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文档简介

HARBIN ENGINEERING UNIVERSITY物理实验报告实 验 题 目： 拉伸法测金属丝的杨氏模量 姓 名： 张志林 物理实验教学中心实 验 报 告一、实验题目：拉伸法测金属丝的杨氏模量二、实验目的： 1. 掌握静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量2. 学会光杠杆法测量微小长度变化量的技巧3. 巩固逐差法处理实验数据4. 接受有效数字计算和不确定度计算的训练三、实验仪器：数显液压加力杨氏模量测定仪，新型光杠杆，螺旋测微计和钢卷尺四、实验原理（原理图、公式推导和文字说明）： E = F L /LS （1） E 杨氏模量，固体材料抵抗形变能力的重要物理量，固有属性，取决于材料，F/S 应力 ， L/L 应变，F、S、L易测，L不易测，采用光杠杆法设金属丝的直径为d，有E=4FL/d2L （2）当金属丝受力后，产生微小伸长，光杠杆后足尖便随托板一起作微小移动，并使光杠杆绕前足尖转动一微小角度，从而带动光杠杆反射镜转动相应的微小角，这样标尺的像在光杠杆反射镜和调节反射镜之间反射，便把这一微小角位移放大成较大线位移。这就是光杠杆产生光放大的基本原理。下面我们来导出本实验的测量原理公式。 光杠杆放大原理示意图 标尺和观察者在两侧，开始时光杠杆反射镜与标尺在同一平面,在望远镜中读到的标尺读数为n0,当光杠杆反射镜的后足尖下降L，将会产生一个微小偏转角，此时在望远镜中读到的标尺读为n1, n1-n0即为放大后的钢丝伸长量N，常称作视伸长。由图可知L=btanbN= n1-n0=Dtan44D所以它的放大倍数为A0=NL=n1-n0/L=4Db可得E=16FLD/d2bN （3）式中D为调节反射平面镜到标尺的距离，b称为光杠杆常数，即为光杠杆后足尖到两前足尖连线的垂直距离。五、实验数据处理（整理表格、计算过程、结论）：F=0.01kg 仪=0.5mm次数拉力示数/kg标尺读数/mm逐差值/mm加载减载平均014.0040.039.839.9N1=n5-n012.2115.0042.542.042.3N1=n6-n112.1216.0045.044.945.0N1=n7-n212.0317.0047.247.147.2N1=n8-n312.3418.0049.150.049.6N1=n9-n412.4519.0052.052.152.112.2620.0054.254.454.4SN0.16721.0057.057.057.0D=113.10.3cm822.0059.559.559.5L=46.50.2cm923.0062.062.062.0b=8.520.05 cm 仪=0.005mm ，d 0=0.000mm 次数测量值123456Sdd/mm0.8120.8130.8110.8120.8100.8130.8120.0012(mm)六、总结及可能性应用（误差分析、收获、体会及本实验的应用
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