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】

学会用拉伸法测量杨氏模量；

掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理；

学会用逐差法处理实验数据；

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。

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我们把E称为杨氏弹性模量。

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如上图:

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真实测量时放大倍数为 4倍，即E=2 E

【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 二2cm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 n0；

2、 依次挂上100g的砝码，8次，计下n!, n2, n3,n4,门5,门6, n?；

3、 依次取下I00g的砝码，8次，计下no，厲，n2 ,n3 ,n4 ,n5 , n6 ,n7；

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。

＜三 ＞ 数据处理方法——逐差法

实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均还 是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。

逐差法采用隔项逐差：

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注：上式中的 n为增重400g的金属丝的伸长量。

【实验数据记录处理】

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4.实验结果的计算:

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【结果及误差分析】

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 在移动，否则，所测的数据将不标准，实验又要重新开始；

不准用手触摸目镜、物镜、平面反射镜等光学镜表面，更不准用手、布块或任 意纸片擦拭镜面；

实验测数据前没有事先放上去一个 2kg砝码，将金属丝拉直，作为一个基准点;

用游标卡尺在纸上测量 x值和螺旋测微器测量读数时易产生误差；

测量金属丝长度时没有找准卡口；

米尺使用时常常没有拉直，且应该注意水平测量 D，铅垂测量L；

在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。

附：真实数据图

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