金属丝弹性模量的测量.doc

实验名称金属丝弹性模量的测量实验编号0801002实验课时3类别必修() 限选( ) 任选( ) 类型演示、验证( )综合、设计( )辅助教师职称授课对象全校工科本科生、专科生教材讲义王宏波等大学物理实验(上)东北林业大学出版社，2004实验内容(教学过程)备注实验目的(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，物体伸长或缩短为L，则弹性模量。由于L甚小，需要用光杠杆放大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 因而， 。由可知，光杠杆的放大倍数为。光杠杆放大原理图实验装置弹性模量测定仪实验准备弹性模量测定仪，千分尺，直尺，钢卷尺实验步骤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测量值N不确定度u = uBu / NN uL /mm726.020.00287262D /mm1765.040.002317654b /mm77.50.90.011677.50.9钢丝直径d数据处理表次数n123456dUB/mmdi/mm0.7040.7040.7050.7040.7050.7020.7040.004di=di-d/mm000.00100.0010.002标度尺示数及数据处理砝码质量kg01.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.011.0加码读数(n) /mm04.39.013.017.022.426.030.034.038.042.046.0加码读数(n/) /mm0.54.59.212.817.322.626.230.634.438.342.446.0平均值(ni) /mm0.254.49.112.917.222.526.130.334.238.242.246.025.825.925.125.325.124.50.490.64-0.16-0.01-0.11-0.76数据处理 标准不确定度为扩展不确定度为所以结果表达式为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