钢丝杨氏模量的测定-实验报告
用光杠杆法测钢丝的杨氏模量报告(共8篇)
用光杠杆法测钢丝的杨氏模量报告(共8篇)1. 实验目的使用光杠杆法测量钢丝的杨氏模量，并了解光杠杆法的基本原理和应用。
2. 实验原理光杠杆法是通过将钢丝放在水平方向和竖直方向的两种受力状态下测量其拉伸变形的方法。
在光杠杆法中，将悬挂钢丝的弹性形变传递给光杠杆，再通过光纤传感器测量光杠杆的折射量，从而得到钢丝的受力和变形量。
根据胡克定律，杨氏模量可用以下公式计算：E=(FL)/(AΔL)其中，E为杨氏模量，F为钢丝所受拉力，L为钢丝长度，A为钢丝横截面积，ΔL为钢丝的伸长量。
3. 实验步骤1) 将光杠杆立在光电传感器上，并通过电缆将传感器与计算机相连。
2) 调整光线和光杠杆，使其光斑在水平方向上能够落在钢丝的一端。
3) 用夹子固定被测钢丝的另一端，并用量程为1g的秤直接挂载在钢丝上，记录其重量。
4) 逐渐拉伸钢丝，每次增加适量的载荷，直到钢丝断裂为止。
5) 在每次加载后，记录光杠杆折射量。
6) 重复以上步骤测量竖直方向的受力和变形，计算得到钢丝的杨氏模量。
4. 实验结果与分析通过实验测量，得到钢丝承受压力和变形的数据，如下：加载量（g）光杠杆折射量（mm）竖直方向折射量（mm）0 0 05 0.102 0.18610 0.202 0.37815 0.296 0.58220 0.392 0.79825 0.498 1.026根据以上数据，利用胡克定律计算钢丝的杨氏模量如下：FL/AΔL= EF=mg (其中m为钢丝的质量，g为重力加速度)钢丝的直径d= 0.5mm，面积A= πd²/4= 0.1963mm²水平方向下：F= 0.030g，ΔL=0.498mm，L=11.59cmE= (0.030g×9.8m/s²×11.59cm)/(0.1963mm²×0.498mm)= 113.86GPa通过实验得到的杨氏模量值十分接近，说明实验严密，数据准确可靠。
钢丝的杨氏模量实验报告
钢丝的杨氏模量实验报告钢丝的杨氏模量实验报告引言：杨氏模量是材料力学性质中的一个重要参数，它描述了材料在受力时的弹性变形能力。
本实验旨在通过测量钢丝在不同受力情况下的变形量和应力，计算出钢丝的杨氏模量，并探讨其与钢丝的材料性质之间的关系。
实验装置与方法：实验装置主要包括一根细长的钢丝、一根悬挂钢丝的支架、一块光滑的水平台面和一个定力计。
首先，将钢丝固定在支架上，使其悬挂在平台面上。
然后，用定力计施加不同的拉力，记录下拉力和钢丝的变形量。
实验过程中需要注意保持钢丝的温度和长度不变。
实验结果与数据处理：在实验中，我们分别施加了不同的拉力，并记录了钢丝的变形量和拉力数据。
通过计算，得到了不同拉力下钢丝的应力值，并绘制了应力-应变曲线。
根据该曲线的线性段，我们可以计算出钢丝的杨氏模量。
讨论与分析：根据实验结果，我们可以看到应力-应变曲线在一定范围内呈现出线性关系。
通过施加不同的拉力，我们可以观察到钢丝的变形量与拉力成正比，这符合胡克定律。
根据胡克定律，弹性体的应力与应变成正比，比例常数即为杨氏模量。
钢丝的杨氏模量是一个反映其弹性特性的重要指标。
杨氏模量越大，说明钢丝具有更好的抗弯刚度和抗拉性能。
杨氏模量与材料的结构和成分密切相关。
例如，普通的工业钢丝通常具有较高的杨氏模量，而合金钢丝由于添加了其他元素，其杨氏模量可能更高。
此外，杨氏模量还受到温度的影响。
随着温度的升高，钢丝的杨氏模量会发生变化。
这是因为温度的变化会导致材料的晶格结构发生变化，从而影响杨氏模量的数值。
结论：通过实验测量和数据处理，我们得到了钢丝的杨氏模量，并发现它与钢丝的材料性质密切相关。
钢丝的杨氏模量是描述其弹性特性的重要参数，它反映了钢丝在受力时的弹性变形能力。
实验结果还表明，钢丝的杨氏模量受到温度的影响。
在实际应用中，对于不同材料的钢丝，了解其杨氏模量可以帮助我们选择合适的材料，并预测其在受力时的变形情况。
此外，通过改变材料的成分和结构，我们还可以调节杨氏模量，以满足特定工程需求。
钢丝杨氏模量的测定实验报告
钢丝杨氏模量的测定实验报告篇一：用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告杨氏弹性模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分尺；游标卡尺；米尺；待测钢丝；砝码等。
【实验原理】1.杨氏弹性模量Y是材料在弹性限度内应力与应变的比值，即杨氏弹性模量反映了材料的刚度，是度量物体在弹性范围内受力时形变大小的因素之一，是表征材料机械特性的物理量之一。
2.光杠杆原理伸长量Δl比较小，不易测准，本实验利用了光杠杆的放大原理对Δl进行测量。
利用光杠杆装置后，杨氏弹性模量Y可表示为：式中，F是钢丝所受的力，l是钢丝的长度，L是镜面到标尺间的距离，d是钢丝的直径，b是光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离，Δn是望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量。
3. 隔项逐差法隔项逐差法为了保持多次测量优越性而采用的数据处理方法。
使每个测量数据在平均值内都起到作用。
本实验将测量数据分为两组，每组4个，将两组对应的数据相减获得4个Δn，再将它们平均，由此求得的Δn 是F 增加4千克力时望远镜读数的平均差值。
【实验步骤】1．调整好杨氏模量测量仪，将光杠杆后足尖放在夹紧钢丝的夹具的小圆平台上，以确保钢丝因受力伸长时，光杠杆平面镜倾斜。
2．调整望远镜。
调节目镜，使叉丝位于目镜的焦平面上，此时能看到清晰的叉丝像；调整望远镜上下、左右、前后及物镜焦距，直到在望远镜中能看到清晰的直尺像。
3．在钢丝下加两个砝码，以使钢丝拉直。
记下此时望远镜中观察到的直尺刻度值，此即为n0 值。
逐个加砝码，每加1个，记下相应的直尺刻度值，直到n7，此时钢丝下已悬挂9个砝码，再加1个砝码，但不记数据，然后去掉这个砝码，记下望远镜中直尺刻度值，此为n7’，逐个减砝码，每减1个，记下相应的直尺刻度值，直到n0’。
4. 用米尺测量平面镜到直尺的距离L；将光杠杆三足印在纸上，用游标卡尺测出b；用米尺测量钢丝长度l；用千分尺在钢丝的上、中、下三部位测量钢丝的直径d，每部位纵、横各测一次。
钢丝杨氏模量测定实验报告及评分标准
钢丝杨氏模量测定实验报告及评分标准
实验描述
实验采用了一种测定钢丝杨氏模量的方法。
我们选取了 {材料
名称} 材料的钢丝样品，并使用了 {实验设备名称} 设备进行测定。
实验步骤
1. 准备工作：收集所需材料和实验设备，确保实验环境符合安
全要求。
2. 制备样品：选取合适尺寸的钢丝样品，并进行必要的清洁处理。
3. 操作实验设备：按照设备说明书操作实验设备，确保测量的
准确性。
4. 进行测量：根据实验设备的要求，进行钢丝杨氏模量的测定。
5. 记录数据：将测量结果准确记录，包括测量时间、测量值等
信息。
实验结果
我们通过以上步骤成功完成了钢丝杨氏模量的测定，并得到如
下结果：
- 钢丝杨氏模量为 {数值} 单位。
- 测量结果的准确性高，与理论值相符。
评分标准
针对本实验报告，我们将按照以下标准进行评分：
- 实验步骤的清晰度（40%）：是否清晰地描述了实验的步骤和操作流程。
- 测量数据的准确性（30%）：是否准确记录了测量数据，并得到了可靠的结果。
- 报告的规范性（20%）：报告是否符合规范的格式和要求。
- 结果的分析与讨论（10%）：能否对测量结果进行合理的分析和讨论。
根据以上评分标准，我们会综合考虑各项因素，评估实验报告的质量。
希望同学们能认真完成实验，并按照要求撰写报告。
如果您需要更详细的信息或有任何问题，请随时与我们联系。
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。
钢丝的杨氏模量实验报告
一、实验目的1. 学习使用拉伸法测定钢丝的杨氏模量；2. 掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理；3. 学会用逐差法处理实验数据；4. 学会计算不确定度，并正确表达实验结果。
二、实验原理杨氏模量（E）是材料在弹性限度内应力（σ）与应变（ε）的比值，即 E =σ/ε。
它是衡量材料刚度和抵抗形变能力的物理量。
本实验采用拉伸法测定钢丝的杨氏模量，利用光杠杆放大原理测量微小伸长量，通过计算得出杨氏模量。
三、实验仪器1. YWC-1杨氏弹性模量测量仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）2. 钢卷尺（0-200cm，0.1cm）3. 千分尺（0-150mm，0.02mm）4. 游标卡尺（0-25mm，0.01mm）5. 米尺四、实验步骤1. 调整杨氏模量测量仪，确保平台水平。
2. 将光杠杆放置于平台上，旋松固定螺丝，移动杠杆使其前两锥形足尖放入平台的沟槽内，后锥形足尖放在管制器的槽中，再旋紧螺丝。
3. 调节平面镜的仰角，使镜面垂直，即光杠杆镜面法线与望远镜轴线大致重合。
4. 利用望远镜上的准星瞄准光杠杆平面镜中的标尺刻度，调节望远镜的焦距，使标尺清晰可见。
5. 在钢丝下端悬挂砝码，使钢丝产生微小伸长。
6. 观察望远镜中的标尺刻度变化，记录光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离b 和望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量n。
7. 重复步骤5和6，进行多次测量，记录数据。
8. 使用逐差法处理实验数据，计算杨氏模量的平均值。
五、数据处理1. 根据公式 E = 2δlb/Slb，计算杨氏模量E，其中δ为砝码质量，l为钢丝长度，b为光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离，S为钢丝截面积。
2. 计算不确定度，根据公式ΔE = Δδ/2δ + Δl/l + Δb/b + ΔS/S，其中Δδ、Δl、Δb、ΔS分别为δ、l、b、S的不确定度。
3. 根据计算结果，分析实验误差来源，讨论实验结果与理论值的差异。
六、实验结果与分析1. 通过实验，我们测定了钢丝的杨氏模量，计算结果为 E =2.02×10^5 MPa。
测定杨氏模量的实验报告
一、实验目的1. 理解杨氏模量的概念及其在材料力学中的重要性；2. 掌握杨氏模量的测定方法，包括实验原理、实验步骤和数据处理；3. 培养学生严谨的实验态度和实际操作能力。
二、实验原理杨氏模量（E）是描述材料在弹性范围内应力与应变成正比关系的物理量，其定义式为：E = σ/ε，其中σ为应力，ε为应变。
本实验采用拉伸法测定杨氏模量，实验原理如下：1. 将金属丝固定在拉伸试验机上，一端固定，另一端施加拉伸力；2. 测量金属丝的原始长度L0和受力后的长度L；3. 计算金属丝的伸长量ΔL = L - L0；4. 根据胡克定律，在弹性范围内，应力σ与伸长量ΔL成正比，即σ = Eε；5. 由上述公式，可得杨氏模量E = σΔL/(L0A)，其中A为金属丝的横截面积。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、千分尺、游标卡尺、米尺、砝码、金属丝等；2. 实验材料：金属丝（长度约1米，直径约0.1毫米）。
四、实验步骤1. 准备实验仪器，检查设备是否完好；2. 将金属丝固定在杨氏模量测定仪的支架上，调整支架使金属丝铅直；3. 使用游标卡尺测量金属丝的直径d，计算横截面积A = πd²/4；4. 将金属丝一端固定在支架上，另一端连接到拉伸试验机；5. 在金属丝上施加一定的拉伸力，观察并记录金属丝的原始长度L0；6. 拉伸金属丝至一定长度，记录受力后的长度L；7. 重复步骤5和6，进行多次测量，以减小误差；8. 计算金属丝的伸长量ΔL和杨氏模量E。
五、数据处理与结果分析1. 将实验数据整理成表格，包括金属丝的直径、原始长度、受力后的长度、伸长量和杨氏模量；2. 计算每组数据的平均值，以减小误差；3. 分析实验结果，与理论值进行比较，探讨误差来源。
六、实验结论1. 通过本实验，成功测定了金属丝的杨氏模量；2. 实验结果表明，本实验测得的杨氏模量与理论值基本一致；3. 实验过程中，操作规范，数据处理合理，误差在可接受范围内。
钢丝杨氏模量的测定-实验报告
实验内容
1．调节仪器
（1）调节放置光杠杆的平台F与望远镜的相对Байду номын сангаас置，使光杠杆镜面法线与望远镜轴线大体重合。
（2）调节支架底脚螺丝，确保平台水平，调平台的上下位置，使管制器顶部与平台的上表面共面。
（3）光杠杆的调节，光杠杆和镜尺组是测量金属丝伸长量ΔL的关键部件。光杠杆的镜面（1）和刀口（3）应平行。使用时刀口放在平台的槽内，支脚放在管制器的槽内，刀口和支脚尖应共面。
答案：
思考题3 总分值：3
3.用逐差法处理本实验数据有何优点？
答案：
实验总结 共10分
原始数据：
教师评语：
钢丝杨氏模量的测定
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实验目的
本实验采用拉伸法测量杨氏模量，要求掌握利用光杠杆测定微小形变的方法，在数据处理中，掌握逐差法和作图法两种数据处理的方法。
实验仪器
MYC-1型金属丝杨氏模量测定仪（一套），钢卷尺，米尺，螺旋测微计，重垂等。
实验原理
在胡克定律成立的范围内，应力F/S和应变ΔL/L之比满足
◆ (2分)取置信区间p=0.95,则杨氏模量的最终结果写成(单位： )=
思考题 总分值：10
思考题1 总分值：5
1.利用光杠杆把测微小长度△L变成测b，光杠杆的放大率为2D/L，根据此式能否以增加D减小 来提高放大率，这样做有无好处？有无限度？应怎样考虑这个问题？
答案：
思考题2 总分值：2
2.实验中，各个长度量用不同的仪器来测量是怎样考虑的，为什么？
E=（F/S）/（ΔL/L）=FL/（SΔL）
其中E为一常量，称为杨氏模量，其大小标志了材料的刚性。
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钢丝氏模量的测定
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实验目的
本实验采用拉伸法测量氏模量，要求掌握利用光杠杆测定微小形变的方法，在数据处理中，掌握逐差法和作图法两种数据处理的方法。
实验仪器
MYC-1型金属丝氏模量测定仪（一套），钢卷尺，米尺，螺旋测微计，重垂等。
实验原理
在胡克定律成立的围，应力F/S 和应变ΔL/L 之比满足 E=（F/S ）/（ΔL/L ）=FL/（S ΔL ）
其中E 为一常量，称为氏模量，其大小标志了材料的刚性。
根据上式，只要测量出F 、ΔL/L 、S 就可以得到物体的氏模量，又因为ΔL 很小，直接测量困难，故采用光杠杆将其放大，从而得到ΔL 。
实验原理图如下图：
图1.光杠杆原理图
当θ很小时，L/l tan ∆=≈θθ，其中l 是光杠杆的臂长。
由光的反射定律可以知道，镜面转过θ，反射光线转过2θ，而且有：
实验容
1．调节仪器
（1）调节放置光杠杆的平台F 与望远镜的相对位置，使光杠杆镜面法线与望远镜轴线大体重合。
（2）调节支架底脚螺丝，确保平台水平，调平台的上下位置，使管制器顶部与平台的上表面共面。
（3）光杠杆的调节，光杠杆和镜尺组是测量金属丝伸长量ΔL 的关键部件。
光杠杆的镜面（1）和刀口（3）应平行。
使用时刀口放在平台的槽，支脚放在管制器的槽，刀口和支脚尖应共面。
（4）镜尺组的调节，调节望远镜、直尺和光杠杆三者之间的相对位置，使望远镜和反射镜处于同等高度，调节望远镜目镜视度圈（4），使目镜分划板刻线（叉丝）清晰，用手轮（5）调焦，使标尺像清晰。
2．测量
（1）砝码托的质量为m0，记录望远镜中标尺的读数r0作为钢丝的起始长度。
（2）在砝码托上逐次加500g 砝码（可加到3500g ），观察每增加500g 时望远镜中标尺上的读数i r
，然后再将砝码逐次减去，记下对应的读数'
i r ，取两组对应数据的平均值i r 。
（3）用米尺测量金属丝的长度L 和平面镜与标尺之间的距离D ，以及光杠杆的臂长l 。
3．数据处理 （1）逐差法
（2）作图法 把式（5）改写为
i i i MF SlE DLF r ==)/(2（6）
其中)/(2SlM DL M =，在一定的实验条件下，M 是一个常量，若以i r 为纵坐标，i F 为横坐标作图应得一直线，其斜率为M 。
由图上得到M 的数据后可由式（7）计算氏模量
)/(2SlM DL E = （7）
4．注意事项
（1）调整好光杠杆和镜尺组之后，整个实验过程都要防止光杠杆的刀口和望远镜及竖尺的位置有任何变动，特别在加减砝码时要格外小心，轻放轻取。
（2）按先粗调后细调的原则，通过望远镜筒上的准星看反射镜，应能看到标尺，然后再细调望远镜。
调目镜可以看清叉丝，调聚焦旋钮可以看清标尺。
5．计算涉及相关公式
数据处理
实验容：用拉伸法测氏模量总分值：80
(1) 实验中给定的基本数据如下：一个砝码的质量m=（500±5）g，Δm=5g，ΔD=2mm，ΔL=2mm，Δl=0.5mm
◆ (不计分)钢丝直径d（六次测量结果）：
◆ (4分)金属丝直径的平均值d(单位：mm)=
◆ (4分)取置信区间p=0.95，那么它的展伸不确定度为Ud0.95(单位：mm)=◆ (4分)金属丝原长L(单位:mm)=
◆ (4分)光杠杆的臂长l(单位:mm)=
◆ (4分)标尺到平面镜的距离D(单位:mm)=
(2) 实验中测量得到的数据如下
◆ (不计分)增减砝码过程中刻度指示的变化如下(0表示托盘上无砝码)：
◆ (不计分)根据相关的参数，获得图型信息
(3) 数据处理
◆ (16分)利用逐差法处理数据：
i0123 bi= Li-L(i+4)(cm)
◆ (12分)其平均值b'(单位：cm)=
◆ (8分)取p=0.95，那么b的展伸不确定度为Ub0.95(单位：cm)=
1011)=
◆ (12分)根据氏模量的计算公式，求得氏模量平均值E'(单位：Pa
1011)=
◆ (10分)又根据不确定度的传递公式，那么有不确定度(单位：Pa
1011)=
◆ (2分)取置信区间p=0.95,则氏模量的最终结果写成(单位：Pa
思考题总分值：10
思考题1 总分值：5
1.利用光杠杆把测微小长度△L变成测b，光杠杆的放大率为2D/L，根据此式能否以增加D 减小来提高放大率，这样做有无好处？有无限度？应怎样考虑这个问题？
答案：
思考题2 总分值：2
2.实验中，各个长度量用不同的仪器来测量是怎样考虑的，为什么？
答案：
思考题3 总分值：3
3.用逐差法处理本实验数据有何优点？
答案：
实验总结共10分
原始数据：
教师评语：。