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1、拉伸法测杨氏模量实验报告思考题 壹物理实验预习报告：拉伸法测量钢丝的杨氏模量、给联系方式，发给你。贴在这里公式和图表都不显示 金属丝弹性模量的测量 实验目的(1)掌握光杠杆放大法测微小长度变化量的原理。(2)学会测量弹性模量的方法。(3)学会使用逐差法处理数据。实验方法原理 金属柱体长 L，截面积为 S，沿柱的纵向施力 F1，物体伸长或 缩 短 F/S 为 L，则弹性模量 Y=。由于 L 甚小，需要用光杠杆 放 大L/L 后才能被较准确的被测量。开始时平面镜 M 的法线 on 在水平位置，标尺 H 上的刻度 no 发 出 光通过平面镜反射，no 的像在望远镜中被观察到。加砝码时，金 属 丝 伸
2、长 L，光杠杆后足下落 L，平面镜转过一个 角，此时标尺 上 刻线经平面镜反射在望远镜中被观察到。根据几何关系光杠杆放大原理图 tan=L btan 2=nDL=b n2D 因而，8FLDY=d2b。由 L=b n可知，光杠杆的放大倍数为 2D。2D b 实验步骤 1.弹性模量测定仪的调节(1)左右观察与调节(2)上下观察与调节(3)镜内观察与调节(4)视差的检测与排除 2.加减砝码测量 3.钢丝长度的测量 4.钢丝直径的测量 5.光杠杆足间距的测量 数据处理 单次测量数据处理表(3)测量值 N 不确定度 u=uB u/N N u(4)L/mm 726.0 2 0.0028 7262(5)D/
3、mm 1765.0 4 0.0023 17654(6)b/mm 77.5 0.9 0.0116 77.50.9(7)钢丝直径 d 数据处理表 i 标度尺示数及数据处理 n A n B nY=8FLD=8 6 9.808 726 1031765103=1.979 1011 N/m 2 d b n3.142 0.7042 106 77.5 103 25.26 103 u(Y)=Y(u(F)2F+(u(L)2L+(u(D)2D+(2u(d)2d+(u(b)2b+(u(n)2n=0.0205 标准不确定度为 u(Y)=Y u(Y)=0.04011011 N/m 2Y 扩展不确定度为U=2u(Y)=0.
4、08 10N/m 2 所以结果表达式为 Y=(Y U)=(1.98 0.08)1011 N/m 2 1.光杠杆有什么优点，怎样提高光杠杆测量的灵敏度?答：优点是：可以测量微小长度变化量。提高放大倍数即适当地增大标尺距离 D 或适当地减小光杠杆前后脚的垂直距离 b，可以提高灵敏度，因为光杠杆的放大倍数为 2D/b。2.何谓视差，怎样判断与消除视差?答：眼睛对着目镜上、下移动，若望远镜十字叉丝的水平线与标尺的刻度有相对位移，这种现象叫视差，细调调焦手轮可消除视差。3.为什么要用逐差法处理实验数据?答：逐差法是实验数据处理的一种基本方法，实质就是充分利用实验所得的数据，减少随机误差，具有对数据取平均
5、的 效果。因为对有些实验数据，若简单的取各次测量的平均值，中间各测量值将全部消掉，只剩始末两个读数，实际等于 单次测量。为了保持多次测量的优越性，一般对这种自变量等间隔变化的情况，常把数据分成两组，两组逐次求差再算这个差的平均值。贰 拉伸法杨氏模量的测量实验的误差产生的主要原因有哪些 1、系统误差：实验过程中，杨氏模量测量仪，一般没有调节成标准状态的功能，因此，测量时基本是在非标准状态下进行，存在着系统误差。其实，由于标尺基本是平行固定在立柱上，只要底座放置在水平桌面上，标尺就基本铅直，而望远镜和光杠杆平面镜却均为手动调节，常处于倾斜较大的非标准状态 2、偶然误差：由于偶然的不确定的因素所造成
6、的每一次测量值的无规则的涨落称为偶然误差，其特征是带有随机性，也叫随机误差。实验时所加砝码是有缺口的，在逐次加砝码时要求砝码口要互相相对放置，如果放置时缺口始终面朝一个方向，就会造成砝码倒塌，测量失败，除此之外取放砝码时一定要轻拿、轻放，稍有震动就会使光杠杆移动，造成测量失败。(2)拉伸法测杨氏模量实验报告思考题扩展阅读 杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义，还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等，还出现了利用光纤位
7、移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术（微波或超声波）等实验技术和方法测量杨氏模量。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数为弹性模量。意义：弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。说明：模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量，用 G 表示；压缩形变时的模量称为压缩模量，用 K 表示。模量的倒数称为柔量，用 J 表示。叁 拉伸法测金属丝的杨氏模量的误差分析及消除方法分别是什么 拉伸法测金属丝的杨氏模量的误差分析及消除办法：根
8、据杨氏弹性模量的误差传递公式可知，1、误差主要取决于金属丝的微小变化量和金属丝的直径，由于平台上的圆柱形卡头上下伸缩存在系统误差，用望远镜读取微小变化量时存在随机误差。2、测量金属丝直径时，由于存在椭圆形，故测出的直径存在系统误差和随机误差。3、实验测数据时，由于金属丝没有绝对静止，读数时存在随机误差。4、米尺使用时常常没有拉直，存在一定的误差。肆 大学物理实验：用拉伸法测量杨氏模量思考题，求高手解答！急需 钢丝有多长就测多长啊从顶上到光杆杆那里 直径要用螺旋测微器在钢丝不同位置测 6 次取平均值 距离应该在 1.5-2 米 伍 大学物理实验报告用拉伸法测量杨氏弹性模量实验体会及创新点 1：因
9、为需要数据具有相对来说一致的精度，这样在计算中才能保证结论具版有相应的精度，此精度权为相对精度，非绝对精度，测一米的距离用卷尺相对精度就可以了，测细丝直径用千分尺还嫌不够呢。2：都很大，自己去学学误差分析理论就知道了。各量影响基本类似。3：自己问什么都没写明白 4：这么低级的问题就不说了，自己想不明白也就别学了，说明你不是这块料。陆 用拉伸法测定金属丝杨氏模量思考题 用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量，要取增减砝码的平均值以减小误差，主要来源于两个原因。首先，钢丝一般都会有点弯曲，开始放砝码时，会慢慢将弯曲拉直。增减砝码的读数会有不同。其次，增减砝码时候，钢丝夹具和平台的摩擦力方向不同，也需要两个
10、结果求平均以减少误差。在增砝码过程和减砝码过程中，相同质量砝码的情况，前后两次测得金属丝的长度没有很大差别，说明金属丝进行的是弹性形变，既实验处于弹性范围内进行。分别使用不同量具是因为，对于不同的数据，要求的量具量程不同，且要求的精确度不同，所以使用不同的量具进行测量。(6)拉伸法测杨氏模量实验报告思考题扩展阅读：拉伸试验中得到的屈服极限 S 和强度极限 b，反映了材料对力的作用的承受能力，而延伸率 或截面收缩率，反映了材料塑型变形的能力，为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度，在实际工程结构中，材料弹性模量 E 的意义通常是以零件的刚度体现出来的，这是因为一旦零件按应力设计定型，在弹性变
11、形范围内的服役过程中，是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度。柒 用拉伸法测量杨氏弹性模量课后思考题 1、是的。杨氏模量是根据胡可定律在弹性限度内测量的，形变量和力的变量成正比，故要在弹性范围内进行的。2、望远镜内标尺的读数。越小的值要测量的更精确，就要用越精确的量具，才能减少相对误差。因为相对误差计算在乘除关系时，间接测量的相对误差等于各直接测量的相对误差之和。捌 用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告 哪几个物理量对结果 用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验中，金属丝长度，金属丝直径，反射镜面后支架长度，镜面到标尺表面距离，标尺刻度的变化量，这几个物理量的测量精度都对最后结果准确度的影响很大。