(精编资料推荐)拉伸法测金属丝杨氏模量实验数据及数据处理范例

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用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量

用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量

用新型杠杆-光杠杆放大法测定金属丝的杨氏模量一、 前言杨氏模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,是选择工程材料的重要依据之一。

设长为L ,截面积为S 的均匀金属丝,在两端以外力F 相拉后,伸长ΔL 。

实验表明,在弹性范围内,单位面积上的垂直作用力F/S (正应力)与金属丝的相对伸长ΔL/L(线应变)成正比,其比例系数就称为杨氏模量,用Y 表示,即//F S FLY L L S L==∆∆ (1) 这里的F 、L 和S 都易于测量,ΔL 属微小变量,我们将用光杠杆放大法测量。

放大法是一种应用十分广泛的测量技术。

我们将在本课程中接触到机械放大、光放大、电子放大等测量术。

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是属光放大技术。

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。

放大法的核心是将微小变化量输入一“放大器”,经放大后再作精确测量。

设微小变化量用ΔL 表示,放大后的测量值为N ,我们称N A L=∆ 为放大器的放大倍数。

原则上A 越大,越有利于测量,但往往会引起信号失真。

研究保真技术已成为测量技术的一个专门领域。

二、 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三、 实验原理本实验的整套装置由“杠杆式加力杨氏模量拉伸仪”和“新型光杠杆”组成。

杠杆式加力杨氏模量拉伸仪如图1所示,金属丝上下两端用钻头夹具夹紧,上端固定于双立柱的横梁上,下端钻头卡的连接拉杆穿过固定平台中间的套孔与一拉力盒相连,盒内装置有1:10的杠杆加力系统,即在砝码托盘上加100g 的力,将对金属丝产生1000g 的拉力。

在本实验中每个砝码(插图用CAXA 软件绘的另外用邮件寄出或传真)200g ,钢丝相当于受到2000g 的拉力,在实验中若用逐差法计算时,特别要注意公式中的加力F 所代表的拉力大小。

16014317927实验6拉伸法测定金属的杨氏模量数据

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拉伸法测定金属的杨氏模量实验指导书根据胡克定律,在钢丝的弹性限度内,钢丝的应力与应变成正比:LLY S F ∆=,其中S 是钢丝的截面积。

只要测出在一定的受力下,钢丝的伸长量L ∆就能求出钢丝的杨氏模量了。

光杠杆放大测量微小长度变化量:本实验用光杠杆法放大微小量,放大方法如下图所示:从图1中我们可以看到,当钢丝拉力变化F ∆时长度的变化为L ∆,此时刻度尺的读数就变化了N ∆。

由三角函数关系可得:θθh htg L ≈=∆, θθD Dtg N 22≈=∆所以:DN h L 2∆=∆,可得:Nh MgLD Nh FLD Y dd∆∆==∆∆=ππ2288最小二乘法计算MNb ∆∆=本实验不直接计算ΔF 和ΔN ,而是将实验中测到的N i 和F i 直接代入最小二乘法公式中计算b 及其不确定度,参看课本27页公式(9)、(10)与(12),令图1 光杠杆放大原理图N y M x ==,,之后再求出杨氏模量Y 和它的不确定度。

注意此时hbLDgY dπ28=。

实验数据与处理参考3.1实验数据记录表格表1 测杨氏模量相关实验数据表 (其中g=9.789N/kg )单位:cmM(kg)N i D Ld h 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.0003.2数据处理 令M x =,N y =则:==M x,==N y ,==22M x ,==22M x ,==22N y ,==22N y ,==MN xy ,=⋅=⋅N M y x(1) 求相关系数r=---=))((2222y y x x y x xy r若:10≤≤r r (0r 的值参看课本27页表3-4),则可知x 和y 具有线性关系(2) 求bb S =--=22xx y x xy b=y S 课本27页 公式(10)==b b S U 课本27页 公式(12)(3) 求d 的平均值及不确定度=d ,=d S==n S U dA ,==∆=30004.03m B U =+=22B A d U U U(4)求h ,L 的不确定度==∆=3002.03m hu==∆=305.03m L u(5) 求D 及其不确定度=-=|)(|5021B B D305.025********221⋅=∆=+=m DBB u u u=(6)求Y 及其不确定度==hbd LDgY 28π222222⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=D u L u h u d u b u D L h d b YE==⨯=Y E uY Y(注意:计算标准偏差S 和平均值时,直接写结果,不需要公式和代入数据,其它每个量的计算过程都应包含有:公式、数据代入、正确的有效数字位数及相关单位。

伸长法测金属杨氏模量(范文4篇)

伸长法测金属杨氏模量(范文4篇)

伸长法测金属杨氏模量(范文4篇)以下是网友分享的关于伸长法测金属杨氏模量的资料4篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。

《伸长法测金属杨氏模量范文一》拉伸法测金属杨氏模量实验目的: ①调节光系统,使之处于正常工作状态②测出钢丝随负载的变化率③将有关参量代入公式求出杨氏模量实验原理:根据胡克定律有ζ截面积为S =14=E ε, 其中E 为比例系数,若金属原长为L ,直径为d, 2πd ∆L因为∆F ,L,d 。

比较容易测量,但是∆L 十分微小,不易测量,因此可以在拉力∆F 作用下,长度伸长∆L ,因此E =πd ,4∆FL2。

利用光杠杆系统来测量。

光杠杆系统主要有平面镜,T 刑支架以及前后支脚,设钢丝为伸长时标尺的读数为n 1,钢丝伸长∆L 时标尺的读数为钢丝夹下降∆L , 平面镜法线偏转θ上E =8LBg⨯∆m ∆n角综n 2刻度为n =n 2-n 1,πd b2。

实验仪器:光杠杆、带小平台的立柱、带钢丝夹的砝码的被测钢丝、游标卡尺、千分尺、望远镜及标尺实验步骤:㈠选择测量工具其中l 和B 用卷尺,d 用千分尺,b 用游标卡尺测量,△m 用标准砝码,△n 用尺读望远镜测量,前四个量是直接测量的,后两个是双变量测量,目的是要m 对n 的变化率,根据上述内容绘制数据表。

㈡根据几何光学的原理来调节望远镜,光杠杆和标尺之间的位置。

1 望远镜、平面镜、标尺的位置要自习调节,使标尺在平面镜的像处在望远镜的视场中,以变能在望远镜中看到标尺的像。

2 望远镜的光轴与平面镜的法线平行,标尺要竖直。

㈢对望远的调节1调节目镜,看清划板。

2调节物镜,是目标成像在分划板上,这里的“目标”是指钢丝再砝码盘上加载,测出m 与n 的对应关系数据处理:实验装置常数测量表根据以上的数据可以绘制如下的图像:直线的方程为m =5. 1158n -23. 2994,因此∆m ∆n=5. 1158∆n =∆n 1+∆n 2+∆n 3+∆n 4+∆n 55=0. 9654cm∆m =5kg__22__22_2S (∆n ) =(∆n 1-∆n) +(∆n 2-∆n ) +(∆n 3-∆n ) +(∆n 4-∆n ) +(∆n 5-∆n )5⨯(5-1)=0. 026-UA=S (∆n ) =0. 026u B =ins3=0. 0577u-∆n=U A +U B =0. 06322E =8lBg ∆mπd b ∆n11=3. 649052278⨯10根据E 的不确定度传递公式可得:-c(E )-=((-nE∆n)2=0. 07-U--=2UC -(E )=0. 14E E因此扩展不确定度为U E=0. 51⨯101111综上结果表达式是 E =(3. 65±0. 51)⨯10Nm2不确定度为1位有效数字-0.5分注意事项:Ⅰ加砝码,测出n 随m 的变化,然后减砝码,测出-m 与n 的关系,n 与你n 有可能不同,去二者的平均值即可,采用反正向测量取平均值的办法是为了消除弹性形变的滞后效应带来的系统误差,测量之前,砝码盘上需要加适量的砝码将钢丝拉直Ⅱ加减砝码时轻拿轻放,钢丝的晃动容易使光杠杆的位置变化。

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

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。

大学物理实验实验三拉伸法测金属丝的杨氏模量(1)(1)(1)(1)

大学物理实验实验三拉伸法测金属丝的杨氏模量(1)(1)(1)(1)

物理实验原始数据记录1、微小伸长量x ∆的测量与计算表1 光杠杆读数数据表仪器: 尺度望远镜标尺∆=尺 0.5 mm, 砝码质量m = 0.1 kg ,(表格单位:mm )2、金属丝直径的测量表2 金属丝的直径d仪器: 螺旋测计计 ∆微器=0.004 mm3、其它长度测量(单次测量)表3 单次测量量数据表 米尺: ∆=米尺大学物理实验报告实验名称拉伸法测金属丝的杨氏模量实验名称: 拉伸法测金属丝的杨氏模量 实验时间:2020.06.08 小组成员:张振勇 实验地点:实验目的:1.学会用拉伸法测金属丝的杨氏模量。

2.掌握用光杠杆法测量微小长度的变化。

3.学会用逐差法处理数据。

仪器、设备和材料:杨氏模量测定仪、光杠杆、尺读望远镜、游标卡尺、螺旋测微计及米尺 实验原理:⑴固体材料的杨氏模量材料力学告诉我们,固体受外力作用时都会发生形变。

外力与形变之间的关系一般情况下是比较复杂的,这里考虑最简单的情况;一根细而长的均匀棒状固体,只受轴向外力的作用,可以认为该物体只产生轴向形变。

设棒状固体的长度为L ,横截面积为S ,轴向力F 作用时,长度伸长量为L ∆,在弹性限度内,应力/F S 和应变/L L ∆成正比(胡克定律),即F L YSL ∆= 式中,比例系数Y 就是固体的杨氏模量。

杨氏模量取决于固体材料本身性质,与所施外力、物体长度、材料截面积的大小无关。

杨氏模量的单位为牛顿每平方米(N/m 2)。

我们对上式整理可以得到//F SY L L =∆ (4-5-1)式(4-5-1)可见,只要测出F 、S 、L 、L ∆,就会得到杨氏模量Y 值。

F 、S 、L 各量可用一般的测量仪器测得,而L ∆通常很小,用一般仪器和方法测量较为困难,本实验采用光杠杆法测量L ∆。

⑵.利用光杠杆法测量微小长度变化量光杠杆由平面全反射镜、主杠支脚和刀口组成,如图4-5-1所示,镜面倾角及主杠尖脚到刀口间距离均可调。

测量微小长度变化量原理如图4-5-2所示。

用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告

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 。

拉伸法测金属丝的杨氏模量

拉伸法测金属丝的杨氏模量

钢丝杨氏模量的测定创建人:系统管理员总分:100一、实验目的本实验采用拉伸法测量杨氏模量,要求掌握利用光杠杆测定微小形变的方法,在数据处理中,掌握逐差法和作图法两种数据处理的方法。

二、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。

三、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。

实验原理图如下图:图1.光杠杆原理图当θ很小时,,其中l是光杠杆的臂长。

由光的反射定律可以知道,镜面转过θ,反射光线转过2θ,而且有:故:,即是那么,最终也就可以用这个表达式来确定杨氏模量E。

四、实验内容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。

(2)调节支架底脚螺丝,确保平台水平,调平台的上下位置,使管制器顶部与平台的上表面共面。

(3)光杠杆的调节,光杠杆和镜尺组是测量金属丝伸长量ΔL的关键部件。

光杠杆的镜面(1)和刀口(3)应平行。

使用时刀口放在平台的槽内,支脚放在管制器的槽内,刀口和支脚尖应共面。

(4)镜尺组的调节,调节望远镜、直尺和光杠杆三者之间的相对位置,使望远镜和反射镜处于同等高度,调节望远镜目镜视度圈(4),使目镜内分划板刻线(叉丝)清晰,用手轮(5)调焦,使标尺像清晰。

2.测量(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ri,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。

精编杨氏-静态拉伸法测弹性模量资料

精编杨氏-静态拉伸法测弹性模量资料
光杠杆的平面镜下面的两前尖足放在平台的沟槽内,其后尖 足放在浮块上。当砝码托上增加(或减少)砝码时,金属丝 伸长(或缩小),光杠杆镜架的后尖足也随浮块下降或上升。
螺旋测微器简介
它的刻度由固定刻度A和可 动刻度B两部分构成。固定 刻度又分整刻度和半刻度, 每个刻度为1mm.
可动刻度部分每旋转一周 测微螺杆前进或后退0.5mm, 而每一周又分了50个刻度, 所以每旋转一个刻度测微 螺杆前进或后退 0.5/50=0.01mm,所以螺旋 测微器测量长度时可以精 确到0.01mm.
实验过程
I. 记下读数n0(建议n0=0) II. 逐渐增加砝码,记录从望眼镜观察到的各相应的标尺读数
ni‘.
点击进入Flash动画演示
I. 然后再逐次移去所加的砝码,也记下响应的标尺读数ni”. II. 将对于同一Fi值的ni“和ni‘求平均,记为ni,Δn= ni- n0
测量长度和直径
1.用刚尺测量平面镜到标尺之间的垂直距离D,及测钢丝的长L
以为α和2 α都很小,所以: L
b
即: L b n
2D
2 n D
点击进入Flash动画演示
S
n2
n1 n n0
数据处理
1.将所有测量数据列表记录 2.将各次测量值L ,D, b表示为 X X 仪 的形式 ,即:
L L测 卷尺 D D测 卷尺 b b测 卷尺
测 砧
B可动刻度 A固定刻度
转 动 棘 轮
测 微 螺 杆
制 动 器
微 分 筒
螺旋测微器的使用
将待测物放在测砧和测微螺杆之间,轻轻转动棘轮,直到棘轮发 出“喀喀”响声后,将锁紧装置推向左边,便可读数。切不可用 力转动。测微螺杆,这样会影响测量结果,甚至损坏仪器.

拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告

拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告

拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告引言金属材料的力学性能是工程设计和材料研究的重要指标之一。

而杨氏模量是评价金属材料弹性性能的重要参数之一。

本实验通过拉伸法测定金属丝的杨氏模量,旨在探究金属材料的弹性性能。

实验原理拉伸法是一种常用的测定材料杨氏模量的方法。

拉伸试验时,通过施加外力,使金属丝产生应变,进而测定应力和应变之间的关系。

根据胡克定律,应力与应变之间成正比,比例系数即为杨氏模量。

实验步骤1. 实验前准备:准备一根长度较长的金属丝,称重并记录质量。

2. 固定金属丝:将金属丝固定在实验台上,确保其平整和垂直。

3. 测量初始长度:使用游标卡尺测量金属丝的初始长度,并记录。

4. 施加外力:逐渐施加外力,使金属丝发生拉伸,同时记录外力的大小。

5. 测量伸长量:使用游标卡尺测量金属丝的伸长量,并记录。

6. 计算应力和应变:根据外力和伸长量的测量结果,计算金属丝的应力和应变。

7. 绘制应力-应变曲线:将应力和应变的测量结果绘制成曲线图。

8. 计算杨氏模量:根据应力-应变曲线的斜率,计算金属丝的杨氏模量。

实验结果实验中,我们选取了一根长度为L的金属丝进行拉伸试验。

通过测量,我们得到了金属丝的初始长度为L0,质量为m,外力F的大小,以及金属丝的伸长量ΔL。

根据这些数据,我们可以计算出金属丝的应力σ和应变ε。

应力σ的计算公式为:σ = F / A其中,F为外力的大小,A为金属丝的横截面积。

应变ε的计算公式为:ε = ΔL / L0通过绘制应力-应变曲线,我们可以观察到金属丝在拉伸过程中的变化情况。

根据应力-应变曲线的斜率,即可计算出金属丝的杨氏模量E。

讨论与分析根据实验结果,我们可以得到金属丝的杨氏模量。

杨氏模量是衡量金属材料弹性性能的重要参数,它反映了金属材料在拉伸过程中的变形能力。

在实验过程中,我们发现金属丝在受力后会发生弹性变形。

当外力达到一定程度时,金属丝开始发生塑性变形,伸长量增加较快。

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)

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。

实验用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量研究报告(1)

实验用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量研究报告(1)

实验用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量研究报告(1)实验用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量研究报告引言:金属材料的杨氏弹性模量是其力学性能的重要指标之一,对于材料的设计和应用有着重要的意义。

本实验采用拉伸法来测量金属丝的杨氏弹性模量。

实验原理:人们常用杨氏弹性模量来表示物体在受到力的情况下的应变情况,公式为:E=σ/ε其中,E为杨氏弹性模量,σ为应力,ε为应变。

应力可以通过拉伸式来求得,因此可以通过拉伸实验来测量杨氏弹性模量。

具体实验步骤如下。

实验步骤:1.准备:选取一段足够长的金属丝,利用毫米尺测量其直径,记录下其原始标距L0。

2.夹持:将金属丝固定在夹持装置中,确保其处于竖直状态,不受外力作用。

3.加力:在金属丝上方挂载一个小质量,此时金属丝将被拉伸,读取金属丝下端的位移量,记录下当前的拉伸长度L。

4.计算:根据拉伸长度、原始标距以及小质量的重力可以求得应变ε和应力σ。

5.重复:根据要求,重复进行拉伸,记录下金属丝的拉伸长度以及应变和应力,直到拉伸程度达到指定的终点位置。

6.处理数据:将得到的应变与应力数据描绘成应力-应变曲线,求出其中的斜率,即为杨氏弹性模量。

实验结果与分析:在本次实验中,我们选取了一根铜丝,经实验测得直径为1.2mm,原始标距L0为50mm。

我们分别对其进行了0.1kg、0.2kg、0.3kg、0.4kg、0.5kg、0.6kg、0.7kg、0.8kg、0.9kg和1.0kg的质量下拉伸实验,记录下拉伸长度和应变数据。

将拉伸长度与对应的应变数据通过Excel表格绘制成应力-应变曲线,如图所示。

应力-应变曲线根据图中所示曲线和斜率,求得该铜丝的杨氏弹性模量为1.3×10^11Pa。

该值与文献值相差不大,说明本实验的操作方法和数据处理都比较准确。

实验结论:本实验采用拉伸法测量了铜丝的杨氏弹性模量,得到的结果表明,铜丝的杨氏弹性模量为1.3×10^11Pa,实验结果比较准确,达到了预期目标。

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

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:杨氏模量是描述材料刚度的重要物理量,它可以用来衡量材料在受力时的变形能力。

本实验通过拉伸法来测量金属丝的杨氏模量,通过实验数据的分析,得出金属丝的杨氏模量值。

实验目的:1. 了解拉伸法测量杨氏模量的基本原理;2. 掌握实验仪器的使用方法;3. 测量金属丝的杨氏模量。

实验仪器与材料:1. 金属丝样品2. 电子拉伸试验机3. 温度计4. 卡尺5. 电子天平实验步骤:1. 准备工作:a. 将金属丝样品固定在电子拉伸试验机上,并调整好试验机的参数;b. 使用卡尺测量金属丝的初始长度,并记录下来;c. 使用电子天平测量金属丝的质量,并记录下来;d. 使用温度计测量实验环境的温度。

2. 实验过程:a. 开始拉伸试验,逐渐增加拉力,记录下不同拉力下金属丝的长度变化;b. 每隔一段时间记录一次拉力和金属丝的长度;c. 拉伸过程中保持实验环境的温度稳定;d. 当金属丝发生断裂时,停止拉伸试验。

3. 数据处理:a. 将实验数据整理成表格,包括拉力、金属丝的长度变化、温度等信息;b. 根据拉力和金属丝的长度变化,绘制拉力-伸长曲线;c. 分析拉力-伸长曲线,确定杨氏模量的计算方法;d. 根据实验数据计算金属丝的杨氏模量。

结果与讨论:根据实验数据的分析,我们得到金属丝的杨氏模量为X GPa。

通过对拉力-伸长曲线的分析,我们发现在金属丝的拉伸过程中,出现了弹性阶段和塑性阶段。

在弹性阶段,金属丝的应变与拉力成正比,而在塑性阶段,金属丝的应变增加速度减慢。

这与金属材料的力学性质相符合。

实验误差的分析:在实验过程中,可能存在一些误差,如测量长度和质量的误差、温度变化引起的误差等。

为了减小误差,我们在实验过程中进行了多次测量,并取平均值进行数据处理。

同时,我们也尽量保持实验环境的稳定,以减小温度变化对实验结果的影响。

结论:通过拉伸法测量金属丝的杨氏模量,我们得到了金属丝的杨氏模量值。

用拉伸法测金属丝的杨氏模量[1]

用拉伸法测金属丝的杨氏模量[1]

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 ,0.1 、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01) 三、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:LL S FY ∆=我们把E 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、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、 下无挂物时刻度尺的读数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 。

用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告

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 。

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

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 ,0.1 、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01) 三、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: 四、实验内容<一> 仪器调整1、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、 下无挂物时刻度尺的读数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 。

用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告

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 。

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