《大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》》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》（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，以保证外力去掉后，物体
2、 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L，截面积为S，沿长度 方向施力F后，物体的伸长AL，则在金属丝的弹性限度内，有：Fnd 24An8 FLDnd 2 x - An2D四、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：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
3、像；6. n0 一般要求调节到零刻度。二测量7. 计下无挂物时刻度尺的读数n ；08. 依次挂上lkg的砝码，七次，计下n , n , n , n , n , n , n ；12345679. 依次取下lkg的砝码，七次，计下n ,n ,n ,n ,n n ,n ；123456710. 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 ；11. 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 数据处理方法一一逐差法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处理这些数据。2. 逐差法采用
4、隔项逐差：(n - n ) + (n - n ) + (n - n ) + (n - n )An 二 4051627343. 注：上式中的An为增重4kg的金属丝的伸长量。五、实验数据记录处理金属丝伸长量A =(A4 一I(A5A)；(A6 A2(A7 A3)= 1.82cm:1iS = z= 0.02cm“4 -1A = JS 2 + A 2 = 0.05cmAn仪金属丝直径：= 0.600 mmd + d + d + d + d + d1234566-珂亠十=恥讪I一Ad +A仪2 =0.005mm （注意：Ai为下表中第5列数据）im. (kg)加砝码减砝码平均值a = A Aii+4i
5、不确定度012301230.000.470.941.380.010.490.981.400.000.480.961.391.841.821.801.82A 0.05 cmA456745671.832.292.773.211.852.312.753.211.842.302.763.21A = A AA = 1.82 0.05 cm直径未加载加满载平均值d =0.600 mmd上d中d下0.6010.6010.5990.5990.6010.6010.6000.600不确定度：A 0.005 mmd0.6020.6010.5960.598d d A 0.600 0.005 mmd其 他 数 据螺旋测
6、微器零点读数：0.000 mm ;游标卡尺零点读数0.00mmD = 150.20 土 0.05 cmL = 68.20+0.05 cmx = 76.600.02 mm结 果 表 达E =(2.04 0.13)x 1011 N/m2百分差：-3%2%（以上各公式请把自己实际实验数据代入计算，A仪为仪器误差值，根据实际测量所用仪器查询）8 X 4.X94 68.20X10-2 X l5.2Ox 10-2 二细x gN/m23.14 x (0.600 x 10-3)2 x 76.60 x 10-3 x 1.82 x 10-22+2AdI d丿xE(0.05 + (150.20 丿0.005 $0.
7、600 丿(0.002 + 17.660 丿(0.005 + I 1.82 丿x2.04x1011=0.13x1011 N / m 2参考值：气二2.0002.100 x 1011N/m2百分差：2.04 x 1011 2.000 x 10112.000 x 1011x 100% = 3%2%E - E2.04x 1011 - 2.100x 10110 x 100% =E2.100 x 10110六、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!）一注意事项：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；二误差分析：3. 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;4. 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！
