理1．拉伸法测量钢丝的杨氏模量任何物体在外力作用下都要产生形变，可分为弹性形变和塑性形变。
弹性形变在外力作用撤除后能恢复原状，而塑性形变则不能恢复原状。
发生弹性形变时，物体内部产生的企图恢复物体原状的力叫做内应力。
对固体来讲，弹性形变又可分为4种：伸长或压缩形变、切变、扭变、弯曲形变。
本实验只研究金属丝沿长度方向受外力作用后的伸长形变。
取长为L ，截面积为S 的均匀金属丝，在两端加外力F 相拉后，则作用在金属丝单位面积上的力S F 为正应力，相对伸长LL ∆定义为线应变。
根据胡克定律，物体在弹性限度范围内，应变与应力成正比，其表达式为LLYS F ∆= （1） 式中Y 称为杨氏模量，它与金属丝的材料有关，而与外力F 的大小无关。
由于L ∆是一个微小长度变化，故实验常采用光杠杆法进行测量。
2．光杠杆法测量微小长度变化放大法是一种应用十分广泛的测量技术，有机械放大、光放大、电子放大等。
如螺旋测微计是通过机械放大而提高测量精度的，示波器是通过将电子信号放大后进行观测的。
本实验采用的光杠杆法属于光放大。
光杠杆放大原理被广泛地用于许多高灵敏度仪表中，如光电反射式检流计、冲击电流计等。
图1(b)标尺光杠杆如图1（a ）、1（b ）所示，在等腰三角形板1的三个角上，各有一个尖头螺钉，底边连线上的两个螺钉B 和C 称为前足尖，顶点上的螺钉A 称为后足尖，A 到前两足尖的连线BC 的垂直距离为b ，如图3（a ）所示；2为光杠杆倾角调节架；3为光杠杆反射镜。
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告一、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、螺旋测微器等测量长度的仪器。
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。
对于一根粗细均匀的金属丝，在其长度方向上施加拉力 F，金属丝会发生伸长，设其伸长量为ΔL，金属丝的原长为 L，横截面积为 S，则根据胡克定律，在弹性限度内，应力（F/S）与应变（ΔL/L）成正比，其比例系数即为杨氏模量 E，表达式为：＼E ＝＼frac{F}｛S} ＼times ＼frac{L}｛＼Delta L}＼2、光杠杆放大原理光杠杆是一个带有三个尖足的平面镜支架，前两尖足放在平台的横槽内，后尖足置于待测金属丝的测量端。
当金属丝受力伸长时，光杠杆的后尖足随之下降，镜面将发生偏转。
设镜面偏转角度为θ，光杠杆常数（前脚到后脚的垂直距离）为 b，从望远镜中看到的标尺刻度变化为Δn，则有：＼＼tan\theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D} ＼＼＼Delta L ＝＼frac{b}｛2D} ＼Delta n ＼其中 D 为光杠杆镜面到标尺的距离。
三、实验仪器1、杨氏模量测定仪包括支架、待测金属丝、砝码托盘等。
2、光杠杆及望远镜尺组由光杠杆、望远镜和标尺组成。
3、游标卡尺用于测量金属丝的直径。
4、螺旋测微器用于更精确地测量金属丝的直径。
5、砝码若干个，用于对金属丝施加拉力。
四、实验步骤1、仪器调整（1）将杨氏模量测定仪放置在水平桌面上，调整底座螺丝使立柱铅直。
（2）调整光杠杆，使其前脚位于平台的沟槽内，后脚置于金属丝的测量端，镜面与平台垂直。
（3）调节望远镜，使其与光杠杆镜面等高，且望远镜光轴与镜面中心等高，目镜调焦看清十字叉丝，物镜调焦看清标尺刻度。
2、测量金属丝长度 L用米尺测量金属丝的原长 L，测量多次取平均值。
拉伸法测金属丝杨氏模量实验数据及数据处理范例
拉伸法测金属丝杨氏模量实验数据及数据处理范例实验目的：
通过拉伸法测定金属丝的应变-应力关系，计算出其杨氏模量。
实验装置：
1.拉伸装置
2.千分尺
3.计时器
4.电子秤
5.砝码
实验步骤：
1.将金属丝从盒子中取出，用色布擦拭干净。
2.测量金属丝的直径，取5组数据。
3.挂上金属丝，调整砝码，使其自由悬挂。
5.将千分尺固定在金属丝上，并与拉伸装置连接。
6.千分尺的刻度盘上调整到零点，并记录下来。
7.每增加1kg的砝码，记录下金属丝的长度，直到金属丝拉断。
8.重复以上步骤，取5组数据。
数据处理：
1.计算平均直径d和平均长度l。
2.根据公式计算出金属丝的应变ε和应力σ。
3.画出应变-应力曲线，并计算出杨氏模量E。
范例：
1.直径：
2.长度：
平均直径：d=（0.254+0.251+0.253+0.252+0.250）÷5=0.252mm
平均长度：l=（119.2+118.9+119.4+119.1+119.0）÷5=119.12mm
应变ε=（L-L0）÷L0=（119.2-119.1）÷119.1=0.000840336
应力σ=mg÷A=1×9.8÷（π/4×0.252^2）=103.12MPa
结论：
通过本实验可以得出金属丝的杨氏模量为122658.1MPa，来评估金属丝的性能和用途，具有很高的实用价值。
杨氏模量的测定(拉伸法) 演示文稿
l(cm)
Z(mm)
1 d(mm)
2
3
4
5
6
5．逐差法计算△A以及相应的 ． ． 以及相应的E． 以及相应的
1 ∆A = [( A3 − A0 ) + ( A4 − A1 ) + ( A5 − A2 )] 3
E=
8 FlD
π d ∆AZ
2
其中
F = 3 × 0.320 × 9.8( N )
6．E的不确定度的计算． ． 的不确定度的计算 的不确定度的计算． 可按下式计算E 值的标准不确定度u 可按下式计算 值的标准不确定度 c.E
8m glD E= 2 πd ( Am − A )Z 0
两个支点
砝码质量m已知 ， 砝码质量 已知， 只需 已知 测量钢丝长度l、钢丝 直径d、光杠杆长度Z、 直径 、光杠杆长度 、 加砝码前后望远镜中标 尺 的 读 数 Am 和 A0 即 可 。
Z
“力” 力 点
3． D值的测量 ． 值的测量
关于D值的测量，传统的方法用米尺去直接测量， 关于 值的测量，传统的方法用米尺去直接测量，但这 值的测量 样做误差较大． 样做误差较大 ． 现用长春第一光学仪器厂生产的尺读望远 镜，D值的测量可用公式 值的测量可用公式
砝码重 增重 减重 平均
(kg)
A i ’ (cm )
A i ” (cm )
A i (cm )
0 1 2 3 4 5 6 0.320 0.640 0.960 1.280 1.600 1.920
【实验内容】
4．长度及直径测量 ．
单次测量金属丝原长l 用米尺 用米尺)， ( 单次测量金属丝原长 (用米尺 ，Z(在白纸上压出三个 压痕后，用游标卡尺量出前点到后两点连线的垂直距离， 压痕后，用游标卡尺量出前点到后两点连线的垂直距离， 多次测量金属丝直径d(螺旋测微器， 次 即为Z )，多次测量金属丝直径 (螺旋测微器，6次)
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告在物理实验的世界里，测量材料的性质总是让人充满好奇。
今天我们来聊聊金属丝的杨氏模量，简单点说，就是一种描述材料在受力时如何变形的方式。
这项实验用的是拉伸法，听起来挺简单的，但其实蕴含着不少奥妙。
首先，我们得了解一下实验的基本设备。
拉伸测试机是关键。
它就像一位耐心的老师，慢慢施加力道，直到金属丝发生明显的变化。
我们使用的是一根标准的金属丝，直径和材质都有所规定。
准备好这些，心里就像打了鸡血一样，期待接下来的过程。
在实验开始前，必须仔细测量金属丝的初始长度和直径。
没有好的数据，后面的计算就像无源之水，难以为继。
用卡尺小心翼翼地量，生怕一不小心就把结果搞错。
记得那时候，心里默默祈祷，希望一切顺利。
测量完成后，记录数据是必不可少的，确保我们在后面能轻松搞定计算。
当拉伸机缓缓施加力量时，金属丝开始变形，仿佛在低声诉说着它的故事。
每一次拉伸，都是一次挑战。
我们认真观察着，目不转睛，生怕错过任何细微的变化。
随着力量的增大，金属丝的长度逐渐拉长，直至达到极限，最终它会发生断裂。
那一刻，仿佛整个世界都静止了，时间都在为这一瞬间而停滞。
接下来，断裂后的一切都得仔细分析。
我们需要记录下每个阶段的力量和对应的变形量。
通过这些数据，我们能够计算出金属丝的杨氏模量。
这个公式其实并不复杂，简而言之，就是应力与应变的比值。
应力是施加的力量除以横截面积，而应变则是长度的变化除以原始长度。
计算过程中，心中充满期待。
把数据代入公式后，金属丝的杨氏模量赫然出现在眼前。
这个数值就像一个特殊的标签，代表着这根金属丝的特性。
高杨氏模量意味着材料比较坚硬，而低杨氏模量则表明材料更柔韧。
通过这些，我们能更好地理解金属丝在各种应用中的表现。
在这个实验中，最让我印象深刻的其实是那种耐心和细致的态度。
科学实验从来不是一蹴而就的，更多时候是需要一点一滴地积累。
每一次观察，每一次记录，都在为结果添砖加瓦。
就像古人云“千里之行，始于足下”，每一步都至关重要。
用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量实验报告
用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量实验报告拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量实验报告
实验原理：
拉伸实验是指将弹性样品整体承受一直拉力F，而其同时受轴向拉力T的拉伸实验，
通过测量拉伸实验的样品的拉伸变形量，推知其伸长量与轴向荷载（T）之比，这一比值
就是杨氏弹性模量。
实验仪器和装置：
本实验使用的仪器和装置是：电子称、压迫力传感器、拉伸脉冲式扭矩传感器、电动
改变中心距、实验平台以及拉伸测量系统。
实验环境：
实验环境稳定，温度、湿度均在20℃时，室温保持在25℃以下，湿度保持在50%以下；光照明亮，可使测量精度更高。
实验方法：
1.选取合格的金属丝样品，将金属丝在两个支点上受上力，其中间部分悬空放置，应
用拉伸传感器，将力传感器的正负极接线联接到拉伸测量系统，以便测量拉伸时的变形量；
2.调节力传感器的拉伸力，测量金属丝在拉伸情况时的杨氏弹性模量；
3.如果所测量金属丝中受力跨度较短，可以适当增加测量力的大小，控制其变形量，
以测得最终结果；
4.在做精度处理时，应按试验标准及要求的容差，采取逐渐迭代的原则做精确的测量，充分检验该样品的杨氏弹性模量；
5.最后，将实验最终结果和测得的参数对比，进行分析，得出金属丝的杨氏弹性模量
大小，从而完成此次实验。
实验结论：
本次实验以拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量，由于采用了拉伸测量仪器和设备，对
金属丝进行严格控制，从而极大提高测量精度，最终杨氏弹性模量结果达到设计要求。
实验3.2 拉伸法测金属丝杨氏弹性模量
（3）逐差法处理数据的不确定度的计算 ：
N
1
ni
n1
N
6
ni
n6
Ni n5i ni
2
3
n2
n3
7
8
n7
n8
n6 n1
N
1 5
5 i1
Ni
4 n4 9 n9
n7 n2
5 n5 10 n10
n8 n3
n9 n4
n10 n5
5
2
A t0 .9 55i 1
精选ppt课件
21
再见
变化加以放大后，再进行测量的方法。 光杠杆放大法利用光杠杆放大装置将微小长度的
变化放大为望远镜中标尺读数的变化。光杠杆放大 装置包括光杠杆和镜尺组。
精选ppt课件
6
杨氏弹性模量测定仪
精选ppt课件
7
tg22
光杠杆放大原理
nn1n0
L bn
2D
n1
n0
D
放 大 倍 数2D为
b
其中，b中为光杆杆后脚到前两脚连线的垂直距离；D是平面镜面到米
大家好！
用拉伸法测量金属丝杨氏模量
1. 实验简介
2. 实验目的
3. 实验原理
4. 逐差法处理数据
5. 实验内容
6. 注意事项
7. 数据记录与处理
8. 课后思考题 精选ppt课件
2
实验简介
材料受外力作用时必然发生形变，杨氏模量(也称弹性模量)是 反映固体材料弹性形变的重要物理量，在一般工程设计中是一个 常用参数， 是选定机械构件材料的重要依据之一。常用金属材
杆标尺读数如下表：
金属杨氏模量测量实验报告
金属杨氏模量测量实验报告一、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、学会使用望远镜和标尺测量长度。
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，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$就是杨氏模量。
2、光杠杆原理光杠杆是一个带有三个尖足的平面镜，前两尖足放在一个固定的平台上，后尖足放在金属丝的测量端。
当金属丝发生微小伸长时，光杠杆后尖足随之移动，带动平面镜转动一个微小角度$＼theta$。
通过望远镜和标尺可以观测到平面镜反射的标尺像的移动，从而测量出微小的长度变化。
根据几何关系，有$＼tan\theta ＝＼Delta n ／ D$，其中$＼Deltan$是标尺像的移动距离，＄D$是望远镜到平面镜的距离。
又因为$＼theta$很小，所以$＼tan\theta ＼approx ＼theta$。
同时，＄＼theta ＝＼Delta L ／ b$，其中$b$是光杠杆前后尖足的距离。
联立可得：＄＼Delta L ＝ b ＼times ＼Delta n ／ D$将其代入杨氏模量的公式$E ＝ F ＼times L ／（S ＼times ＼Delta L)＄，可得：＄E ＝ 8FLD ／（S\pi d^2 ＼Delta n b)＄，其中$d$是金属丝的直径。
三、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、望远镜、标尺、砝码、螺旋测微器、米尺等。
四、实验步骤1、调节仪器（1）将杨氏模量测量仪的底座调水平，使金属丝竖直。
（2）将光杠杆放在平台上，使其前两尖足与平台的沟槽对齐，后尖足与金属丝的测量端接触良好。
（3）调整望远镜和标尺的位置，使通过望远镜能清晰地看到标尺的像。
用拉伸法测金属丝的杨氏模量报告
用拉伸法测金属丝的杨氏模量报告杨氏模量是用来描述固体材料在受力时的弹性特性的重要参数，可以描述材料在受力时的抗拉能力和变形能力。
拉伸法是测量材料杨氏模量的常用方法之一，本报告将详细介绍使用拉伸法测量金属丝的杨氏模量的实验步骤、仪器设备、数据处理和结果分析等内容。
一、实验目的：本实验的目的是通过拉伸法测量金属丝的杨氏模量，从而了解金属丝的力学性质。
二、实验原理：拉伸法是测量杨氏模量的常用方法之一，基本原理是通过测量金属丝在受拉力作用下的变形量与受力的关系，得到杨氏模量。
三、实验仪器设备：1.金属丝样品（材料：金属丝）；2.拉力机；3.游标卡尺等测量工具；4.外力计。
四、实验步骤：1.准备工作：a.将金属丝剪成合适的长度，并用离心机清洗干净；b.按照实验要求，在拉力机上安装好金属丝样品，并调整好拉力机的参数。
2.实验测量：a.测量金属丝样品的初始长度和直径，并记录测量结果；b.在拉力机上施加一个逐渐增大的拉力，记录拉力和相应的伸长量。
3.数据处理：a.根据实验测量结果，计算金属丝的应变（单位长度的伸长量），并绘制应变-应力图；b.根据应变-应力图中线性部分的斜率，计算金属丝的杨氏模量。
五、结果分析：根据实验测量的数据和计算结果，可以得到金属丝的杨氏模量。
根据实验测量的应变-应力图中线性部分的斜率，可以计算出杨氏模量的数值。
六、实验注意事项：1.实验过程中需要注意安全，避免发生意外情况；2.测量金属丝的长度和直径时，要使用合适的测量工具进行准确测量；3.在实验过程中需要仔细记录实验数据，并及时进行数据处理；4.在数据处理过程中需要注意计算的准确性和可靠性。
七、实验总结：通过本次实验，成功使用拉伸法测量了金属丝的杨氏模量。
实验过程中，需要仔细操作测量仪器和记录实验数据，以提高实验的准确性和可靠性。
本次实验的结果可用于研究金属丝的力学性质和应用等方面，对进一步了解材料的性能和特性具有重要意义。
用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告
金属丝杨氏模量的测定实验报告【实验目的】1.学会用拉伸法测量杨氏模量；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；4.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；【实验仪器】YWC-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） 钢卷尺（0-200cm ,0.1 ）、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01)【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：FS E LL=∆ 我们把E 称为杨氏弹性模量。
如上图：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=∆≈=∆ααα2D n tg x L n D x L ∆⋅=∆⇒2 （02n n n -=∆）n x d FLD Ln Dx d FL L S F E ∆⋅=∆=∆=228241ππ 真实测量时放大倍数为4倍，即E=2E【实验内容】<一> 仪器调整1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；3、将望远镜放置在平面镜正前方1.5-2.0m 左右位置上；4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；6、调节叉丝在标尺cm 2±以内，并使得视差不超过半格。
<二>测量1、 记下无挂物时刻度尺的读数0n ；2、依次挂上100g 的砝码，8次，计下7654321,,,,,,n n n n n n n ；3、依次取下100g 的砝码，8次，计下n 0‘，'7'65'4'3'2'1,,,,,,'n n n n n n n ； 4、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 ；5、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 。
实验一 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、实验内容与数据处理拉伸法测金属丝杨氏模量（1）调节杨氏模量仪的支架成铅直。
（2）调节光杠杆镜和望远镜。
粗调：先调节望远镜的高度，使之与光杠杆镜等高，再调节光杠杆镜的镜面，它和望远镜的倾斜度，使它们相互垂直。
然后利用望远镜上面的瞄准器，使望远镜对准反射镜，调节其角度使得通过镜筒上方应能从反射镜中看到标尺像。
细调：从望远镜内观察、旋转目镜直至看清叉丝。
然后调节镜筒中部的调焦螺旋，改变组合物镜的焦距直至清晰地看到标尺像。
仔细调节目镜和调焦螺旋，使标尺像与叉丝共面。
1、用逐差法处理荷重钢丝伸长变化的数据次数 荷重砝码重量P （kg ） 标尺读数S （cm ）荷重砝码相差5kg 时的读数差S ∆（cm ）P 增加时 P 减少时平均值2'i i S S s +=1 1 S 1=0.76 1'S =0.981S =0.84 =-=∆161S S S 3.79 2 2 S 2=1.61 2'S =1.672S =1.64=-=∆272S S S 3.765 3 3 S 3=2.40 3'S =2.43 3S =2.415 =-=∆383S S S 3.80 4 4 S 4=3.10 4'S =3.144S =3.12=-=∆494S S S 3.65 5 5 S 5=3.96 5'S =4.01 5S =3.985 =-=∆5105S S S 3.5856 6 S 6=4.62 6'S =4.70 6S =4.66 =∆S 3.78S ∆的标准偏差：)(=-∆-∆=∑∆12n S S S iS 0.127 7 S 7=5.39 7'S =5.42 7S =5.405 8 8 S 8=6.12 8'S =6.31 8S =6.215 9 9 S 9=6.72 9'S =6.82 9S =6.771010S 10=7.5710'S =7.5710S =7.572、D 、b 、l 和ρ的测量待测量 ρ（mm ）D （cm ） b （cm ） l （cm ）1 0.512 132.2 7.230 82.202 0.5153 O.5104 0.5175 0.513平均值=ρ0.005D =132.2 b =7.230 l =82.20仪器误差 0.004 0.5 0.002 0.05 标准偏差////数据处理:=∆∆=Sb plD E 28πρ 1.883*10^11(Pa)Sp b D l E E sp b D l ∆∆+∆∆+∆+∆+∆+∆=∆∆∆ρρ2= 3.3% 作P i —i S 拟合直线图，PSK ∆∆=从图中数据可知，bElDK 28πρ=与实验结果基本符合。
用拉伸法测金属丝的杨氏模量(显微镜直读法)-试验报告(含数据)
用拉伸法测金属丝的杨氏模量(显微镜直读法)-试验报告(含数据)大学物理实验讲义实验4.2.1 拉伸法测金属丝的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，是工程技术上常用的参数，是工程技术人员选择材料的重要依据之一。
条形物体（如钢丝）沿纵向的弹性模量叫杨氏模量。
测量材料杨氏模量方法很多，其中最基本的方法有伸长法和弯曲法。
伸长法一般采用拉伸法，其采用的具体测量方法有光杠杆放大法和显微镜直读法；弯曲法包括静态弯曲法和动态弯曲法。
本实验采用拉伸法当中的显微镜直读法。
【实验目的】1. 熟悉米尺和千分尺的使用，掌握读数显微镜的使用方法；2. 学习用逐差法处理数据；3. 了解CCD 成像系统。
【实验仪器】YWC-III 杨氏模量测定仪、钢卷尺、千分尺、水准仪和0.1kg 、0.2kg 的砝码若干。
杨氏模量测定仪的结构如图4-2-1所示。
(a)学生实验配置 (b)教学演示配置图4-2-1 杨氏模量测定仪1. 金属丝支架S 为金属丝支架，高约1.30m ，可置于实验桌上，支架顶端设有金属丝夹持装置，金属丝长度可调，约77cm ，金属丝下端的夹持装置连接一小方块，方块中部的平面上有细十字线供读数用，小方块下端附有砝码盘。
支架下方还有一钳形平台，设有限制小方块转动的装置（未画出），支架底脚螺丝可调。
2. 读数显微镜读数显微镜M 用来观测金属丝下端小圆柱中部平面上细横线位置及其变化，目镜前方装有分划板，分划板上有刻度，其刻度范围0-8mm, 分度值0.01mm ，每隔1mm 刻一数字。
H 1为读数显微镜支架。
D 成像、显示系统（作为示教仪）CCD 黑白摄像机：灵敏度：最低照度≤0.2Lux；CCD 接在显微镜目镜与电视显示器上。
H 2为CCD 黑白摄像机支架。
【实验原理】物体在外力作用下，总会发生形变。
当形变不超过某一限度时，外力消失后形变随之消失，这种形变称为弹性形变。
发生弹性形变时，物体内部产生恢复原状的内应力。
拉伸法测金属丝的杨氏模量
HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY物理实验报告实验题目：拉伸法测金属丝的杨氏模量姓名：张志林物理实验教学中心实验报告一、实验题目：拉伸法测金属丝的杨氏模量二、实验目的： 1. 掌握静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量2. 学会光杠杆法测量微小长度变化量的技巧3. 巩固逐差法处理实验数据4. 接受有效数字计算和不确定度计算的训练三、实验仪器：数显液压加力杨氏模量测定仪，新型光杠杆，螺旋测微计和钢卷尺四、实验原理（原理图、公式推导和文字说明）：E =F L /∆LS（1）E ─ 杨氏模量，固体材料抵抗形变能力的重要物理量，固有属性，取决于材料，F/S ─ 应力，∆L/L ─ 应变，F、S、L易测，∆L不易测，采用光杠杆法设金属丝的直径为d，有E=4FL/πd2ΔL （2）当金属丝受力后，产生微小伸长，光杠杆后足尖便随托板一起作微小移动，并使光杠杆绕前足尖转动一微小角度，从而带动光杠杆反射镜转动相应的微小角，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线位移。
这就是光杠杆产生光放大的基本原理。
下面我们来导出本实验的测量原理公式。
光杠杆放大原理示意图标尺和观察者在两侧，开始时光杠杆反射镜与标尺在同一平面,在望远镜中读到的标尺读数为n0,当光杠杆反射镜的后足尖下降ΔL，将会产生一个微小偏转角θ，此时在望远镜中读到的标尺读为n1, n1-n0即为放大后的钢丝伸长量N，常称作视伸长。
由图可知ΔL=b tanθ≈bθN= n1-n0=D tan4θ≈4Dθ所以它的放大倍数为A0=NΔL=n1-n0/ΔL=4Db可得E=16FLD/πd2bN （3）式中D为调节反射平面镜到标尺的距离，b称为光杠杆常数，即为光杠杆后足尖到两前足尖连线的垂直距离。
五、实验数据处理（整理表格、计算过程、结论）：700.0222=∆+∆+=∆仪仪d S d (mm) )mm (7.0222=∆+∆+=∆仪仪N S N )N/m (1096.11022.152.80812.014.3101.1135.4600.516162118232---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==bN d FLD E π%1.24222222=⎪⎭⎫⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆b b N N D D L L F F d d E E )N/m (1004.0211-⨯=∆⨯=∆EEE E)N/m (10)04.096.1(211-⨯±=E六、总结及可能性应用（误差分析、收获、体会及本实验的应用）：1.增加D 可进一步提高放大倍数；2.水平没调对结果会有影响；3.也可利用作图法进行处理；4.钢丝是否要定期更换。
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。
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ll SF Y //∆=为杨氏模量（如图1）。
设钢丝直径为d ，即截面积42/d S π=,则24ld lFY ∆=π。
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，n L bn n L b l ∆⋅=-≈∆220)(， nb d FlL Y ∆=∴28π 。
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0n 。
(2) 依次增加1个砝码，记录相应的望远镜读数''',,721n ，n n 。
(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'''''''',,,0167n n ，n n 。
(4) 计算同一负荷下两次标尺读数('i n 和''i n )的平均值2/)('''i i i n n n +=。
(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。
五．数据记录及处理1．多次测量钢丝直径d表1 用千分卡测量钢丝直径d （仪器误差取0.004mm ）测量部位 上中下平均测量方向 纵向横向纵向横向纵向横向)(mm d0.718 0.714 0.705 0.704 0.705 0.711 0.710 )10()(242mm d d i -⨯-.64.16.25.36.25.010.278钢丝直径d 的：A 类不确定度)1(/)(1)()1(1)(22--=--=∑∑n d d nd d n n d u i iA =-⨯=-)16(/10278.040.0024 mmB 类不确定度0023.03004.03)(==∆=d u B mm总不确定度=+=)()()(22d u d u d u B A C 0.0034 mm相对不确定度 ===710.00034.0)()(dd u d u C r 0.48% 测量结果 ⎩⎨⎧=±=%48.0)()004.0710.0(d u mm d r2．单次测量：用米尺单次测量钢丝长l 、平面镜与标尺间距L ，用游标卡尺测量光杠杆长b（都取最小刻度作为仪器误差，单次测量把B 类不确定度当作总不确定度处理）表2 钢丝长l 、平面镜与标尺间距L 、测量光杠杆长b 单位：mm测读值不确定度相对不确定度l 663.0 0．58 )(l u r 0．087% L 907.5 0．58 )(L u r 0．064% b75.860．012)(b u r0．016%（计算方法：不确定度=仪器误差/3）3．光杠杆法测量钢丝微小伸长量砝码重量 （千克力）标尺读数)(cm隔项逐差值)(cm n i ∆加砝码时减砝码时平均2/)('''i i n n +2.00 '0n1.80 ''0n1.88 0n1.84 4n -0n0.753.00 '1n2.01 ''1n2.09 1n 2.05 4.00 '2n 2.20 ''2n2.27 2n 2.23 5n -1n 0.74 5.00 '3n 2.38 ''3n2.44 3n 2.41 6.00 '4n 2.56 ''4n 2.61 4n2.59 6n -2n 0.74 7.00 '5n 2.78 ''5n2.79 5n 2.79 8.00 '6n 2.96 ''6n 2.98 6n2.97 7n -3n0.739.00'7n3.13''7n3.157n3.14所以，在F=4.00千克力作用下，标尺的平均变化量Δn=0.74 cmΔn 的总不确定度 cm n u n u B C 0012.0)()(=∆≈∆ Δn 相对不确定度 %16.0)(=∆n u r“仪器误差”，即mm n u 01203020./.)(==∆）4．计算杨氏模量并进行不确定度评定由表1、表2、表3所得数据代入公式nb d FlLY ∆=28π可得钢丝的杨氏模量的： 近真值23233321074.01086.75]10710.0[14.3105.907100.6638.900.488-----⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆=n b d FlL Y π=1110123.2⨯(N/m 2) 相对不确定度 222222)]([)]([)]([)]([)]([)(n u b u d u L u l u Y u r r r r r r ∆++++=222220016.000016.0)0048.02(00064.000087.0++⨯++=%98.0=总不确定度 Y Y u Y u r C ⋅=)()(111021.0⨯=(N/m 2)测量结果⎩⎨⎧=⨯±=%98.0)(/10)21.012.2(211Y u m N Y r。
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。
用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告
金属丝杨氏模量的测定实验报告【实验目的】1.学会用拉伸法测量杨氏模量；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；4.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；【实验仪器】YWC-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）钢卷尺（0-200cm ,0.1 ）、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01)【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E 称为杨氏弹性模量。
如上图：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=∆≈=∆ααα2D n tg x L n D x L ∆⋅=∆⇒2 （02n n n -=∆） 真实测量时放大倍数为4倍，即E=2E【实验内容】<一> 仪器调整1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；3、将望远镜放置在平面镜正前方1.5-2.0m 左右位置上；4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；6、调节叉丝在标尺cm 2±以内，并使得视差不超过半格。
<二>测量1、 记下无挂物时刻度尺的读数0n ；2、依次挂上100g 的砝码，8次，计下7654321,,,,,,n n n n n n n ；3、依次取下100g 的砝码，8次，计下n 0‘，'7'65'4'3'2'1,,,,,,'n n n n n n n ； 4、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 ；5、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 。
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。