《大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》[1]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》[1]（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量一、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； 4.学会不确定的计算方法，结果的正确表达； 5.学会实验报告的正确书写。 二、实验仪器杨氏弹性模量测量仪(型号见仪器上)（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、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
2、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，截面积为，沿长度LS 方向施力后，物体的伸长，则在金属丝的弹性限度内，有：FLF SEL L我们把称为杨氏弹性模量。E如上图：（） 2DntgxLnDxL202nnnnxdFLDLnDxdFLLSFE 22 8241四、实验内容仪器调整 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； 5.细调望远镜：
3、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；6.一般要求调节到零刻度。0n测量7.计下无挂物时刻度尺的读数；0n8.依次挂上的砝码，七次，计下；kg17654321,nnnnnnn9.依次取下的砝码，七次，计下；kg1 7 65 4 3 2 1,nnnnnnn10. 用米尺测量出金属丝的长度（两卡口之间的金属丝） 、镜面到尺子的距离；LD11. 用游标卡尺测量出光杠杆、用螺旋测微器测量出金属丝直径。xd 数据处理方法逐差法 1.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
4、处理这些数据。 2.逐差法采用隔项逐差：4)()()()(37261504nnnnnnnnn3.注：上式中的为增重的金属丝的伸长量。nkg4五、实验数据记录处理金属丝伸长量：cmAAAAAAAAA82. 14)()()()(37261504 cmAa Siin02. 014412 cmSnA05. 022仪金属丝直径：mmddddddd600. 06654321 mmdd Siin002. 016612 （注意：为下表中第 5 列数据）mmSnd005. 022仪iAimi（kg ）加砝码减砝码平均值iiiAAa4不确定度0 1 2 30 1 2 30.00 0.47 0.94 1.380.0
5、1 0.49 0.98 1.400.00 0.48 0.96 1.391.84 1.82 1.80 1.820.05 cmA 4 5 6 74 5 6 71.83 2.29 2.77 3.211.85 2.31 2.75 3.211.84 2.30 2.76 3.21= cmAAA05. 082. 1直径未加载加满载0.6010.6010.5990.599平均值 0.600 mmd0.6010.6010.6000.600不确定度： 0.005 mmd d上d中d下0.6020.6010.5960.598mmddd 005. 0600. 0螺旋测微器零点读数：0.000 mm ;游标卡尺零点读数
6、 0.00mm150.20 0.05 cmD68.20 0.05 cmL其 他 数 据76.60 0.02 mmx结 果 表 达（2.04 0.13） E11102/mN百分差： -3% 2%（以上各公式请把自己实际实验数据代入计算，为仪器误差值，根据实际测量所仪用仪器查询）211 2323222/1004. 21082. 11060.76)10600. 0(14. 31020.1501020.6880. 9000. 488mNAxdFLDEExx dd DD LL AA 22222 222222 110.050.050.0050.0020.00522.04 1068.20150.200.60
7、07.6601.82=0.1311102/mN参考值： 100. 2000. 20E11102/mN百分差：%2%3%10010000. 210000. 21004. 210100. 210100. 21004. 2%10011111111111100 EEEE六、实验注意事项及误差分析（此部分请同学根据自己实验情况写，勿抄袭！） 注意事项： 1.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； 2.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；误差分析：3.实验测数据前没有事先放上去一个砝码，将金属丝拉直，作为一个基准点；kg24.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； 5.测量金属丝长度时没有找准卡口； 6.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； 7.在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。以上数据处理方法、结果表达方式可以参考，但并非实验真实数据，请大家采用自己实验所得数据，切勿抄袭结果！
