拉伸法测金属丝杨氏模量实验数据及数据处理范例(2)
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告
用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
2、掌握光杠杆放大法测量微小长度变化的原理和方法。
3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等测量长度的仪器。
4、学习数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理1、杨氏模量杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。
对于一根粗细均匀的金属丝，在其长度方向上施加拉力 F，金属丝会发生伸长，设其伸长量为ΔL，金属丝的原长为 L，横截面积为 S，则根据胡克定律，在弹性限度内，应力（F/S）与应变（ΔL/L）成正比，其比例系数即为杨氏模量 E，表达式为：＼E ＝＼frac{F}｛S} ＼times ＼frac{L}｛＼Delta L}＼2、光杠杆放大原理光杠杆是一个带有三个尖足的平面镜支架，前两尖足放在平台的横槽内，后尖足置于待测金属丝的测量端。
当金属丝受力伸长时，光杠杆的后尖足随之下降，镜面将发生偏转。
设镜面偏转角度为θ，光杠杆常数（前脚到后脚的垂直距离）为 b，从望远镜中看到的标尺刻度变化为Δn，则有：＼＼tan\theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D} ＼＼＼Delta L ＝＼frac{b}｛2D} ＼Delta n ＼其中 D 为光杠杆镜面到标尺的距离。
三、实验仪器1、杨氏模量测定仪包括支架、待测金属丝、砝码托盘等。
2、光杠杆及望远镜尺组由光杠杆、望远镜和标尺组成。
3、游标卡尺用于测量金属丝的直径。
4、螺旋测微器用于更精确地测量金属丝的直径。
5、砝码若干个，用于对金属丝施加拉力。
四、实验步骤1、仪器调整（1）将杨氏模量测定仪放置在水平桌面上，调整底座螺丝使立柱铅直。
（2）调整光杠杆，使其前脚位于平台的沟槽内，后脚置于金属丝的测量端，镜面与平台垂直。
（3）调节望远镜，使其与光杠杆镜面等高，且望远镜光轴与镜面中心等高，目镜调焦看清十字叉丝，物镜调焦看清标尺刻度。
2、测量金属丝长度 L用米尺测量金属丝的原长 L，测量多次取平均值。
用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告
金属丝杨氏模量的测定实验报告【实验目的】1.学会用拉伸法测量杨氏模量；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.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；【实验仪器】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） 钢卷尺（0-200cm ,0.1 ）、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01)【实验原理】在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。
它可分为弹性形变和塑性形变两种。
本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。
最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。
金属丝长L ，截面积为S ，沿长度方向施力F 后，物体的伸长L ∆，则在金属丝的弹性限度内，有：FS E LL=∆ 我们把E 称为杨氏弹性模量。
如上图：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=∆≈=∆ααα2D n tg x L n D x L ∆⋅=∆⇒2 （02n n n -=∆）n x d FLD Ln Dx d FL L S F E ∆⋅=∆=∆=228241ππ 真实测量时放大倍数为4倍，即E=2E【实验内容】<一> 仪器调整1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；3、将望远镜放置在平面镜正前方1.5-2.0m 左右位置上；4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；6、调节叉丝在标尺cm 2±以内，并使得视差不超过半格。
<二>测量1、 记下无挂物时刻度尺的读数0n ；2、依次挂上100g 的砝码，8次，计下7654321,,,,,,n n n n n n n ；3、依次取下100g 的砝码，8次，计下n 0‘，'7'65'4'3'2'1,,,,,,'n n n n n n n ； 4、用米尺测量出金属丝的长度L （两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离D ；5、用游标卡尺测量出光杠杆x 、用螺旋测微器测量出金属丝直径d 。
用拉伸法测杨氏模量
用拉伸法测杨氏模量实验报告【一】实验目的及实验仪器实验目的1. 用金属丝的伸长测杨氏弹性模量。
2. 学习光杠杆镜尺法测量做小长度变化的原理和调节方法。
3. 学习处理数据的一种方法——逐差法。
实验仪器光杠杆，游标卡尺，螺旋测微器，卷尺，杨氏模量仪，望远镜(附标尺)。
实验原理及过程简述实验原理在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。
它可分为弹性形变和塑性形变两种。
本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。
最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。
金属丝长L，截面积为S，沿长度方向施力F后，物体的伸长，则在金属丝的弹性限度内，有：Y=我们把Y称为杨氏弹性模量。
实验证明，杨氏弹性模量与外力F、物体的长度L和截面积S无关,它仅决定于金属丝的材料,是表征固体性质的一个物理量。
根据上式,测出等号右边各量就可以计算出杨氏弹性模量，式中的F、S和L用通常的方法可以测出, L是一个很小的长度变化，很难用普通测量长度的仪器将它测准，因此，我们采用光杠杆来测量长度变化量。
实验仪器装置如图所示，一段粗细均匀的金属丝，长度为L,截面积为S,将其上端固定于架A上，下端装有一个小环，环上挂着砝码钩。
C为中间有一个小孔的圆柱体，金属丝可从其中穿过。
实验时应将圆柱体一端用螺旋卡头夹紧，使其能随金属丝的伸缩而移动。
G是一个固定平台,中间开有一孔，圆柱体C可以在孔中自由地上下移动。
光杠杆M下面的两尖脚放在平台的沟内，主杆尖脚放在圆柱体C的上端，将水平仪放置在平台G上。
调节支架底部的3个调节螺丝H可使平台成水平，望远镜R和标尺S是测伸长量用的测量装置。
金属丝受力F的作用而发生形变,伸长了,光杠杆的主杆尖脚也随之下降。
使主杆转过一个角度，同时平面镜的法线也转过相同角度，由光杠杆的原理可得=/b=/D由于很小，很小，，，所以=Y=式中d为金属丝的直径，b为光杠杆臂的长度，D为标尺到镜面的距离，L为金属丝的原长。
拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告
拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告拉伸法测金属丝杨氏模量实验报告引言金属材料的力学性能是工程设计和材料研究的重要指标之一。
而杨氏模量是评价金属材料弹性性能的重要参数之一。
本实验通过拉伸法测定金属丝的杨氏模量，旨在探究金属材料的弹性性能。
实验原理拉伸法是一种常用的测定材料杨氏模量的方法。
拉伸试验时，通过施加外力，使金属丝产生应变，进而测定应力和应变之间的关系。
根据胡克定律，应力与应变之间成正比，比例系数即为杨氏模量。
实验步骤1. 实验前准备：准备一根长度较长的金属丝，称重并记录质量。
2. 固定金属丝：将金属丝固定在实验台上，确保其平整和垂直。
3. 测量初始长度：使用游标卡尺测量金属丝的初始长度，并记录。
4. 施加外力：逐渐施加外力，使金属丝发生拉伸，同时记录外力的大小。
5. 测量伸长量：使用游标卡尺测量金属丝的伸长量，并记录。
6. 计算应力和应变：根据外力和伸长量的测量结果，计算金属丝的应力和应变。
7. 绘制应力-应变曲线：将应力和应变的测量结果绘制成曲线图。
8. 计算杨氏模量：根据应力-应变曲线的斜率，计算金属丝的杨氏模量。
实验结果实验中，我们选取了一根长度为L的金属丝进行拉伸试验。
通过测量，我们得到了金属丝的初始长度为L0，质量为m，外力F的大小，以及金属丝的伸长量ΔL。
根据这些数据，我们可以计算出金属丝的应力σ和应变ε。
应力σ的计算公式为：σ = F / A其中，F为外力的大小，A为金属丝的横截面积。
应变ε的计算公式为：ε = ΔL / L0通过绘制应力-应变曲线，我们可以观察到金属丝在拉伸过程中的变化情况。
根据应力-应变曲线的斜率，即可计算出金属丝的杨氏模量E。
讨论与分析根据实验结果，我们可以得到金属丝的杨氏模量。
杨氏模量是衡量金属材料弹性性能的重要参数，它反映了金属材料在拉伸过程中的变形能力。
在实验过程中，我们发现金属丝在受力后会发生弹性变形。
当外力达到一定程度时，金属丝开始发生塑性变形，伸长量增加较快。
用拉伸法测钢丝杨氏模量——实验报告
金属丝杨氏模量的测定实验报告【实验目的】1.学会用拉伸法测量杨氏模量；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.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；【实验仪器】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） 钢卷尺（0-200cm ,0.1 ）、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01)【实验原理】在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。
它可分为弹性形变和塑性形变两种。
本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。
最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。
金属丝长L ，截面积为S ，沿长度方向施力F 后，物体的伸长L ∆，则在金属丝的弹性限度内，有：FS E LL=∆ 我们把E 称为杨氏弹性模量。
如上图：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=∆≈=∆ααα2D n tg x L n D x L ∆⋅=∆⇒2 （02n n n -=∆）n x d FLD Ln Dx d FL L S F E ∆⋅=∆=∆=228241ππ 真实测量时放大倍数为4倍，即E=2E【实验内容】<一> 仪器调整1、杨氏弹性模量测定仪底座调节水平；2、平面镜镜面放置与测定仪平面垂直；3、将望远镜放置在平面镜正前方1.5-2.0m 左右位置上；4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；6、调节叉丝在标尺cm 2±以内，并使得视差不超过半格。
<二>测量1、 记下无挂物时刻度尺的读数0n ；2、依次挂上100g 的砝码，8次，计下7654321,,,,,,n n n n n n n ；3、依次取下100g 的砝码，8次，计下n 0‘，'7'65'4'3'2'1,,,,,,'n n n n n n n ； 4、用米尺测量出金属丝的长度L （两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离D ；5、用游标卡尺测量出光杠杆x 、用螺旋测微器测量出金属丝直径d 。
用拉伸法测金属丝的杨氏模量(显微镜直读法)-试验报告(含数据)
用拉伸法测金属丝的杨氏模量(显微镜直读法)-试验报告(含数据)大学物理实验讲义实验4.2.1 拉伸法测金属丝的杨氏模量杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，是工程技术上常用的参数，是工程技术人员选择材料的重要依据之一。
条形物体（如钢丝）沿纵向的弹性模量叫杨氏模量。
测量材料杨氏模量方法很多，其中最基本的方法有伸长法和弯曲法。
伸长法一般采用拉伸法，其采用的具体测量方法有光杠杆放大法和显微镜直读法；弯曲法包括静态弯曲法和动态弯曲法。
本实验采用拉伸法当中的显微镜直读法。
【实验目的】1. 熟悉米尺和千分尺的使用，掌握读数显微镜的使用方法；2. 学习用逐差法处理数据；3. 了解CCD 成像系统。
【实验仪器】YWC-III 杨氏模量测定仪、钢卷尺、千分尺、水准仪和0.1kg 、0.2kg 的砝码若干。
杨氏模量测定仪的结构如图4-2-1所示。
(a)学生实验配置 (b)教学演示配置图4-2-1 杨氏模量测定仪1. 金属丝支架S 为金属丝支架，高约1.30m ，可置于实验桌上，支架顶端设有金属丝夹持装置，金属丝长度可调，约77cm ，金属丝下端的夹持装置连接一小方块，方块中部的平面上有细十字线供读数用，小方块下端附有砝码盘。
支架下方还有一钳形平台，设有限制小方块转动的装置（未画出），支架底脚螺丝可调。
2. 读数显微镜读数显微镜M 用来观测金属丝下端小圆柱中部平面上细横线位置及其变化，目镜前方装有分划板，分划板上有刻度，其刻度范围0-8mm, 分度值0.01mm ，每隔1mm 刻一数字。
H 1为读数显微镜支架。
D 成像、显示系统（作为示教仪）CCD 黑白摄像机：灵敏度：最低照度≤0.2Lux；CCD 接在显微镜目镜与电视显示器上。
H 2为CCD 黑白摄像机支架。
【实验原理】物体在外力作用下，总会发生形变。
当形变不超过某一限度时，外力消失后形变随之消失，这种形变称为弹性形变。
发生弹性形变时，物体内部产生恢复原状的内应力。
实验二 杨氏弹性模量的测定实验报告
用一般测量长度的工具不易精确测量长度的微小变化，也难保证其精度要求。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。目
前光杠杆原理已被广泛地应用于其他测量技术中，光杠杆装置还被许多高灵敏度的测量仪器
(如灵敏电流计、冲击电流计和光点检流计等)用来显示微小角度的变化。
减重时读 数 Ri(cm)
1.00
—0.01
—0.05
两次读数的 平均值
Ri (cm)
—0.03
2.00
0.88
0.92
0.90
3.00
1.83
1.91
1.87
4.00
2.81
2.88
2.84
5.00
3.77
3.75
3.76
6.00
4.74
——
4.74
每增重 3kg 时读 数差 Ni(cm)
N1R4 R12.87
分别记录相应的标尺读数。
逐次增加1kg 的砝码，共 6 次。依次记下每一次标尺读数 R1 、 R2 、……、 R6 。再逐次 减去1kg 砝码，测得相应的读数 R5 、… R1 ，记入表 2。
读出尺度望远镜中的上丝、下丝读数，计算出光杠杆镜面到标尺距离 D D 50 上丝读数-下丝读数
50 —2.19 cm — 2.18 cm
光杠杆镜面到标尺的距离的不确定度U D U B 仪 0.01cm
218.50cm
次序
1 2 3 4 5
6
表 2：标尺士数及数据处理
砝码重
F (9.8N )
增重时读 数 Ri(cm)
【实验目的】
1.学会用拉伸法测定杨氏弹性模量；
用拉伸法测金属丝的杨氏模量(显微镜直读法)-试验报告(含数据)
用拉伸法测金属丝的杨氏模量(显微镜直读法)-试验报告(含数据)大学物理实验讲义实验4.2.1 拉伸法测金属丝的杨氏模量杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，是工程技术上常用的参数，是工程技术人员选择材料的重要依据之一。
条形物体（如钢丝）沿纵向的弹性模量叫杨氏模量。
测量材料杨氏模量方法很多，其中最基本的方法有伸长法和弯曲法。
伸长法一般采用拉伸法，其采用的具体测量方法有光杠杆放大法和显微镜直读法；弯曲法包括静态弯曲法和动态弯曲法。
本实验采用拉伸法当中的显微镜直读法。
【实验目的】1. 熟悉米尺和千分尺的使用，掌握读数显微镜的使用方法；2. 学习用逐差法处理数据；3. 了解CCD 成像系统。
【实验仪器】YWC-III 杨氏模量测定仪、钢卷尺、千分尺、水准仪和0.1kg 、0.2kg 的砝码若干。
杨氏模量测定仪的结构如图4-2-1所示。
(a)学生实验配置 (b)教学演示配置图4-2-1 杨氏模量测定仪1. 金属丝支架S 为金属丝支架，高约1.30m ，可置于实验桌上，支架顶端设有金属丝夹持装置，金属丝长度可调，约77cm ，金属丝下端的夹持装置连接一小方块，方块中部的平面上有细十字线供读数用，小方块下端附有砝码盘。
支架下方还有一钳形平台，设有限制小方块转动的装置（未画出），支架底脚螺丝可调。
2. 读数显微镜读数显微镜M 用来观测金属丝下端小圆柱中部平面上细横线位置及其变化，目镜前方装有分划板，分划板上有刻度，其刻度范围0-8mm, 分度值0.01mm ，每隔1mm 刻一数字。
H 1为读数显微镜支架。
D 成像、显示系统（作为示教仪）CCD 黑白摄像机：灵敏度：最低照度≤0.2Lux；CCD 接在显微镜目镜与电视显示器上。
H 2为CCD 黑白摄像机支架。
【实验原理】物体在外力作用下，总会发生形变。
当形变不超过某一限度时，外力消失后形变随之消失，这种形变称为弹性形变。
发生弹性形变时，物体内部产生恢复原状的内应力。