實驗06_拉伸法測定金屬的楊氏模量

1、1拉伸法測定金屬的楊氏模量實驗指導書拉伸法測定金屬的楊氏模量實驗指導書1實驗儀器實驗儀器楊氏模量儀、光杠桿、尺讀望遠鏡、游標卡尺、千分尺、鋼卷尺、砝碼2教學內容與要求教學內容與要求2.1掌握拉伸法測定金屬楊氏模量的方法：本實驗利用鋼絲在外力拉伸時產生形變，使得鋼絲伸長。根據胡克定律，在鋼絲的彈性限度內，鋼絲的應力與應變成正比：，其中S是鋼絲的截面積，。只LLYSF??42dS??要測出在一定的受力狀態(tài)下，鋼絲的伸長量ΔL就能求出鋼絲的楊

2、氏模量了。2.2學習用光杠桿放大測量微小長度變化量的方法：鋼絲伸長量的變化是一個微小量，用普通的方法難以測量，必須使這個微小量放大后才能測量。本實驗用光杠桿法放大微小量，放大方法如下圖所示：從圖1中我們可以看到，當鋼絲拉力變化ΔF時長度的變化為ΔL，此時刻度尺的讀數就變化了ΔN，而要讀出ΔN是一件輕而易舉的事。我們知道：，??HHtgL?????DDtgN22???；不難得出：，所以我們可以DNHL2???得到：。又因為F=Mg，所NH

3、FLDYd????28以有NHMgLDYd????282.3學習用最小二乘法處理數據。本實驗不直接計算本實驗不直接計算ΔF和ΔN，而是將實驗中測到的Ni和Fi直接代入最小二乘法公式中計算b及其不確定度，參看課本27頁公式（9）、（10）與（12），令，之后再NyMx??求出楊氏模量Y和它的不確定度。注意此時。HbLDgYd?28?3重點與難點重點與難點掌握用光杠桿放大測量微小長度變化量的方法，必需做到能把原理和實際的儀器狀態(tài)相對應。學會

4、如何把楊氏模量儀、光杠桿和尺讀望遠鏡三者之間的相對位置調整好。4難點指導難點指導4.1裝置的調節(jié)關鍵在于明確每一調節(jié)步驟的目的，而不是盲目地調節(jié)。首先楊氏模量的平臺要水平，就需調節(jié)水準儀氣泡至中央。然后光杠桿的后足和前足的放置要能達到可以真實地反映鋼絲長度的變化，光杠桿的鏡面要垂直于楊氏模量的平臺。之后就是尺讀望遠鏡的調節(jié)了。尺讀望遠鏡的調節(jié)要達到幾個目標：圖1光杠桿放大原理圖3關于楊氏模量的定義和公式等部分的內容2.2實驗方法關于光杠

5、桿的原理描述，原理圖，公式的推導，最終如何得到主要的計算公式等。2.3簡要的實驗步驟3數據處理3.1實驗數據記錄表格表1測楊氏模量相關實驗數據表(其中g=9.789Nkg）注意表格應為三線表注意表格應為三線表M(kg)N′i(加，加，cm)N″i(減，減，cm)Ni=2iiNN????B1(cm)B2(cm)L(cm)d(1kgcm)d(6kgcm)H(cm)3.2數據處理令NyMx??則：=；=；=；=；=；=2x2x2y2yxyxy