实验报告模板-实验6-拉伸法测定杨氏模量

1梧州学院学生实验报告成绩：指导教师：专业：班别：实验时间：实验人：学号：同组实验人：实验名称：实验六拉伸法测定杨氏模量实验目的：1.掌握用拉伸法测定金属丝的杨氏模量；2.学会用光杠杆测量长度的微小变化；3.学会用逐差法处理数据。实验仪器：杨氏模量测量仪、光杠杆、镜尺组、钢卷尺、螺旋测微计、钢直尺、砝码实验原理：1.胡克定律和杨氏弹性模量胡克定律指出，在弹性限度内，弹性体的应力和应变成正比。设有一根长为L，横截面积为S的钢丝，在外力F作用下伸长了L，则LLESF（6-1）式中的比例系数E称为杨氏模量，单位为N·m－2。设实验中所用钢丝直径为d，则241ds，将此公式代入上式整理以后得LdFLE24（6-2）上式表明，对于长度L，直径d和所加外力F相同的情况下，杨氏模量E大的金属丝的伸长量L小。因而，杨氏模量表达了金属材料抵抗外力产生拉伸(或压缩)形变的能力。2．光杠杆和镜尺系统是测量微小长度变化的装置DnDnni022tan即：Dn2（6-3）又从ΔOPP’，得bLitan(6-4)式中b为后足至前足连线的垂直距离，称为光杠杆常数。从以上两式得：nWDnbLi2(6-5)bDW21，可称作光杠杆的“放大率”，上式中b和D可以直接测量，因此当增加质量为m的砝码时，只要在望远镜测得标尺刻线移过的距离n，即可算出钢丝的相应伸长iL。将iL值代入(6-2)式后得:nbdmgLDnnbdmgLDEi2028)(8(6-6)常用单位是：牛顿/米2.3.实验数据记录与处理数据测量记录：单位：mm光杠杆平面镜到标尺的距离D=D光杠杆前后足尖的垂直距离b=b钢丝长度L=L表（6-1）钢丝直径物理量12345平均值误差钢丝直径d(mm)图（6-3）光杠杆放大原理2表（6-2）钢丝伸长记录(单位：cm)每个砝码的质量m=1kg次数0n1n2n3n4n5n对应砝码质量1kg2kg3kg4kg5kg6kg加砝码减砝码加砝码减砝码读数平均值0n1n2n3n4n5n应用逐差法处理数据：03nn14nn25nn3项平均＝每kg砝码拉力钢线伸长n＝钢丝的杨氏模量：＝nbdmgLDnnbdmgLDEi2028)(8测量结果分析：【思考题】1．从光杠杆的放大倍数考虑，增大D与减小b都可以增加放大倍数，那么它们有何不同?2．怎样提高测量微小长度变化的灵敏度？是否可以增大D无限制地增大放大倍数。其放大倍数是否越大越好？放大倍数增大有无限制？3．为什么在测量中，望远镜中标尺的读数应尽可能在望远镜所在处标尺位置的上下附近？4．拉伸法测量钢丝的杨氏弹性模量中需要测量那些物理量？分别用什么仪器测？应估读到哪一位？5．什么情况下应用逐差法？逐差法有何优点？6．材料相同，粗细长度不同的两根钢丝，它们的杨氏弹性模量是否相同？7．在有、无初始负载时，测量钢丝原长L有何区别？8．实验中，不同的长度参量为什么要选用不同的量具仪器（或方法）来测量？