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大学物理实验用拉伸法测量杨氏模量1目录CONTENTS01020304实验背景实验目的实验原理实验操作05注意事项2一、实验背景▲杨氏弹性模量是描述材料形变能力的重要物理量，是选定机械零件材料的依据之一，是工程技术设计中常用的参数；▲光杠杆是一种应用光放大原理测量被测物微小长度变化的装置，它的特点是直观、简便、精度高；▲光杠杆装置还被高灵敏度的测量仪器用来显示微小角度的变化，比如灵敏电流计。3一、实验背景机械零件4一、实验背景桥梁5一、实验背景高层建筑6二、实验目的1、理解拉伸法测量杨氏模量的方法；2、掌握光杠杆法测量微小长度的方法；3、学会灵活选用合适的量具，利用逐差法处理数据，并用不确定表示测量结果。▲重点：微小长度变化的测量法▲难点：光路的调节7

3.1杨氏模量的测量原理三、实验原理

▲杨氏模量的定义：应力与应变的比值。

▲根据胡克定律，在弹性限度内，正应力F／S与拉伸应变△L／L成正比，即:式中：Y是杨氏模量。8微小长度的测量拓展：三、实验原理93.2光杠杆及其放大原理三、实验原理10三、实验原理

杨氏模量的大小仅取决于材料本身的性质，与材料的几何形状及所受外力的大小无关。11实验仪器四、实验内容12四、实验操作1、拉伸仪的调节：（1）调整工作平台高度，使下夹头平面与其对齐；（2）调整支架的底脚螺钉，使下夹头与平台无摩擦；（3）光杠杆前足位于沟槽中，后足位于下夹头平面上，镜面铅直。132、望远镜的调节：（1）调同轴等高，左右调望远镜使标尺像居中；（2）调目镜焦距，使十字叉丝清晰；（3）调节物镜焦距，找到标尺的像。四、实验操作143、数据的测量（1）测量金属丝不同受力时的标尺坐标次数砝码重/kg增重读数/mm减重读数/mm11.0022.0033.0044.0055.0066.00四、实验操作15（2）测量金属丝的直径d；（3）用卷尺测金属丝原长

L(mm)；（4）测量光杠杆到标尺距离D：D(mm)=|上丝读数-下丝读数|×50（5）用游标卡尺测光杠杆常数b。bBCA四、实验操作16▲1、加砝码时缺口必须互相正交；▲2、尽量减少活动，动作要小；▲3、拉伸仪基本稳定之后才能读数；▲4、除完成规定动作以外，争取对实验设备、实验内容、相关知识在其他领域的应用等方面进行拓展创新。五、注意事项17▲实验报告尽量按科技论文的形式撰写，遇到有价值的问题应研究透彻，练习发表论文。18自制杨氏模量仪：多次反射放大+千分尺测微变19▲对仪器设备有改进或拓展的想法，老师可以提供帮助，申请校内项目资助，做成实体作品，参加每年的仪器创新与设计大赛。多次反射放大法测微小变化粘度测量半导体快速降温仪自制多级式热电堆型热流

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