杨氏模量实验报告记录

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实验二杨氏弹性模量的测定实验报告

实验二杨氏弹性模量的测定实验报告

实验二杨氏弹性模量的测定实验报告一、实验目的1、学会用伸长法测量金属丝的杨氏弹性模量。

2、掌握光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。

3、学会用逐差法处理实验数据。

二、实验原理杨氏弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

假设一根粗细均匀的金属丝,长度为 L,横截面积为 S,受到外力 F 作用时伸长了ΔL。

根据胡克定律,在弹性限度内,应力(F/S)与应变(ΔL/L)成正比,比例系数即为杨氏弹性模量 E,其表达式为:\E =\frac{F \cdot L}{S \cdot \Delta L}\在本实验中,F 由砝码的重力提供,S 可通过测量金属丝的直径 d计算得出(\(S =\frac{\pi d^2}{4}\)),ΔL 是微小长度变化量,难以直接测量,采用光杠杆法进行测量。

光杠杆是一个带有可旋转支脚的平面镜,其前足尖放在固定平台上,后足尖置于待测金属丝的测量端,平面镜与金属丝平行。

当金属丝伸长ΔL 时,光杠杆后足尖随之下降ΔL,带动平面镜转过一个小角度θ。

设从望远镜中看到的标尺刻度的变化为Δn,光杠杆常数(即光杠杆前后足尖的垂直距离)为 b,望远镜到平面镜的距离为 D,则有:\(\tan\theta \approx \theta =\frac{\Delta L}{b}\)\(\tan 2\theta \approx 2\theta =\frac{\Delta n}{D}\)由上述两式可得:\(\Delta L =\frac{b \cdot \Delta n}{2D}\)将其代入杨氏弹性模量的表达式,可得:\E =\frac{8FLD}{\pi d^2 b \Delta n}\三、实验仪器杨氏弹性模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、砝码、千分尺、游标卡尺等。

四、实验步骤1、调整仪器调节杨氏弹性模量测定仪底座的水平调节螺丝,使立柱铅直。

将光杠杆放在平台上,使平面镜与平台面垂直,前、后足尖位于同一水平面内。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。

2、掌握用光杠杆放大法测量微小长度变化量。

3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等测量长度的仪器。

4、学习用逐差法处理实验数据。

二、实验原理1、杨氏模量的定义杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。

对于一根长度为L、横截面积为 S 的均匀金属丝,在受到沿长度方向的拉力 F 作用时,伸长量为ΔL。

根据胡克定律,在弹性限度内,应力 F/S 与应变ΔL/L成正比,比例系数即为杨氏模量 E,其表达式为:E =(F/S)/(ΔL/L) = FL/(SΔL)2、光杠杆放大原理光杠杆是一个附有三个尖足的平面镜,其前两尖足放在平台的沟内,后足尖置于与金属丝下端相连的圆柱体上。

当金属丝被拉长时,光杠杆的后足尖随圆柱体下降ΔL,使光杠杆绕前足尖转动一微小角度θ。

此时,反射光线相对入射光线偏转2θ 角。

设平面镜到标尺的距离为D,光杠杆后足尖到两前足尖连线的垂直距离为 b,则有:ΔL =bθ/2D 由于θ 很小,tanθ ≈ θ,所以ΔL =bΔx/2D ,式中Δx 为标尺上的读数变化量。

三、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、望远镜及标尺、螺旋测微器、游标卡尺、砝码、米尺等。

四、实验步骤1、调整杨氏模量测量仪(1)调节底座水平,使金属丝铅直。

(2)将光杠杆放在平台上,使其前两足尖位于沟槽内,后足尖置于与金属丝下端相连的圆柱体上,调整光杠杆平面镜的俯仰角度,使其与平台垂直。

(3)调节望远镜及标尺,使其与光杠杆平面镜等高,且望远镜光轴水平,标尺与望远镜光轴垂直。

2、测量金属丝的长度 L用米尺测量金属丝的长度,测量多次,取平均值。

3、测量金属丝的直径 d用螺旋测微器在金属丝的不同部位测量直径,测量多次,取平均值。

4、测量光杠杆常数 b用游标卡尺测量光杠杆后足尖到两前足尖连线的垂直距离 b,测量多次,取平均值。

5、测量望远镜中标尺的初始读数 n₀在未加砝码时,通过望远镜读取标尺的读数 n₀。

杨氏模量实验报告实验原理(3篇)

杨氏模量实验报告实验原理(3篇)

第1篇一、实验背景杨氏模量(Young's Modulus)是材料力学中的一个重要物理量,它表征了材料在受力时抵抗形变的能力。

在工程实践中,杨氏模量是衡量材料刚度的重要指标之一,对材料的选择和结构设计具有重要意义。

本实验旨在通过实验方法测定金属材料的杨氏模量,并掌握相关实验原理和操作步骤。

二、实验原理1. 杨氏模量的定义杨氏模量(E)是指材料在弹性变形范围内,单位面积上所承受的应力与相应的应变之比。

其数学表达式为:E = σ / ε其中,σ为应力,ε为应变。

应力(σ)是指单位面积上的力,其数学表达式为:σ = F / A其中,F为作用在材料上的力,A为受力面积。

应变(ε)是指材料形变与原始长度的比值,其数学表达式为:ε = ΔL / L其中,ΔL为材料形变的长度,L为原始长度。

2. 胡克定律在弹性变形范围内,杨氏模量与应力、应变之间存在线性关系,即胡克定律:σ = Eε该定律表明,在弹性变形范围内,材料的应力与应变成正比。

3. 实验原理本实验采用拉伸法测定金属材料的杨氏模量。

具体实验步骤如下:(1)将金属样品固定在实验装置上,使其一端受到拉伸力F的作用。

(2)测量金属样品的原始长度L0和受力后的长度L。

(3)计算金属样品的形变长度ΔL = L - L0。

(4)根据胡克定律,计算应力σ = F / A,其中A为金属样品的横截面积。

(5)计算应变ε = ΔL / L0。

(6)根据杨氏模量的定义,计算杨氏模量E = σ / ε。

三、实验仪器1. 拉伸试验机:用于施加拉伸力F。

2. 样品夹具:用于固定金属样品。

3. 量具:用于测量金属样品的原始长度L0、受力后的长度L和形变长度ΔL。

4. 计算器:用于计算应力、应变和杨氏模量。

四、实验步骤1. 将金属样品固定在实验装置上,确保其牢固。

2. 调整拉伸试验机,使其施加一定的拉伸力F。

3. 测量金属样品的原始长度L0。

4. 拉伸金属样品,使其受力后的长度L。

杨氏模量实验报告数据

杨氏模量实验报告数据

竭诚为您提供优质文档/双击可除杨氏模量实验报告数据篇一:杨氏模量实验报告杨氏模量的测量【实验目的】1.1.掌握螺旋测微器的使用方法。

2.学会用光杠杆测量微小伸长量。

3.学会用拉伸法金属丝的杨氏模量的方法。

【实验仪器】杨氏模量测定仪(包括:拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺),水准器,钢卷尺,螺旋测微器,钢直尺。

1、金属丝与支架(装置见图1):金属丝长约0.5米,上端被加紧在支架的上梁上,被夹于一个圆形夹头。

这圆形夹头可以在支架的下梁的圆孔内自由移动。

支架下方有三个可调支脚。

这圆形的气泡水准。

使用时应调节支脚。

由气泡水准判断支架是否处于垂直状态。

这样才能使圆柱形夹头在下梁平台的圆孔转移动时不受摩擦。

2、光杠杆(结构见图2):使用时两前支脚放在支架的下梁平台三角形凹槽内,后支脚放在圆柱形夹头上端平面上。

当钢丝受到拉伸时,随着圆柱夹头下降,光杠杆的后支脚也下降,时平面镜以两前支脚为轴旋转。

图1图2图33、望远镜与标尺(装置见图3):望远镜由物镜、目镜、十字分划板组成。

使用实现调节目镜,使看清十字分划板,在调节物镜使看清标尺。

这是表明标尺通过物镜成像在分划板平面上。

由于标尺像与分划板处于同一平面,所以可以消除读书时的视差(即消除眼睛上下移动时标尺像与十字线之间的相对位移)。

标尺是一般的米尺,但中间刻度为0。

【实验原理】1、胡克定律和杨氏弹性模量固体在外力作用下将发生形变,如果外力撤去后相应的形变消失,这种形变称为弹性形变。

如果外力后仍有残余形变,这种形变称为塑性形变。

应力:单位面积上所受到的力(F/s)。

应变:是指在外力作用下的相对形变(相对伸长?L/L)它反映了物体形变的大小。

FL4FL?用公式表达为:Y??(1)s?L?d2?L2、光杠杆镜尺法测量微小长度的变化在(1)式中,在外力的F的拉伸下,钢丝的伸长量?L是很小的量。

用一般的长度测量仪器无法测量。

在本实验中采用光杠杆镜尺法。

初始时,平面镜处于垂直状态。

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告

杨氏模量测量实验报告【实验名称】:杨氏模量测量实验【实验目的】:1.了解杨氏模量的定义和物理意义;2.掌握用实验方法测量杨氏模量的原理和步骤;3.熟练掌握实验仪器的使用方法和注意事项;4.学会分析处理实验数据,计算出被测物体的杨氏模量。

【实验仪器】:万能试验机、游标卡尺、数显卡尺、电子天平等。

【实验原理】:杨氏模量是描述物体抗拉性质的一个重要指标,它可以衡量物体在受到拉伸或压缩作用下的刚性程度。

在实验中,我们采用悬挂法来测量杨氏模量,具体步骤如下:1. 将被测物体悬挂在两个支点之间,保持水平,使其自由悬挂;2. 加上一定的负荷,在达到恒定的应力状态后,记录物体的长度变化量;3. 根据胡克定律,计算出物体所受的拉力大小,并根据形变和拉力的关系求出物体的杨氏模量。

【实验步骤】:1.准备工作(1)清洗被测物体表面,去除污垢和氧化层。

(2)使用游标卡尺或数显卡尺等测量被测物体的直径、长度等尺寸参数,并记录下来。

(3)悬挂被测物体到万能试验机的上夹具,保证其自由悬挂并水平。

2.实验操作(1)在万能试验机上加负荷,使被测物体达到恒定的应力状态。

(2)记录被测物体的长度变化量,并计算出拉力大小。

(3)根据拉力和形变的关系,求出被测物体的杨氏模量。

3.数据处理(1)根据实验所得数据,绘制出应力-应变曲线。

(2)通过斜率法或者曲线拟合法,求出被测物体的杨氏模量。

4.实验注意事项(1)掌握好实验仪器的使用方法,严格按照实验流程进行操作,以免发生意外。

(2)保持被测物体的表面光滑干净,避免影响实验结果。

(3)在实验过程中,需要注意对温度、湿度等因素的控制,以保证实验结果的准确性。

【实验结果】:本实验所测得被测物体的杨氏模量为XXX。

根据计算结果和应力-应变曲线,可以看出所测物体具有较好的抗拉性能和刚性特性。

杨氏模量_实验报告

杨氏模量_实验报告

一、实验目的1. 了解杨氏模量的概念及其在材料力学中的应用。

2. 掌握杨氏模量的测定方法,即拉伸法。

3. 培养实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理杨氏模量(E)是描述材料在受到拉伸或压缩时抵抗形变的能力的物理量。

根据胡克定律,在弹性限度内,材料的相对伸长(或压缩)量与外力成正比,即:ΔL/L = F/S E其中,ΔL为材料的伸长量,L为材料的原始长度,F为施加在材料上的外力,S为材料的横截面积,E为杨氏模量。

本实验采用拉伸法测定杨氏模量,通过测量材料在拉伸过程中产生的伸长量,结合材料的原始长度和横截面积,计算出杨氏模量。

三、实验仪器与材料1. 杨氏模量测定仪(包括:拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺)2. 螺旋测微器3. 游标卡尺4. 钢直尺5. 金属丝(直径约为0.5mm)四、实验步骤1. 将金属丝一端固定在杨氏模量测定仪的拉伸仪上,另一端连接到重物托盘。

2. 调整螺栓,使金属丝处于铅直状态。

3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径,并记录数据。

4. 将望远镜和标尺放置在光杠杆前方约1.2m处。

5. 调节望远镜和标尺,使标尺铅直,光杠杆平面镜平行于标尺。

6. 观察望远镜中的标尺像,记录初始像的位置。

7. 挂上重物,使金属丝产生一定的伸长量。

8. 观察望远镜中的标尺像,记录新的像的位置。

9. 计算金属丝的伸长量,并记录数据。

10. 重复步骤7-9,进行多次测量,取平均值。

五、数据处理与结果分析1. 计算金属丝的横截面积S,S = π (d/2)^2,其中d为金属丝直径。

2. 计算金属丝的相对伸长量ΔL/L,ΔL/L = ΔL/L0,其中L0为金属丝的原始长度,ΔL为金属丝的伸长量。

3. 根据公式E = F/S ΔL/L,计算杨氏模量E。

4. 计算多次测量的平均值,并求出标准偏差。

六、实验结果1. 金属丝直径d:0.48mm2. 金属丝原始长度L0:500mm3. 金属丝伸长量ΔL:0.5mm4. 金属丝横截面积S:0.185mm^25. 杨氏模量E:2.10×10^11 Pa七、结论通过本实验,我们成功地测定了金属丝的杨氏模量,结果为2.10×10^11 Pa。

杨氏模量实验报告数据

杨氏模量实验报告数据

杨氏模量实验报告数据一、实验目的本实验旨在测量金属材料的杨氏模量,了解材料在弹性范围内的力学性能,并通过实验数据的处理和分析,掌握实验原理和方法。

二、实验原理杨氏模量是描述材料在弹性限度内抵抗拉伸或压缩变形能力的物理量。

根据胡克定律,在弹性限度内,材料的应力与应变成正比,即:\\sigma = E\varepsilon\其中,\(\sigma\)为应力,\(\varepsilon\)为应变,\(E\)为杨氏模量。

在拉伸实验中,应力\(\sigma\)等于拉力\(F\)除以横截面积\(S\),应变\(\varepsilon\)等于伸长量\(\Delta L\)除以原始长度\(L\)。

因此,杨氏模量\(E\)可以表示为:\E =\frac{FL}{S\Delta L}\通过测量拉力\(F\)、横截面积\(S\)、原始长度\(L\)和伸长量\(\Delta L\),即可计算出杨氏模量\(E\)。

三、实验仪器1、杨氏模量测定仪:包括光杠杆、望远镜、标尺等。

2、砝码:用于提供拉力。

3、米尺:测量长度。

4、游标卡尺:测量金属丝的直径。

5、螺旋测微器:精确测量金属丝的直径。

四、实验步骤1、调节杨氏模量测定仪将光杠杆的后足尖放在固定平台的沟槽内,前足尖放在小圆柱体的下表面,调整望远镜和光杠杆的位置,使望远镜水平对准光杠杆平面镜,在望远镜中能看到清晰的标尺像。

调节望远镜的目镜和物镜,使标尺的像清晰且无视差。

2、测量金属丝的长度\(L\)用米尺测量金属丝的有效长度,测量多次取平均值。

3、测量金属丝的直径\(d\)用游标卡尺在不同位置测量金属丝的直径,测量多次取平均值。

用螺旋测微器在不同位置测量金属丝的直径,测量多次取平均值。

4、挂上砝码,测量伸长量\(\Delta L\)依次增加砝码,记录每次增加砝码后望远镜中标尺的读数。

再依次减少砝码,记录每次减少砝码后望远镜中标尺的读数。

5、数据处理计算每次增加和减少砝码时的伸长量平均值。

杨氏模量实验报告

杨氏模量实验报告

课程名称:大学物理实验(一)实验名称:杨氏模量的测量二、实验原理1.杨氏模量如图,假设一根横截面积为S,长为L的材料,在大小为F 的力的拉压下,伸缩短了△L则:图1 杨氏模量示意图∆L称为轴向应变,其物理意义是单位长度上的伸长量,表征物体受外力作用时产生变化大小的物理量。

LF称为应力,其物理意义是横截面积为S的物体受到外力F的作用并处于平衡状态时,物体内部单位面积S上引起的内力。

应力和应变的比称为杨氏模量:E=FL(1)S∆L2.钢丝杨氏模量的测量方法S=πd2(2)4利用(1)和(2)式计算即可,其中F:可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力给出L:可由米尺测量d:为细铁丝的直径,可用螺旋测微仪测量ΔL: 是一个微小长度变化量,本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对金属丝微小伸长量 L 的间接测量。

3.光杠杆的放大原理1)杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪如图2所示,待测金属丝上端夹紧,悬挂于支架顶部;下端连着一个金属框架,框架较重使金属丝维持伸直;框架下方有砝码盘,可以荷载不同质量的砝码;支架前面有一个可以升降的载物平台。

底座上有三个可以调节水平的地脚螺丝,光杠杆和镜尺组是测量△L的主要部件,光杠杆如图2 所示,一个直立的平面镜装在三足底座的一端。

底座上三足尖(f₁、f₁、f₁)构成等腰三角形。

等腰三角形底边上的高b称为光杠杆常数。

镜尺组包括一个标尺和望远镜。

图2 杨氏模量测定仪2)光杠杆放大原理光杠杆放大原理图3 光杠杆放大原理使用时,光杠杆的后脚f₁放在与金属丝相连的框架上,前脚f₁、f₁放在载物平台的固定槽里面,f₁、f₁、f₁维持在同一水平面上。

镜尺组距离平面镜约为D,望远镜水平对准平面镜,从望远镜中可以看到竖尺由平面镜反射的像。

望远镜中有细叉丝(一条竖线,若干条横线),选最长的横线为标准观察刻度进行读数。

当金属丝受力伸长△L时,光杠杆的后脚f₁也随之下沉,如图3所示。

前脚f₁、f₁保持不变,于是以f₁为轴,以b为半径旋转一个角度,这时候平面镜也同样旋转θ角。

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杨氏模量实验报告记录————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:南昌大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:金属丝杨氏模量的测定学院:食品学院专业班级:食品科学与工程152班学生姓名:彭超学号: 5603115045实验地点:基础实验大楼B106 座位号:实验时间:第四周星期二下午十六点开始一、实验目的:1.学会测量杨氏模量的一种方法,掌握“光杠杆镜”测量微小长度变化的原理 2.学会用“对称测量”消除系统误差3.学习如何依实际情况对各个测量进行误差估算4.练习用逐差法、作图法处理数据 二、实验原理:在外力作用下,固体材料所发生的形状变化称之为形变。

形变分为弹性形变和范性形变。

如果加在物体上的外力停止作用后,物体能完全恢复原状的形变称之为弹性形变;如果加在物体上的外力停止作用后,物体不能完全恢复原状的形变称之为范性形变。

在许多种不同的形变中,伸长(或缩短)形变是最简单、最普遍的形变之一。

本实验是针对连续、均匀、各向同性的材料做成的丝,进行拉伸试验。

设细丝的原长为L ,横截面积为S ,两端受拉力(或压力)F 后,物体伸长(或缩短)L ∆。

而单位长度的伸长量L L ∆称为应变,单位横截面积所承受的力SF称为应力。

根据胡克定律,在弹性限度内,应力与应变成正比关系,即L L E S F ∆= 式中比例系数E 称为杨氏弹性模量,简称杨氏模量。

实验证明,杨氏模量与外力F 、物体的长度L和截面积S 的大小无关,而只决定于物体的材料。

杨氏模量是表征固体材料性质的一个重要物理量,是选定机械构件材料的依据之一。

由上式得LS FL E ∆=0在国际单位制(SI)中,E 的单位为2-m ⋅N实验证明,杨氏模量与外力F 、物体长度L 和横截面积S 的大小无关,只取决于被测物的材料特性,它是表征固体性质的一个物理量设金属丝的直径为d ,则2d 41π=SLFL E ∆=2d 4π而L ∆是一个微小长度变化(在此实验中 ,当L ≈1m时,F 每变化1kg 相应的L ∆约为0.3mm)。

因此,本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对钢丝微小伸长量L ∆的间接测量。

上图是光杠杆镜测微小长度变化量的原理图。

左侧曲尺状物为光杠杆镜,M 是反射镜,b 为光杠杆镜短臂的杆长,D 为光杆杆平面镜到尺的距离,当加减砝码时,b 边的另一端则随被测钢丝的伸长、缩短而下降、上升,从而改变了M 镜法线的方向,使得钢丝原长为0L 时,从一个调节好的位于图右侧的望远镜看M 镜中标尺像的读数为1n ;而钢丝受力伸长后,光杠杆镜的位置变为虚线所示,此时从望远镜上看到的标尺像的读数变为2n 。

这样,钢丝的微小伸长量L ∆,对应光杠杆镜的角度变化量,而对应的光杠杆镜中标尺读数变化则为n ∆。

由光路可逆可以得知,A 对光杠杆镜的张角应为θ2。

从图中用几何方法可以得出:btan L ∆=≈θθ DDn n -n 22tan 21∆==≈θθ 将两式联立后得n 2b∆=∆DL 式中21n -n n =∆,相当于光杠杆镜的长臂端D 的位移b2D叫做光杠杆的放大倍数,由于b >>D ,所以L ∆>>∆n ,从而获得了对微小量的线性放大,提高了L ∆的测量精度这种测量方法被称为放大法。

由于该方法具有性能稳定、精度高,而且是线性放大等优点,所以在设计各类测试仪器中有着广泛的应用考虑到金属丝受外力作用时存在着弹性滞后效应,也就是说钢丝受到拉伸力作用时,并不能立即伸长到应有的长度)(i 0i i L L L L ∆+=,而只能伸长到i i L L δ-。

同样,当钢丝受到的拉伸力一旦减小时,也不能马上缩短到应有的长度i L ,仅缩短到i i L L δ+。

因此实验时测出的并不是金属丝应有的伸长或收缩的实际长度。

为了消除弹性滞后效应引起的系统误差,测量中应包括增加拉伸力以及对应地减少拉伸力这一对称测量过程,实验中可以采用增加和减少砝码的办法实现。

只要在增、减相应重量时,金属丝伸缩量取平均,就可以消除滞后量i L δ的影响。

即()()[]i 0i i 0i i 0i -21L L L L L L L L L ∆+=+∆++∆+=δδ 三、实验仪器:杨氏模量仪测量仪;螺旋测微器;游标尺;钢卷尺和米尺;望远镜(附标尺)。

(1)调节测定仪支架螺丝,使支架竖直,使夹头刚好穿过平台上的圆孔而不会与平台发生摩擦 (2)将杠杆后尖脚置于夹头上,两尖脚置于平台凹槽上 (3)调节光杠杆与望远镜、米尺中部在同一高度上(4)调节望远镜的位置或光杠杆镜面仰角,直至眼睛在望远镜目镜附近能直接(不通过望远镜筒)从光杠杆镜面中观察到标尺中部的像(5)细微调节望远镜方位和仰角调节螺丝,直至望远镜上缺口与准星连线粗略对准光杠杆镜面 (6)调节望远镜目镜调焦旋钮,直至在望远镜中能看清叉丝。

(7)调节望远镜的物镜调焦旋钮直至在望远镜中能看清整个镜面。

(如果只能看到部分镜面,应调节望远镜仰角调节螺丝,直至看到整个镜面)。

(8)继续调节望远镜的物镜调焦旋钮,直至在望远镜中能看清标尺中部读数。

(9)如果只有部分标尺清楚,说明只有部分标尺聚焦,应调节望远镜仰角调节螺丝直至视野中标尺读数完全清楚。

四、实验内容和步骤:(1)用2kg 砝码挂在钢丝下端钢丝拉直,调节杨氏模量仪底盘下面的3个底脚螺丝,同时观察放在平台上的水准尺,直至中间平台处于水平状态为止。

(2)调节光杠杆镜位置。

将光杆镜放在平台上,两前脚放在平台横槽内,后脚放在固定钢丝下端圆柱形套管上(注意一定要放在金属套管的边上,不能放在缺口的位置),并使光杠杆镜镜面基本垂直或稍有俯角,如图6-1所示。

(3)望远镜调节。

将望远镜置于距光杆镜2m 左右处,松开望远镜固定螺钉,上下移动使得望远镜和光杠杆镜的镜面基本等高。

从望远镜筒上方沿镜筒轴线瞄准光杠杆镜面,移动望远镜固定架位置,直至可以看到光杠杆镜中标尺的像。

然后再从目镜观察,先调节目镜使十字叉丝清晰,最后缓缓旋转调焦手轮,使物镜在镜筒内伸缩,直至从望远镜里可以看到清晰的标尺刻度为止。

(4)观测伸长变化。

以钢丝下挂2kg 砝码时的读数作为开始拉伸的基数0n ,然后每加上1kg 砝码,读取一次数据, 这样依次可以得到76543210n,n,n,n,n,n,n,n , 这是钢丝拉伸过程中的读数变化。

紧接着再每次撤掉1kg 砝码,读取一次数据,依次得到'0'1'2'3'4'5'6'7n n n n n n n n ,这是钢丝收缩过程中的读数变化。

注意:加、减砝码时,应轻放轻拿,避免钢丝产生较大幅度振动。

加(或减)砝码后,钢丝会有一个伸缩的微振动,要等钢丝渐趋平稳后再读数。

(5)测量光杠杆镜前后脚距离b 。

把光杠杆镜的三只脚在白纸上压出凹痕,用尺画出两前脚的连线,再用游标卡尺量出后脚到该连线的垂直距离(用最小分度为1.0mm 的小钢尺测量行否?有效位数够吗?)。

(6)测量钢丝直径。

用螺旋测微计在钢丝的不同部位测3~5次,取其平均值。

测量时每次都要注意记下数据,螺旋测微计的零位误差。

(7)测量光杠杆镜镜面到望远镜附标尺的距离D 。

用钢卷尺量出光杠杆镜镜面到望远镜附标尺的距离,作单次测量,并估计误差(卷尺从空中直接拉直测量,在2m 长的范围内因中间下垂引起的误差。

从镜面到标尺,这两头各应从何算起?能对准吗?如何估算上述误差?)。

(8)用米尺测量钢丝原长L 0,测单次(测量的起讫点各在哪里?能用米尺直接比较测量吗?若不能,如何估算误差?你想到误差界这个概念了吗?)。

(9)实验中的注意事项:①钢丝的两端一定要夹紧,一来减小系统误差,二来避免砝码加重后拉脱而砸坏实验装置。

②在测读伸长变化的整个过程中,不能碰动望远镜及其安放的桌子,否则重新开始测读。

③被测钢丝一定要保持平直,以免将钢丝拉直的过程误测为伸长量,导致测量结果谬误。

④增减砝码时要注意砝码的质量是否都是1kg ,并且不能碰到光杠杆镜。

⑤望远镜有一定的调焦范围,不能过分用力拧动调焦旋钮。

五、实验数据与处理:平均值()cm 2n n n 'i i +=:36.7n 10.7n 63.6n 91.5n 58.5n 35.5n 62.4n 03.4n 76543210========;)(cm j -i n -n n j i =∆:(舍)61.0471.0481.0476.04n 37261504=-=-=-=-n n n n n n n ;cm n 76.0=∆;cm n 05.0=∆∆ m n D b L 41057.110076.010.169200.72-⨯=⋅⨯=∆=∆ mm d 51.0=2721004.2100051.041m S -⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=π()21101087.1m N LS FL E ⋅⨯=∆=)1023.110222222m N E n b b d d D D L L F F E n ⋅⨯=⋅⎪⎭⎫⎝⎛∆∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆∆(12).087.1(11)10=(mE⋅N±⨯六、误差分析:七、思考题:八、附上原始数据:。

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