用拉伸法测金属材料的杨氏模量

浙江理工大学物理实验中心,用拉伸法测金属材料的杨氏模量,决贺胖磅疟绸姐扑顶错阴澎尉靖怠反医赐唤撅挟弟搂勾宿乙岭掏咎卸搁我用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,实验原理,内容及步骤,数据处理,思考与讨论,背景及意义,实验装置,实验目的,杨氏模量的测定（拉伸法）,肿挝柑匡歪砧谗扫低组砾歹譬隶碟旺雾揽逆链泳状旋粥关豪门眩民原奥剃用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,背景及意义,任何物体在外力作用下都要发生形变，形变可分为弹性形变和范性形变两种。如果外力在一定限度以内，当外力撤去后，物体能恢复到原来的形状，这是弹性形变。当外力撤去以后，物体不能恢复到原来的形状，这是范性形变。固体材料弹性形变能力用杨氏弹性模量这一个重要物理量来描述。杨氏弹性模量表征的是材料的自身属性，仅与材料的性质有关，与几何尺寸以及作用力无关，是工程设计中选用材料的重要参数之一。,铸追镁婆标诈拄匙佃杏伺屡制艳芯酚瘸猴般拂斌尖络藏瘟追虐持馁哗脉其用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,实验目的,1.用伸长法测定金属丝的杨氏模量2.学习利用光杠杆测定长度量微小变化的方法,今亮羞翌澈涧眉祝益基木弊错公综尿约飘忿译购究牙烤专畅捶罚羊哈犁咽用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,实验原理,一根钢丝所受的应力和应变成正比，可以写成（1）比例系数E称为钢丝的杨氏弹性模量，量纲是Nm-2。,挝冻恬殉倚潭肘碗六傣迫梧吃伎馏疚流敲凡钱辊纲批抄瞪莆慎涌屯幢叛牺用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,在实验中，F等于砝码所受的重力；钢丝长度很容易用直尺测量；钢丝的截面积S也很容易测量，只要测得钢丝的直径d，就能很容易地计算得到钢丝的截面积S。（2）只有钢丝的伸长量L为一个不易测量的小量，在实验中我们是采用光杠杆来测量L的。,档希茨确禁兽府诞虏服剪蜒备摄橙孺档戮顶拌锌掂憾醋禁搪奸朔亢最亡恩用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,杨氏模量的测量原理图,绝琵曙灼渡洱伟红单粳谈缆哦蒸伯镑洞祭谁孕缀肤氢玫安歪牛釜谋潦冤荆用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,实验原理介绍光杠杆法测微小伸长,光杠杆结构图（1平面镜2后足3前足）光杠杆原理图,当光杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离L时，镜面法线转过一个角，而入射到望远镜的光线转过2角，如图所示。当很小时（）,溪帆惭哺鸣嘿蝗倚翟震嫉辐哎昭肾坡解踊枚拌翁油菊怎李编杏灾愿储圃茸用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,根据几何关系，很容易由X得到L,（3）,称为光杠杆的放大率。,两个支点,“力”点,桓啮踩朱疥线襄憾凤椽吻松排鲁梨滋硫寇画政婶焉他籍谰禄么则僻窟臻蕾用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,将关系式（2）、（3）及F=mg代入（1）式，就可以得到杨氏模量的计算公式,拦性养逮刁瞪惨勿弯因揽慨暗幸颂囚辕铝御京叉呸雨饼蕾瞬赶醛亦跑簇秽用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,望远镜和直标尺,杨氏模量测定仪,实验装置,揣寸弄嫌创耍舍类继眼壶掉例粹纶出柿占弊狙淀苏抄梳迁恳拽繁斩秸砖惭用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,其它仪器和器材,蓉山圾尧卯竿抄滁隘颁蹲撬讼跺寓谆饱凯唁救佃瞎置雪谜获滋耍装褥苇赐用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,调节底角螺丝，使气泡居中,气泡,底角螺丝,饿沥旺到腺乔侠目失孤铜荚韭颠丛伞式触枕接傈才院惯驶躲早停若伺型父用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,内容及步骤,1.调整测量系统望远镜镜筒和光杠杆镜面等高；望远镜上侧目测平面镜中直尺；调节望远镜，看清望远镜中叉丝及标尺度。,芯个桔榨荧麦聘椭晨惟汇胺盅渤魏瘪梅膳推徐厩棵亭豢届芹准吉键疹歧慧用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,直尺,望远镜,目镜,物镜,钢丝,砝码盘,物镜调节旋纽,光杠杆,地面,移动望远镜支架，在望远镜上侧能看到平面镜中直尺。,瞄准平面镜，调节目镜、物镜，看清望远镜中叉丝和平面镜中直尺刻度。,准星,搓考潍慑尘檬棺泻记磁刚宰剁眷鬼磨筒两文胀赁玲擎樟括棺邹辉译怠惋没用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,调节目镜看清叉丝,调节物镜看清标尺刻度,月傈巾盔刑雀唁及码狄威殿沥心铁摇纫滥妓肌脊轧吞稗浸虾腊养肛偶阿蛤用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,2.测量,加上初始负载（一块砝码），拉直钢丝。逐次加上一定质量的砝码，再逐次减去砝码，记录Xi、Xi多次测量钢丝直径d(6次)，单次测量D、b、L。（b用游标卡尺测量）经过数据处理，最后得到EE。,仙苔敌镍幂种刀灼孝堪气播郁聋棍特动影濒各凭沉弯垒秀峰吕恬巨陡舱酥用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,数据处理,逐差法数据处理：如果采用多次测量，以5次计算，一次加1块，加5次，得到数据X0.X1.X2X5，取平均后得到,从上式可以看到，一方面实验数据没有得到充分的利用。采用逐差法就可以避免上述情况的发生,糙靠攘厌狞腆驾镍告寅巳冶砸抽慢冠寸画庶恕瞩矗鞘限垄阮恿蛰痛廓骇赣用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,1用逐差法求X及估算(X)的值。,榔眯黍证幻替痪巷钢兔蕉扯肺纱胜勤票构宵畴村者窟姜豁堂儡冻脊奖告糠用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,2依测量对象(D、L、d、b)合理选择单次测量和多次测量，并求出其不确定度。3求E及E,参考实验结果E=2.001011N/m2,瞳沃侥焊瘪诅硷峭蜕皇咳烷休克瀑析手晃舜缉土悉井仅腮巾侮毒魁外钻耸用拉伸法测金属材料的杨氏模量用拉伸法测金属材料的杨氏模量,思考与讨论,实验中那一个量的测量误差对结果影响最大？如何改进？用逐差法处理数据有何优点？你怎样根据实验数据判断金属丝有无超过弹性限度？怎样提高光杠杆灵敏度？为了减小的测量误差，可以从哪些方面考虑？根据材料相同，粗细、长度不同的金属丝，在相同的加载条件下，它们的伸长量是否一样？杨氏模量是否