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1、用拉伸法测定钢丝的杨氏模量物理实验中心目 录一. 实 验 目 的 二. 实 验 原 理 三. 注 意 事 项 四. 实 验 内 容 五. 数 据 处 理实 验 目 的w了解杨氏模量的物理概念，掌握其测量 原理和方法。w学会用光杠杆测量微小伸长量的方法。一.胡克定律在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变。形变可分为：弹性形变：外力撤除后，物体能完全恢复原状的形变。 范氏形变：外力较大，撤除后物体不能完全恢复原状，而留下剩余形变。本实验只研究弹性形变。最简单的弹性形变是棒状物体受外力后的拉 长和缩短。 设物体的原长为L，横截面积为S，当在长度方向施加外力F时，其伸长(或 缩短) L 。 按照胡
2、克定律，在弹性限度内，物体的协强(F/S)与协变(L/L)成正比。实 验 原 理二.杨氏模量条形物体（如钢丝）沿纵向的弹性模量叫杨氏模量。测量杨氏模量的方法有：拉伸法、梁的弯曲法、振动 法、内耗法等等，本实验采用拉伸法测定杨氏模量。比例系数 称为杨氏模量。它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化 学成分及其加工制造方法有关。三.光杠杆装置及放大原理小平面镜M连同直尺、望远镜共同构成光杠杆装置，它可把微小长度变化放大。 n0为M法线方向水平时，望远镜中看到的直尺上的相应刻度。(n0)(n1)RMMbLDa aaaCCn1为当钢丝因悬挂重物而下降L，导致M的法线方向改变角时，从望远镜中 看
3、到的直尺上的相应刻度。b 平面镜M后一个支点到前两个支点的距离 R镜面到尺面的距离 因为角很小，故有： 则有：最后得：本实验的放大倍数:几十 倍,R为1至2米;b为5至8 厘米.则：又：令：由前实验装置分析：实 验 内 容1.调整杨氏弹性模量仪的支架底角螺旋H，使支架铅直（由支架的铅锤 或水平气泡来确定），然后加重2千克（不记入作用力F内）将钢丝拉 直，测量钢丝长度L。 2.调节光杠杆装置。（1）粗调（2）细调 3.记下开始时望远镜中标尺的读数 ，然后每增加500g砝码记录一 次标尺读数，则标尺读数依次为 ， ，- ， ，直到增加 了5000g为止。4.依次减少砝码，每次减500g ，分别记录各次所对应的标尺读数 ， ，直到 。 5.在不同位置对钢丝直径D测6次，并测量标尺到镜面的距离R及光杠杆 后支点到前两个支点的垂直距离b。注 意 事 项w 充分重视光杠杆的粗调。 w 增减砝码时要轻放轻取，以防冲击和摆动 ，应等标尺稳定后才可读数。标尺读数若在 零点两侧，应区分正负。 w 因砝码的重心不在其几何中心，所以要正 确摆放砝码，以保证钢丝上悬挂的砝码串的 稳定。
