杨氏模量的测定

杨氏模量的测定2•原长为1m的皮筋伸长了0.1m,•原长为1000m的钢丝伸长了1m,•两者比较，•哪个的形变量大？•哪个的形变程度大？【问题讨论】杨氏模量的测定3•物理学中，•哪个物理量描述物体形变程度的大小？•哪个物理量描述物体变形的难易程度？【问题讨论】杨氏模量的测定4【实验预习准备】1、本实验的目的是测量材料的杨氏模量,这一物理量与什么因素有关?2、本实验的器材中有一关键装置：光杠杆，该装置由哪些组成部分？简要叙述利用光杠杆测量微小长度变化量的原理。3、在实验过程中如何粗调光杠杆和望远镜尺组？4、本试验用什么方法处理数据？这样处理数据有何好处？杨氏模量的测定5实验目的实验仪器实验原理实验步骤杨氏模量的测定6实验目的•掌握用拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法。•掌握用光杠杆法测量微小伸长量的原理。•学会用逐差法处理数据。杨氏模量的测定7杨氏模量测定仪螺旋测微计（千分尺）游标卡尺钢卷尺砝码待测金属丝实验器材杨氏模量测定仪杨氏模量的测定8实验原理S为金属丝横截面积。L为其受拉力后的伸长量。杨氏模量定义为：杨氏模量的测定9分组讨论S为金属丝横截面积。L为其受拉力后的伸长量。杨氏模量定义为：如何获得这四个物理量的值呢？10杨氏模量测定仪螺旋测微计（千分尺）游标卡尺钢卷尺砝码待测金属丝实验器材杨氏模量测定仪1112螺丝三角底座水准仪立柱13金属丝横梁夹头平台光杠杆14圆孔夹头15夹头挂钩砝码托砝码槽口交错放置16前足镜架平面镜后足后足尖沟槽17底座立柱标尺望远镜目镜物镜调焦手轮水平调节螺丝尺读望远镜18杨氏模量如何获得这四个物理量的值呢？两者顶端对齐水平调节螺丝平面镜竖直后足放置在夹头平面上约1—1.5m1942dS微小变化量？20平面镜向后倾斜的很小的角度21光杠杆放大原理图0I22光杠杆放大原理图Db0ILθθθI1Iθ23光杠杆放大原理图DItg2DI2DIbL2052Db0ILθθθI1IbLtg05bLθ24光杠杆放大原理图Db0ILθθθI1I光杠杆的作用在于将微小的伸长量L放大为标尺上的位移。DIbL2Iθ25LSFLY042dSIbdDFLDIbdFLSFLY20200824DIbL226实验步骤（课本P44二、测量）1、调节仪器处于备用状态：（1）调整望远镜与平面镜高度相同，平面镜与标尺距离为1-1.5m。调整望远镜水平,平面镜竖直，后足放置在夹头平面上。两者顶端对齐水平调节螺丝平面镜竖直后足放置在夹头平面上27（2）沿望远镜上方使缺口、准星、平面镜中标尺的像三者在同一直线上(三点一线）：左、右移动望远镜在平面镜中找到标尺的像;若找不到,可微调镜子的角度,直到找到为止。三点一线1点2点3点28（3）旋动望远镜目镜,使十字叉丝清晰;再旋动调焦手轮,直到看清竖直尺的像。调节目镜，看清十字叉丝目镜目镜29调节调焦手轮，直到看清标尺的像。调焦手轮30读数31逐次加一个砝码，在望远镜中读出对应标尺的位置，共10次；然后将所加砝码逐次去掉（每次减一个），并读取相应读数。P44：2-5、观察金属丝伸长变化情况。注意：I1和I1’对应的都是一个砝码的读数；I2和I2’对应的都是两个砝码的读数；......I10和I10’对应的都是十个砝码的读数；32(2)在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量d。P44：6-8、测量金属丝长度L、平面镜与标尺之间的距离D，金属丝直径d以及光杠杆的数据b。(1)用钢卷尺测量L和D。(3)取下光杠杆在展开的白纸上同时按下三个尖脚的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前两尖脚连线的垂线，用游标卡尺测出b。3334S为金属丝横截面积。----螺旋测微计测得直径，计算得出面积。L受拉力后的伸长量----利用光杠杆测得。35注意事项2、实验系统调好后，一旦开始测量，在实验过程中不能对系统的任何一部分进行调整，否则，所有数据将重新再测。3、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能读取数据。4、光杠杆后足尖不能接触金属丝。1、如果金属丝有弯曲，可以挂上砝码拉直，但这时挂的砝码重力不计入F值。36注意事项6、注意保护实验器材，尤其是望远镜等光学仪器。5、实验中注意安全，砝码不能放置到桌面上，不能摞高。37问题讨论1、实验系统调好开始测量后，在实验过程中能不能对系统的任何一部分进行重新调整，然后继续读数？为什么？2、加减砝码时为什么要轻拿轻放，等系统稳定后才能读取刻度尺的读数？3、光杠杆后脚尖能不能接触金属丝？为什么？4、若所加砝码的重量超过金属丝的弹性限度，测量结果有意义吗？为什么？