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1、钢丝杨氏模量的测定实验报告姓名 学号 学院 专业 班级总分：100 分 数据记录与处理：70 分， 思考题30 分 一、 实验目的1学会用拉伸法测量杨氏模量。2、了解和掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。3学会用逐差法处理数据。二、 实验仪器杨氏模量测定仪、砝码、米尺、螺旋测微计。验原根据胡克定律，材料在弹性限度内，应力F/S和应变4L/L之比满足E=(F/S)/(AL/L)二FL/(SAL)(1)其中E为一常量，称为杨氏模量，其大小标志了材料的刚性。根据上式，只要测量出F.AL/L. S就可以得到物体的杨氏模量，又因为从很小，直 接测量困难，故采用光杠杆将其放大，从而得到从。实验原理图
2、如下图：图1光杠杆原理图当6很小时，0 - tan 0 =，其中1是光杠杆的臂长。由光的反射定律可以知道，镜面转过0,反射光线转过20,而且有:tan 2020 = d故：AL _ bT 2D(2)将(2)代入(1)则2 DLFSib又S _晋得 e _ 8DLF兀d 2b、 实验内容1调节仪器(1 )调节杨氏模量测量仪支架底部的螺钉，使气泡居中；(2)调节望远镜，使目镜内分划板刻线(叉丝)清晰，转动调焦手轮，使标尺像 清晰。2测量(1)记下砝码盘上未放砝码时与分划板对准的刻度尺读数r0(2 )在砝码托上逐次加0.5kg砝码(一直加到7个砝码共3.5kg )，观察每增加 0.5kg (个砝码)
3、时望远镜中标尺上的读数ri,然后再将砝码逐次减去，记下对 应的读数ri，取两组对应数据的平均值ri。(3)用米尺测量金属丝的长度L和平面镜与标尺之间的距离D，以及光杠杆的臂 长I。（4 ）用螺旋测微计测金属丝直径d,上、中、下各测2次，共6次，然后取平均值。五、 数据记录与处理1、b的测量（10分）袪码(kg)望远镜中刻度的读数（mm）每加2 kg刻度尺寸的变 化 b（mm）误差r加袪码时减袪码时平均0r0b = r r =1400.5r1b = r r =2511.0r2b = r r =3 6 21.5r3b = r r =473U = b2.0r42.5r53.0r6b =3.5r72、
4、其他参数的测量（10分）待测量123456平均误差d(mm)d =Ud =D(mm)UD=0.5mmL(mm)UL=0.5mml (mm)U = 0.5mm l3计算（5 0分）(N/m2)（1）计算杨氏模量：E = 8DLF计兀d 2lb其中 F=mg, m=2.0kg, g=9.792m/S2计算相对误差：UE - (UD )+( U)2 +(伫)2 +(Hb)2 +( 2Ud)2 =E DLlbd计算误差：U = E x Ue =(N/mJE 计 E(4)杨氏模量的结果表达式：E二E 土 U =(N/m2)计 E以上计算需用到的公式：(1)u = U 2 + u 2b 勺 A(b)B (b)其中UA(b)-b)U = 0.5mmB(b)另(d - d)2I Ii(1) U = :U2 + U2 ，其中 U= 14, U= 0.004mmd W A( d)B (d)A( d)B(d)六、 思考题(分值：30 分)1利用光杠杆把测微小长度AL变成测b，光杠杆的放大率为2D/L，根据此式能否以增加D减小来提高放大率，这样做有无好处？有无限度？应怎样考虑这个问题？( 10 分)2、实验中，各个长度量用不同的仪器来测量是怎样考虑的，为什么？(10分)3用逐差法处理本实验数据有何优点？（10分）
