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文档简介

用拉伸法测定钢丝的杨氏模量,物理实验中心,目 录,一. 实 验 目 的 二. 实 验 原 理 三. 注 意 事 项 四. 实 验 内 容 五. 数 据 处 理,实 验 目 的,了解杨氏模量的物理概念，掌握其测量原理和方法。 学会用光杠杆测量微小伸长量的方法。,一.胡克定律 在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变。 形变可分为： 弹性形变：外力撤除后，物体能完全恢复原状的形变。 范氏形变：外力较大，撤除后物体不能完全恢复原状，而留下剩余形变。 本实验只研究弹性形变。最简单的弹性形变是棒状物体受外力后的拉长和缩短。 设物体的原长为L，横截面积为S，当在长度方向施加外力F时，其伸长(或缩短) L 。 按照胡克定律，在弹性限度内，物体的协强(F/S)与协变(L/L)成正比。,实 验 原 理,二.杨氏模量 条形物体（如钢丝）沿纵向的弹性模量叫杨氏模量。 测量杨氏模量的方法有：拉伸法、梁的弯曲法、振动法、内耗法等等，本实验采用拉伸法测定杨氏模量。 比例系数 称为杨氏模量。 它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。,三.光杠杆装置及放大原理 小平面镜M连同直尺、望远镜共同构成光杠杆装置，它可把微小长度变化放大。 n0为M法线方向水平时，望远镜中看到的直尺上的相应刻度。,(n0),(n1),R,M,M,b,a,a,a,a,C,C,n1为当钢丝因悬挂重物而下降L，导致M的法线方向改变角时，从望远镜中看到的直尺上的相应刻度。,b 平面镜M后一个支点到前两个支点的距离,R镜面到尺面的距离,因为角很小，故有：,则有：,最后得：,本实验的放大倍数:几十倍,R为1至2米;b为5至8厘米.,则：,又：,令：,由前实验装置分析：,实 验 内 容,1.调整杨氏弹性模量仪的支架底角螺旋H，使支架铅直（由支架的铅锤或水平气泡来确定），然后加重2千克（不记入作用力F内）将钢丝拉直，测量钢丝长度L。 2.调节光杠杆装置。 （1）粗调 （2）细调 3.记下开始时望远镜中标尺的读数 ，然后每增加500g砝码记录一次标尺读数，则标尺读数依次为 ， ，- ， ，直到增加了5000g为止。 4.依次减少砝码，每次减500g ，分别记录各次所对应的标尺读数 ， ，直到 。 5.在不同位置对钢丝直径D测6次，并测量标尺到镜面的距离R及光杠杆后支点到前两个支点的垂直距离b。,注 意 事 项,充分重视光杠杆的粗调。 增减砝码时要轻放轻取，以防冲击和摆动，应等标尺稳定后才可读数。标尺读数
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