哈工大物理实验报告——拉伸法测定杨氏模量
大学物理实验 报告实验21 用拉伸法测杨氏模量
真验21 用推伸法测杨氏模量之阳早格格创做林一仙1 真验脚段1）掌握推伸法测定金属杨氏模量的要领；2）教习用光杠杆搁大丈量微弱少度变更量的要领；3）教习用做图法处理数据.2 真验本理相闭仪器：杨氏模量仪、光杠杆、尺读视近镜、卡尺、千分尺、砝码.所有固体正在中力使用下皆要爆收形变，最简朴的形变便是物体受中力推伸（或者压缩）时爆收的伸少（或者收缩）形变.本真验钻研的是棒状物体弹性形变中的伸少形变.设金属丝的少度为L，截里积为S，一端牢固，一端正在延少度目标上受力为F，并伸少△L，如图21-1，比值：L L∆是物体的相对于伸少，喊应变. SF是物体单位里积上的效率力，喊应力. 根据胡克定律，正在物体的弹性极限内，物体的应力与应形成正比，即 则有LS FLY ∆=（1） （1）式中的比率系数Y 称为杨氏弹性模量（简称杨氏真验道明：杨氏模量Y 与中力F 、物体少度L 以及截里积的大小均无闭，而只与决断于物体的资料自己的本量.它是表征固体本量的一个物理量.根据（1）式，测出等号左边各量，杨氏模量即可供得.（1）式中的F 、S 、L 三个量皆可用普遍要领测得.唯有L ∆是一个微弱的变更量，用普遍量具易以测准.本真验采与光杠杆法举止间接丈量(简曲要领如左图所示).如左图所示,当钢丝的少度爆收变更时，光杠杆镜里的横曲度必定要爆收改变.那么改变后的镜里战改变前的镜里必定成有一个角度好，用θ去表示那个角度好.从下图咱们不妨瞅出：hL tg ∆=θ （2）那时视近镜中瞅到的刻度为1N ，而且θ201=ON N ∠，所以便有：DN N tg 012-=θ（3）采与近似法本理没有罕见出：L hDN N N ∆=-=∆201（4）那便是光杠杆的搁大本理了.将（4）式代进（1）式，而且S=πd2,即可得下式： 那便是本真验所依据的公式. 2.3 真验步调1）将待测金属丝下端砝码钩上加砝码使它伸曲.安排仪器底部三足螺丝，使G 仄台火仄.2）将光杠杆的二前足置于仄台的槽内，后足置于C 上，安排镜里与仄台笔曲.3）安排标尺与视近镜收架于符合位子使标尺与视近镜以光杠杆镜里核心为对于称，并使镜里与标尺距离D约为安排.4）用千分尺丈量金属丝上、中、下曲径，用卷尺量出金属丝的少度L.5）安排视近镜使其与光杠杆镜里正在共一下度，先正在视近镜表里附近找到光杠杆镜里中标尺的象（如找没有到，应安排或者上下移动标尺的位子或者微调光杠杆镜里的笔曲度）.再把视近镜移到眼睛天圆处，分离安排视近镜的角度，正在视近镜中即可瞅到光杠杆镜里中标尺的反射象（纷歧定很浑晰）.6）安排目镜，瞅浑十字叉丝，安排调焦旋钮，瞅浑标尺的反射象，而且忽视好.若有视好，应继承小心安排目镜，曲到忽视好为止.查看视好的办法是使眼睛上下移动，瞅叉丝与标尺的象是可相对于移动；若有相对于移动，道明有视好，便应再调目镜曲到叉丝与标尺象无相对于疏通（即忽视好）为止.记下火仄叉丝（或者叉丝接面）所对于准的标尺的初读数N0，N普遍应调正在标尺0刻线附近，若好得很近，应上下移动标尺或者查看光杠杆反射镜里是可横曲.7）屡屡将砝码沉沉天加于砝码钩上，并分别记下读数N'1、N'2、…、Ni'，共搞5次.8）屡屡缩小砝码，并依次记下记读数N i ''-1，N i ''-2，…、N ''0.9）当砝码加到最大时（如）时，再测一次金属丝上、中、下的曲径d ，并与挂砝码时对于应的曲径供仄衡值，动做金属丝的曲径d 值.10）用卡尺测出光杠杆后足尖与前二足尖的距离h ，用尺读视近镜的测距功能测出D （少短叉丝的刻度好乘100倍）.11）用图解法处理真验数据决定丈量截止及丈量没有决定度.1）光杠杆及镜尺系统已经调佳，中途没有得再任性变动，可则所测数据无效.2）加、减砝码要小心，须用脚沉沉托住砝码托盘，没有得碰动仪器；而且需待钢丝伸缩宁静后圆可读数. 3）正在丈量钢丝伸少量历程中，没有成中途停顿而改测其余物理量（如d 、L 、D 等），可则若中途受到其余搞扰，则钢丝的伸少（或者收缩）值将爆收变更，引导缺面删大. 3 数据处理1） 真验数据记录表格表1相闭数据的丈量序次 F(×9.789N)Ni(加，cm) Ni(减，cm)Nd(1kg) (mm)d(6kg) (mm)L(cm )D(c m) H(cm)1 01502 3 4 56——2） 用做图法处理数据决定NF ∆∆的丈量截止及没有决定度；3） 估计钢丝的杨氏模量的丈量截止及没有决定度.cm m Hu0012.03002.03==∆=;cm m L u 029.0305.03==∆=;4真验截止： 5思索题（计划）1）本真验为什么用分歧仪器去测定各个少度量？ 2）光杠杆法是可用去丈量一齐薄金属片的薄度？怎么样丈量？3）安排光杠杆镜尺系统时，若逢到下列局里时您将怎么样处理（即怎么样安排）？（1）用视近镜找标尺的像时，瞅到了光杠杆的镜里，而瞅没有到标尺的像.（2）某一共教已调佳的光杠杆系统（他确已调佳了），但是您去瞅时感触标尺的像很朦胧.。
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：【疝仪器】YWC-1杨氏弹性模量测量仪(包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、破码)钢卷尺(0-200cm,0.1)、游标K•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，只研究金属统弹性形变，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统受到外力后的伸长和缩短。
金属税长乙，截面积为S,沿长度方向施力F后，物体的伸长则在金属统的弹性限度内.有：FE=i~L我们把E称为杨氏弹性模量。
8FLD F 1 , — —m£ = _5_ = ^_ _ ,亶 X7^1 X •——---M L W _L真实测量时放大倍数为4倍，即E=2£[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统：6、 调节叉税在标尺±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〃°：2、 依次挂上】00g 的虢码，8次，计下〃],〃2，〃3，〃4，〃5，〃6，〃7 ：3、 依次取下 100g 的瑟码,8 次，计下 no 〃[ ,〃2 ,〃3 ,〃4，〃S ，〃6:4、 用米尺测量出金属税的长度L (两K •口之间的金属统)、镜面到尺子的距离。
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。
(完整版)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；5.学会实验报告的正确书写。
二、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 ,0.1cm ） 、游标卡尺(0-150mm,0.02mm)、螺旋测微器(0-25mm,0.01mm) 三、验原理在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变。
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：LL S FY ∆=我们把Y 称为杨氏弹性模量。
如上图：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=-≈=∆ααα201D A A tg xL )(201A A Dx L -⋅=∆⇒)(8)(241012012A A x d FLD LA A Dx dFL L S F Y -=-=∆=ππ 四、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1.500-2.000m 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0刻度cm 2±以内，并使得视差不超过半格。
<二>测量1、 下无挂物时标尺的读数0A ；2、依次挂上kg 1的砝码，七次，计下7654321,,,,,,A A A A A A A ；3、依次取下kg 1的砝码，七次，计下'7'65'4'3'2'1,,,,,,'A A A A A A A ；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 。
实验 用拉伸法测量杨氏弹性模量
于支架上,上端固定,下端加砝码, 对钢丝施加力F,测出钢丝相应
的伸长量ΔL, 即可求出Y。钢丝长度L用钢卷尺测量,钢丝的横截 面积S=πd2/4,直径d用千分尺测出 ,力F由砝码的质量求出。在实 际测量中 , 由于钢丝伸长量 ΔL 的值很小 , 约 10-1mm 数量级。因 此,ΔL的测量采用光杠杆放大法进行测量。
不确定度Δd=__________mm。 测量结果d=(__________±___________) mm。
(3) 单次测L、D、b值: L=(___________±___________)m
D=(___________±___________)m
b=(___________±___________)m
(n)
n
(n )
钢丝微小伸长量的放大量的测量结果为Δn=(____±____) cm。
(2) 测量钢丝的直径， 将数据记录于表3 - 5 - 2中。 表 3 - 5 - 2 测量钢丝的直径数据表 d0=___________mm
测量部位 测量方向 d/mm 上 纵 向 部 横向 中 纵 向 部 横 向 下 纵 向 部 横 向 平均值
四、 实验内容
1. 仪器调节 (1) 按图 3-5-2安装仪器,调节支架底座螺丝 , 使底座水平 (观 察底座上的水准仪)。 (2) 调节反射镜,使其镜面与托台大致垂直, 再调光源的高低, 使它与反射镜面等高。 (3) 调节标尺铅直,调节光源透镜及标尺到镜面间的距离 D,
使镜头刻线在标尺上的像清晰。再适当调节反射镜的方向、 标
11 2
物 质 名 称 铸铜（99.9%）
精炼或韧炼铜(99.99%)
杨氏弹性模量
(1011 达因/厘米 2)
拉伸法测杨氏模量实验报告
拉伸法测杨氏模量实验报告一、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、实验原理杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。
设一根粗细均匀的金属丝，长度为＼（L\），横截面积为＼（S\），受到沿长度方向的拉力＼（F\）时，金属丝伸长了\（＼Delta L\）。
根据胡克定律，在弹性限度内，应力＼（F/S\）与应变\（＼Delta L/L\）成正比，即：＼＼frac{F}｛S} ＝ E ＼times ＼frac{＼Delta L}｛L}＼其中＼（E\）就是杨氏模量。
本实验中，金属丝的横截面积＼（S ＝＼pi d^2/4\）（＼（d\）为金属丝的直径）。
由于伸长量\（＼Delta L\）很小，难以直接测量，我们采用光杠杆放大法来测量。
光杠杆装置由光杠杆镜、望远镜和标尺组成。
光杠杆镜的前脚放在固定平台上，后脚放在金属丝的夹具上。
当金属丝伸长或缩短\（＼Delta L\）时，光杠杆镜后脚会随之升降\（＼Delta n\），通过望远镜和标尺可以测量出\（＼Delta n\）。
根据几何关系，有：＼＼frac{＼Delta L}｛b} ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼其中＼（b\）为光杠杆后脚到前两脚连线的垂直距离，＼（D\）为望远镜到光杠杆镜面的水平距离。
联立上述式子，可得杨氏模量的表达式为：＼E ＝＼frac{8FLD}｛＼pi d^2 b ＼Delta n}＼三、实验仪器杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜、标尺、螺旋测微器、游标卡尺、砝码、米尺等。
四、实验步骤1、调节仪器调节杨氏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，调节光杠杆平面镜的俯仰，使其镜面大致垂直。
调节望远镜，使其与光杠杆平面镜等高，并且能够清晰地看到平面镜中的标尺像。
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。
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。
大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》
三、实验中注意：实验测量中，发现增荷和减荷时读数相关差较大，当荷重按比例增加时，?n不按比例增加，应找出原因，重新测量。这种情况可能发生的原因有：
1、金属丝不直，初始砝码太轻，没有把金属丝完全拉直。
2、杨氏弹性模量仪支柱不垂直，使金属丝下端的夹头不能在金属框内上下自由滑动，摩擦阻力太大。
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3、加减砝码时动作不够平衡，导致光杠杆足尖发生移动。
1、万能试验机法：在万能试验机上做拉伸或压缩试验，自动记录应力和应变的关系图线，从而计算出杨氏弹性模量。
2、静态拉伸法（本实验采用此法），它适用于有较大形变的固体和常温下的测量，它的缺点是：①因为载荷大，加载速度慢，含有驰豫过程。所以它不能很真实地反映出材料内部结构的变化。②对脆性材料不能用拉伸法测量；③不能测量材料在不同温度下的杨氏弹性模量。
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?d2bE由此式作?n?F图线，应得一直线。从图线中计算出直线的斜率K，再由K?
即可计算出E。
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篇二：大学物理实验用拉伸法测金属丝的杨氏模量
用拉伸法测金属丝的杨氏模量
材料在外力作用下产生形变，其应力与应变的比值叫做弹性模量，它是反映材料抵抗形变能力的物理量，杨氏模量是固体材料的纵向弹性模量，是选择机械构件的依据之一，也是工程技术中研究材料性质的常用参数。测定弹性模量的方法很多，如拉伸法、振动法、弯曲法、光干涉法等，本实验采用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量，研究拉伸正应力与应变之间的关系。