用静态拉伸法测材料的弹性模量

实验目的

1）学习用拉伸法测量材料弹性模量

2）了解光杠杆结构及利用光杠杆测量微小长度变化量的原理，掌握使用方法

3）掌握各种测量长度量具的正确使用方法及仪器误差

4）学习用逐差法处理实验数据

5）学习直接测量量和间接测量量不确定度的计算，学习正确表示测量结果

实验仪器

弹性模量仪（包括实验架、望远镜、数字拉力计等）、千分尺（25mm,0.1mm）、游标卡尺（13cm,0.02mm）、钢卷尺（3m,1mm）、钢丝

实验原理

1.测量原理

物体受力将发生形变，当外力去掉后能恢复原状的物体就是弹性体，相应形变称为弹性形变。实验结果表明，在弹性限度内，应力和相关应变成正比，这就是胡克定律

对于长度为L的细长物体，其均匀截面积为A，沿长度方向受拉力F作用时伸长为ΔL，根据胡克定律有 ，式中，F/A为作用在单位面积上的力，称为应力；ΔL/L为单位长度上的形变称为应变；比例系数E称为材料的弹性模量，单位是N/m^2。对钢材而言，拉伸和压缩时弹性模量相同。由 可得

若施加拉力为F=mg，对于直径为d的钢丝，其弹性模量可写成●

2.用光杠杆方法测量钢丝伸长量ΔL的原理

光杠杆放大原理：利用光的反射放大微小位移

3.常用长度测量量具的原理与使用

实验步骤

1.实验仪器调节

（1）调节实验架

1）将光杠杆动足尖自由地放置在下夹头上表面

2）连接电源

3）旋转施力螺母

（2）调节望远镜

1）粗调望远镜

2）细调望远镜

2.实验测量

1）用钢卷尺测量钢丝原长L

2）用千分尺测量钢丝直径d

3）测量标尺刻度x和拉力m

4）实验完成后，旋松施力螺母，关闭数字拉力计