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1、研究报告大学物理实验序号：05用拉伸法测量金属丝杨氏模量实验的改进普通物理实验中，在测量金属丝长度时，是在架子上直接利用钢尺进行测量 的，这样既不便测量又会造成较大的测量误差；在测量平面镜与标尺之间的距离 时，是直接利用钢尺进行测量的，这样测量不易保证钢尺的水平性， 从而增加了 测量误差；在测量金属丝伸长量时，实验利用光杠杆和望远镜等仪器，操作比较 麻烦，在调整望远镜及标尺位置时，不易与平面镜对准，而且从望远镜中读数时， 视线不易与刻度线平齐、容易使眼疲劳和晃动望远镜，这都会造成较大的读数误 差；在加砝码后，砝码经常会持续的晃动，使金属丝受力大小不停的变化，不利 于读数，也会影响测量结果。为了
2、使实验更具准确性及学习性， 以下我将从这四 个方面对该实验进行改良。针对直接在仪器上用钢尺对待侧金属丝进行测量造成的误差，我将利用灵敏度较大的欧姆表来代替钢尺进行测量。做实验时，先利用欧姆表测量0.5米待测 金属丝的电阻，算出单位长度金属丝的电阻R1,然后再测量我们做实验时，钢丝上夹头与下夹头之间金属丝的电阻 F2,再利用L=F2/R1求出金属丝的长度。我 认为这样改良，虽然增加了实验的复杂性，而且增加了欧姆表这个实验仪器， 从 而增加了实验的开支，但这样可以使学生多学一些知识， 例如：学生对欧姆表的 使用以及金属丝电阻与长度的关系等知识的学习。而且这样改良也可以减少金属丝的测量误差，从而使实
3、验结果更加准确。对于测量两个物体之间水平距离时，如何保证钢尺良好的水平性，我将利用 连通器原理进行改良。在做实验时，取一个塑料细管，把管内注入一些水，然后 把细管的一端放在其中一个物体的边缘，把另一端放在另一物体的边缘，测量时 钢尺的两端与塑料管两端管内的水面平齐， 这样就可以保证钢尺在测量时的水平 性，从而更加准确的测量出两物体之间的水平距离，减少实验误差。而且该实验 中利用了连通器的原理，也能使学生更加深入的掌握连通器原理，并活学活用， 利用连通器原理对生活的一些方法进行改良， 例如：在工地上对同一高度做标记 时，就可以利用连通器原理来找出同一高度的位置。 有利于学生知识与动手能力 的培养
4、。针对利用光杠杆和望远镜等仪器出现的问题，我将通过改变仪器来消除。我 利用的也是光杠杆原理，我把放置平面镜的地方换成了我初中时玩的一种激光灯（该灯可以发出很细且带色的光线， 而且光线强度较强）。在做实验时，把激光灯 前端放在支架上，后端放在与金属丝 相连的圆座上，使得在拉金属丝时，激光 灯发出光线与水平夹角随着金属丝的长度的变化而变化。在装有标尺与望远镜的 铁架上只保留一个标尺，在做实验时，调整铁架的位置，使得激光灯发出的光线 照在标尺上，在这一步中，因为激光灯发出的光线是有色且亮的， 故很容易调整 标尺的位置。因为不需要通过望远镜来读数了，就不会有因为望远镜晃动而产生 误差了，而且直接在标尺
5、上读数，容易使视线与刻度线平齐，降低眼疲劳等问题， 使得读数更加准确。这样改良实验，既能减少实验的难度，又能使实验测量的数 据更加准确，而且由于我 利用的那种激光灯相对于望远镜等仪器很便宜，故还 可以节约实验的开支。针对砝码晃动引起金属丝受力不断变化，从而导致读数误差增大这一问题， 我将在砝码周围增加一些器件来使其停止晃动。 我的具体方法是，在装有待测金 属丝的杨氏模量仪底座上安装两根相互垂直的滑杆，且两杆的中心相互重叠，在 两个滑杆上分别套上两个带套的铁片， 这两个铁片分别在杆中心的两边，而且这 些铁片的套上分别都有一个螺帽，拧动螺帽可以控制铁片在滑杆上的滑动及静 止。做实验时，在把砝码放到砝码盘后，滑动滑杆上的四个铁片，使铁片贴在砝 码上，但不给砝码竖直方向上的力，并拧动螺帽固定铁片，从而使砝码停止 晃 动，然后再进行读数，这样就会消除由于砝码晃动造成读数的困难以及造成的读 数误差。这样改良实验，虽然增加了实验器件，从而增加了实验开支，以及增加 了实验操作的复杂性，但有利于学生动手能力的培养，以及增加实验结果的准确 性。综合起来，这样改良还算可以。
