用拉伸法测金属丝的杨氏模量

【实验数据及分析】

（一）测量数据记录表     仪器误差  0.15mm  、估读误差       mm

（二）其他直接测量数据记录表                                       

g_本地=  9.79m/s²  （成都）                                                单位：mm

第二篇：大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》

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，截面积为，沿长度方向施力后，物体的伸长，则在金属丝的弹性限度内，有：

                 

我们把称为杨氏弹性模量。

如上图：

          （）

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像；

6.       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；

8.       依次挂上的砝码，七次，计下；

9.       依次取下的砝码，七次，计下；

10.   用米尺测量出金属丝的长度（两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离；

11.   用游标卡尺测量出光杠杆、用螺旋测微器测量出金属丝直径。

<三>数据处理方法——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.       逐差法采用隔项逐差：

3.       注：上式中的为增重的金属丝的伸长量。

      

五、          实验数据记录处理

金属丝伸长量：

   金属丝直径：

              

  （注意：为下表中第5列数据）

（以上各公式请把自己实际实验数据代入计算，为仪器误差值，根据实际测量所用仪器查询）

  

   

    =0.13

  参考值：

百分差：

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！