拉伸法测量金属丝弹性模量带大数据处理

1、实用标准文档大全本科实验报告（详写）【实验目的】1.1. 掌握拉伸法测量金属丝弹性模量的原理和方法。2.2. 学习光杠杆测量微小长度的变化的原理和方法。3.3. 进一步学习用逐差法，作图法处理数据。4.4. 多种长度测试方法和仪器的使用。【实验容和原理】1.1.测定金属丝弹性模量假定长为 L L、横截面积为 S S 的均匀金属丝，在受到沿长度方向的外力 F F 作用下伸长？L L,根据克定律可知，在弹性限度，应变?L?L /L/L 与外 F/SF/S 成正比，即?| ?EfEf二？（ E E 称为该金属的氏模量）（1 1）实用标准文档大全由此可得：实用标准文档大全?=?=?L其中 F,SF,S

2、 和 L L 都比较容易测量；?L?L 是一个很小的长度变化量2.2.光杠杆测量微小长度变化?L?L / / b b = = tantan（1 1）若望远镜中的叉丝原来对准竖尺上的刻度为r0；平面镜转动后, 根据广的反射定律，镜面旋转 ，反射线将旋转 2 2，设这时叉丝对 准新的刻度为ri。令?n=?n=| |ri-r| |，则当 2 2 很小（即?n?n DD）并维 持镜面与 i i 时，有由 0 0）、得，?L?L= b b ?n?n / / （2D2D）。3.3.由以上可知，光杠杆的作用在于将微小的伸长量？L L 放大为竖尺(2)?n?n / / D=tanD=tan22(2)当金属丝受

3、力伸长?L?L 时，光杠杆后脚fi也随之下降？L L,在 较 小（即?L?L b b ）时，有实用标准文档大全上的位移？n n。通过？n,n, b,b, D D 这些比较容易准确测量的量间接地测定实用标准文档大全?L?L。其中 2D/b2D/b 称为光杠杆的放大倍数。E8FLD d2bl（3 3）4.4. 为减小实验误差依次在砝码钩上挂砝码（每次 1kg1kg，并注意砝码应交错放置整齐）。待系统稳定后，记下相应十字叉丝处读数ni（i=1,2i=1,2 , ,6 6）。依次减小砝码（每次 1kg1kg）,待稳定后，记十字叉丝处相应读数（i=1,2i=1,2 , , ., 6 6）。取同一负荷刻度

4、尺读数平均值5.5. 按逐差法处理数据的要求测量弹性模量。计算对应 3Kg3Kg 负荷时金属丝的伸长量nini 3-ni(i=1,2,3i=1,2,3 ,)及伸长量的平均值3nin-将& , L,D,K,dL,D,K,d 各测量结果代入（3 3）式，计算出待测金属丝的弹性 模量及测量结果的不确定度。ni6 2(i=1,2i=1,2,6 6)(L(LL) )2(DD)24(d4(dd) )2( (n)n）2（KK）2（FF）2实用标准文档大全【实验仪器】实用标准文档大全弹性模量测定仪(包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺) ，水平仪。钢卷尺(5M5M)。螺旋测微器(O.OImnO.OImn)。游标

5、卡尺( x=0.05mnx=0.05mn)。台灯、砝码。【操作方法与实验步骤】一、调节仪器a.a. 调节氏模量测定仪三角底座上的调整螺钉， 使支架、细钢丝铅直， 使平台水平。b.b. 将光杠杆放在平台上，两前脚放在平台前面的横槽中，后脚放在 钢丝下端的夹头上适当位置，不能与钢丝接触，不要靠着圆孔边， 也不要放在夹缝中。二、光杠杆及望远镜镜尺组的调整1.1. 调节光杠杆(1) . .将望远镜放在离光杠杆镜面约为 1.5-2.0m1.5-2.0m 处，并使二者在同 一咼度。(2) . .调整光杠杆镜面与平台面垂直，望远镜成水平，注意光杠杆的 中心可能会不稳，在调节的时候，要注意在光杠杆支架上的槽与

6、光杠 杆尖脚的契合，在此步骤前应先测量好 b b 的值。2.2. 调整望远镜(1) 移动标尺架和微调平面镜的仰角，及改变望远镜的倾角。使得 通过望远镜筒上的准心往平面镜中观察， 能看到标尺的像，在实验中, 由于初次接触，这一步骤所花的时间较长，最后发现，使准星对准镜 中的标志的像才能够几率较大的达到实验要求。(2) 调整目镜至能看清镜筒中叉丝的像；(3) 慢慢调整望远镜右侧物镜调焦旋钮直到能在望远镜中看见清晰 的标尺像，并使望远镜中的标尺刻度线的像与水平线的像重合；(4) 消除视差。 眼睛在目镜处微微上下移动， 像与标尺刻度线的像 出现相对位移，应重新微调目镜和物镜，直至消除为止。3.3. 试

7、加八个砝码，从望远镜中观察是否看到刻度(估计一下满负荷实用标准文档大全时标尺读数是否够用），若无，应将刻度尺上移至能看到刻度，调好 后取下砝码。三、测量采用等增量测量法1.1. 加减砝码。先逐个加砝码，共五个。每加一个砝码 （1kg1kg）,记录一 次标尺的位置？?？然后依次减砝码，每减一个砝码，记下数据。（所 记？? ?和？? ?分别应为偶数个）。2.2. 测钢丝原长 L L。用钢卷尺或米尺测出钢丝原长（两夹头之间部分）L L。3.3. 测钢丝直径 d d。在钢丝上选不同部位及方向，用螺旋测微计测出其 直径 d d,重复测量三次，取平均值。4.4. 测量距离 0 注意一定要使卷尺保持水平，先

8、将光杠杆平台与望远 镜调至同一水平面，再测量距离，一定保持卷尺水平，否则会成为误 差来源。5.5. 测量光杠杆常数 K K。用荧光笔在光杠杆的脚上涂抹，再将光杠杆微用力压在白纸上，作图，用游标卡尺准确测量出K K 的值。6.6. 再重复上述步骤 1 1,两次结果取平均值。【实验数据】表 1 1 钢丝的直径表 2 2 测量数据次数力（N）加砝码减砝码ni实用标准文档大全11.00ni4.44.44.422.007.48.07.733.0010.911.111.044.0014.014.114.1次数12345d (mm)d,(mn)0.6690.6690.6700.6700.6690.6694d

9、,(mm)-0.0004-0.00040.00060.0006-0.00040.00073- 2；Xi Xn的不确定度：SA=0.564=0.564 (cmcm) n(n 1)n n SA2.2. 0.5640.564(cmcm)d的 A A 类不确定度：Sd0.00070.0007 (mmmmd的 B B 类不确定度：仪0.0040.004 (mmmm合成不确定度：d .仪2Sd20.004(mmmmd=0.669d=0.6690.0040.004 (mrmr)实用标准文档大全L= =(45.0045.000.050.05)cmcmd=d=(0.6690.6690.0040.004)mmmm

10、K=K= (70.0070.000.020.02)mmmmD=D=(159.80159.800.050.05)cmcm8FLD81960450. 01598. 0Ed2Kn3.141(0. 725)270. 007. 7=12670759.051g/mm=1. 2671010kg/m2由于logElogFlogLlogDlogd2logKlog n因此对应的误差传递公式为:实验结果:LL)2F2( (n) )2n（KK）2（訂（爲2（4；050）（E1.26710100. 5)2(2 0. 004)2(0. 05)2(0. 03)21598. 0)0.669)(70. 00)(7. 7)8 20.016152.03810kg/m1.615%E2. 03108kg/m2E(1. 30. 1)1010kg/m20. 01615实用标准文档大全【问题与建议】(1)(1) 分析实验中那一项结果误差对测量结果影响最大，如何减少？ 由上述数据知dAn的数值最大，故An勺不确定度度试验影响最大，应在实验时保证实验数 据的精准性，取多种数据也能减少误差(2)(2) 用逐差法处理数据的优点是什么，应注意什么问题利用到每一个实验数据，减少误差较其他方法更精确(3)(3) 本实验中必须满足什么条件，这些条件是怎么提出的，？你能根