【精编】拉伸法测钢丝的杨氏弹性模量.docx

拉伸法测钢丝的杨氏弹性模量篇一：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验报告示范实验名称：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量一．实验目的学惯用拉伸法测定钢丝的杨氏模量；掌握光杠杆法测量微小变化量的原理；学惯用逐差法处理数据。二．实验原理长为l，截面积为S的金属丝，在外力F的作用下伸长了?l,称Y?丝直径为d，即截面积S??d2/4,那么Y?F/S为杨氏模量（如图1）。设钢?l/l4lF。??ld2伸长量?l比较小不易测准，因此，利用光杠杆放大原理，装置去测伸长量?l（如图2）。由几何光学的原理可知，?l?8FlLbb。(n?n0)???n，?Y?22L2L?db?n图1图2三．主要仪器设备杨氏模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分卡；游标卡尺；米尺；待测钢丝；砝码；水准器等。四．实验步骤1.调整杨氏模量测定仪2．测量钢丝直径3．调整光杠杆光学系统4．测量钢丝负荷后的伸长量(1)砝码盘上预加2个砝码。记录现在望远镜十字叉丝水平线对准标尺的刻度值n0。(2)依次增加1个砝码，记录相应的望远镜读数n1。,n2，?,n7(3)再加1个砝码，但不必读数，待稳定后，逐一取下砝码，记录相应的望远镜读数n7。,n6，?,n1,n0(4)计算同一负荷下两次标尺读数(ni和ni)的平均值ni?(ni?ni)/2。(5)用隔项逐差法计算?n。5.用钢卷尺单次测量标尺到平面镜间隔L和钢丝长度；用压脚印法单次测量光杠杆后足到两前足尖连线的垂直间隔b。6．进展数据分析和不确定度评定，报道杨氏模量值。五．数据记录及处理1．屡次测量钢丝直径d表1用千分卡测量钢丝直径d（仪器误差取0.004mm）钢丝直径d的：A类不确定度uA(d)?112(d?)?(di?)2/n?1)??in(n?1)n?0.278?10?4/(6?1)?0.0024mmB类不确定度uB(d)???总不确定度uC(d)?22uA(d)?uB(d)?0.0034mm相对不确定度ur(d)???0.48%0.710测量结果??d?(0.710?0.004)mm?ur(d)?0.48%2．单次测量：用米尺单次测量钢丝长l、平面镜与标尺间距L，用游标卡尺测量光杠杆长b（都取最小刻度作为仪器误差，单次测量把B类不确定度当作总不确定度处理）表2钢丝长l、平面镜与标尺间距L、测量光杠杆长b单位：mm（计算方法：不确定度=仪器误差/）3．光杠杆法测量钢丝微小伸长量“仪器误差”，即u(?n)?0.02/?0.012mm）4．计算杨氏模量并进展不确定度评定8FlL可得钢丝的杨氏模量的：?d2b?n8FlL8?4.00?9.8?663.0?10?3?907.5?10?3112.123?10近真值Y?=(N/m2)?2?32?3?2?db?n3.14?[0.710?10]?75.86?10?0.74?10由表1、表2、表3所得数据代入公式Y?相对不确定度ur(Y)?ur(l)]2?[ur(L)]2?[2ur(d)]2?[ur(b)]2?[ur(?n)]2?0.000872?0.000642?(2?0.0048)2?0.000162?0.00162?0.98%总不确定度uC(Y)?ur(Y)?Y?0.21?10(N/m2)11?Y?(2.12?0.21)?1011N/m2测量结果??ur(Y)?0.98%篇二：拉伸法测钢丝的杨氏弹性模量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.学会实验的正确书写。二、实验仪器杨氏弹性模量测量仪、钢卷尺、游标卡尺、螺旋测微器三、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，应当操纵外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。最简单的形变是金属丝遭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?L，那么在金属丝的弹性限度内，有如此的公式：FE?L在这里我们把E称为杨氏弹性模量。如以下图：?L??tg????x?x??L???n（?n?n2?n0）?2D?n??2??D?FF12?d8FLDE????Lx?d2x??n?nLL四、实验内容。（1）仪器调整。1.杨氏弹性模量测定仪底座调理水平；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