篇一：金属材料杨氏模量的测定实验报告

浙江中医药大学

学生物理实验报告

实验名称金属材料杨氏模量的测定

学院信息技术学院专业医学信息工程班级一班

报告人学号

同组人学号

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篇二：杨氏模量测定(实验报告范例)

杨氏模量测定（横梁弯曲法）

一、实验目的

1. 学习用弯曲法测量金属的杨氏模量

2. 学习微小位移测量方法

二、实验仪器

JC-1读数显微镜待测金属片砝码片若干待测金属片支撑架可挂砝码片的刀口

三、实验原理

宽度为

，厚度为

，有效长度为

的棒在相距

的

、

两点上横断面，在棒弯曲前相互平行，弯曲后则成一小角度

，棒的下半部分呈拉伸状态，而上半部分呈压缩状态，棒的中间有薄层虽然弯曲但长度不变。现在来计算一下与中间层相距为

，厚度为

，形变前长为

的一段，弯曲后伸长了

，由胡克定律可计算它所到的拉力

：

对中心薄层所产生的力矩

整个横断面产生力矩为：

如果使得棒弯曲的外力作用在棒有效长度的中点上，那么棒的两端分别施加，才能使棒平衡。棒上距离中点为，长度为的一段，由于力的作用产生弯曲下降：

棒处于平衡状态时，有外力对该处产生的力矩应该等于该处横断面弯曲所产生的力矩。

上式整理可得：

因此只要测定外力使金属片弯曲伸长量，金属片的有效长度，宽度，厚度就可以测出金属片的杨氏模量。

四、实验步骤

1. 用支架支撑好金属片，并在有效长度的中点上挂上带有挂砝码的刀口（一定得确保刀口挂在中心位置处）。

2. 调节好读数显微镜的目镜，判断标准是调好的目镜可以清晰地看到分划板和十字叉丝。并把它支撑好，调节好物镜与刀口上基线的距离，使得能够从读数显微镜清晰看到基线的像。转动读数显微镜上的鼓轮使得基线的像与十字刻度吻合，记下初始值。

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篇三：大学物理实验示范报告(以杨氏模量实验为例)

一 . 预习报告

1. 拉伸法测金属丝的杨氏模量

2.实验目的

1、掌握用光杠杆法测量微小长度变化的原理和方法；

2、学会用逐差法处理数据；

3、学习合理选择仪器，减小测量误差。

3.实验原理

1.根据胡克定律，在弹性限度内，其应力F/S与应变ΔL/L成正比，即

本实验的最大载荷是10kg，E称为杨氏弹性模量。

2.光杠杆测微原理，

由于很小，消去角，就可得：式中L为金属丝被拉伸部分的长度，d为金属丝的直径，D为平面镜到直尺间的距离，X为光杠杆后足至前两足直线的垂直距离，F为增加一个砝码的重量（= mg）, A₁-A₀是增加一个砝码后由于金属丝伸长在望远镜中刻度的变化量。

4. 实验仪器

表1 实验仪器型号及主要技术参数

5.实验内容

用拉伸法测量金属（碳钢）丝的杨氏模量

6．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再动，否则所测的数据无效，实验应从头做起。

（2）加减砝码要轻放轻取，并等稳定后再读数。

（3）所加的总砝码不得超过10kg。

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篇四：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

学习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；学习用逐差法处理数据。

二．实验原理

长为，截面积为的金属丝，在外力的作用下伸长了,称为杨氏模量（如图1）。设钢丝直径为，即截面积,则。

伸长量比较小不易测准，因此，利用光杠杆放大原理，设计装置去测伸长量（如图2）。

由几何光学的原理可知，，。

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。记录此时望远镜十字叉丝水平线对准标尺的刻度值。

(2) 依次增加1个砝码，记录相应的望远镜读数。

(3) 再加1个砝码，但不必读数，待稳定后，逐个取下砝码，记录相应的望远镜读数。

(4) 计算同一负荷下两次标尺读数(和)的平均值。

(5) 用隔项逐差法计算。

5. 用钢卷尺单次测量标尺到平面镜距离和钢丝长度；用压脚印法单次测量光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离。

6．进行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．多次测量钢丝直径

表1 用千分卡测量钢丝直径（仪器误差取0.004）

钢丝直径的：

A类不确定度

0.0024 mm

B类不确定度mm

总不确定度0.0034 mm

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篇五：杨氏模量实验报告

杨氏模量的测量

【实验目的】

1．1．掌握螺旋测微器的使用方法。

2．学会用光杠杆测量微小伸长量。

3．学会用拉伸法金属丝的杨氏模量的方法。

【实验仪器】

杨氏模量测定仪（包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺），水准器，钢卷尺，螺旋测微器，钢直尺。

1、金属丝与支架（装置见图1）：金属丝长约0.5米，上端被加紧在支架的上梁上，被夹于一个圆形夹头。这圆形夹头可以在支架的下梁的圆孔内自由移动。支架下方有三个可调支脚。这圆形的气泡水准。使用时应调节支脚。由气泡水准判断支架是否处于垂直状态。这样才能使圆柱形夹头在下梁平台的圆孔转移动时不受摩擦。

2、光杠杆（结构见图2）：使用时两前支脚放在支架的下梁平台三角形凹槽内，后支脚放在圆柱形夹头上端平面上。当钢丝受到拉伸时，随着圆柱夹头下降，光杠杆的后支脚也下降，时平面镜以两前支脚为轴旋转。

图1 图2 图3

3、望远镜与标尺（装置见图3）：望远镜由物镜、目镜、十字分划板组成。使用实现调节目镜，使看清十字分划板，在调节物镜使看清标尺。这是表明标尺通过物镜成像在分划板平面上。由于标尺像与分划板处于同一平面，所以可以消除读书时的视差（即消除眼睛上下移动时标尺像与十字线之间的相对位移）。标尺是一般的米尺，但中间刻度为0。

【实验原理】

1、胡克定律和杨氏弹性模量

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篇六：大物仿真实验报告---金属杨氏模量的测定

大物仿真实验报告

金属杨氏模量的测定

化工12

一、 实验目的

1、掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理和方法

2、学会使用逐差法处理数据

二、 实验原理

人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即

（1）

E被称为材料的杨氏模量，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。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。

通过式（1），在样品截面积S上的作用应力为F，测量引起的相对伸长量ΔL/L，即可计算出材料的杨氏模量E。因一般伸长量ΔL很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。当θ很小时，

（2）