用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验报告示范.doc_第1页
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文档简介

3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）测量部位上中下平均测量方向纵向横向纵向横向纵向横向0.7180.7140.7050.7040.7050.7110.710.64.16.25.36.25.010.278钢丝直径的：A类不确定度0.0024 mmB类不确定度mm总不确定度0.0034 mm相对不确定度 0.48%测量结果 2单次测量：用米尺单次测量钢丝长、平面镜与标尺间距，用游标卡尺测量光杠杆长 （都取最小刻度作为仪器误差，单次测量把B类不确定度当作总不确定度处理）表2 钢丝长、平面镜与标尺间距、测量光杠杆长 单位：测读值不确定度相对不确定度663.00580087%907.50580064%75.8600120016%（计算方法：不确定度=仪器误差/）3光杠杆法测量钢丝微小伸长量表3 测量钢丝的微小伸长量砝码重量（千克力）标尺读数隔项逐差值加砝码时减砝码时平均2.001.801.881.84-0.753.002.012.092.054.002.202.272.23-0.745.002.382.442.416.002.562.612.59-0.747.002.782.792.798.002.962.982.97-0.739.003.133.153.14所以，在F=4.00千克力作用下，标尺的平均变化量n=0.74 cmn的总不确定度 n相对不确定度 （注：为了简化不确定度评定，这里我们可以不严格地把B类不确定度当作总不确定度，并且把标尺最小刻度的1/5当作“仪器误差”，即）4计算杨氏模量并进行不确定度评
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