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1、大学物理实验用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量Prepared on 22 November 2020用 拉伸 法测 金属丝的杨氏弹性模量一、实验目的1. 学会用光杠杆法测量杨氏弹性模量；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、实验仪器杨氏弹性模量测量仪（型号见仪器上）（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）、钢卷尺（0-200cm，、游标卡尺（0-150mm,、螺旋测微器（0-150mm,三、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
2、，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AL，则在金属丝的弹性限度内，有：我们把E称为杨氏弹性模量。如上图：AL、=tga r以xAn=2以Dn AL =二-An2 D(An = n - n)四、实验内容仪器调整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-2.0m左右位置上；4. 粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节到等高，望远镜上的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜上方看到尺
3、子的像；5. 细调望远镜：调节目镜焦距能清晰的看到叉丝，并先调节物镜焦距找到平面镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺子清晰的像；6. % 一般要求调节到零刻度。二测量7. 计下无挂物时刻度尺的读数 ；8. 依次挂上1kg的砝码，七次，计下n , n , n , n , n , n , n ；12345679. 依次取下1kg的砝码，七次，计下n ,n ,n ,n ,n ,n ,n ；1234567imi （kg）加砝 码减砝 码平均 值不确定度10.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；11.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。三数据处理方法
4、逐差法1. 实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均 还是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。2. 逐差法采用隔项逐差：3. 注：上式中的n为增重4kg的金属丝的伸长量。五、实验数据记录处理0 12 30 12 3A = 0.05 cm金属丝伸长量.A =（气-A0） + （心金属丝直径：-_d + d123 645674567A = A AA = 1.82 0.05 cm直径未加载加满平均值d = 0.600 mmd上d中d下不确定度：Ad = 0.005 mmd = d Ad = 0.6000.005mm其 他 数 据螺旋测微器零点读数：0.000
5、 mm ；游标卡尺零点读数0.00mmD = 土 0.05 cmL = 土 0.05 cmx = 土 mm结 果 表 达E = （ ）x 1011N / m 2百分差：-3% 2%A d=K 2+仪2 = 0.005mm （注意：A.为下表中第5列数据）（以上各公式请把自己实际实验数据代入计算，A仪为仪器误差值，根据实际测量 所用仪器查询）=x 1011 N / m 2参考值：E0 = 2.0002.100 x 1011 N / m 2百分差：六、实验注意事项及误差分析（此部分请同学根据自己实验情况写，勿抄袭！）一注意事项：1. 光杠杆、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后，在实验过程中就不可在移动，否则，所测的数据将不标准，实验又要重新开始；2. 不准用手触摸目镜、物镜、平面反射镜等光学镜表面，更不准用手、布块或 任意纸片擦拭镜面；二 误差分析：3. 实验测数据前没有事先放上去一个2kg砝码，将金属丝拉直，作为一个基准 点；4. 用游标卡尺在纸上测量x值和螺旋测微器测量读数时易产生误差；5. 测量金属丝长度时没有找准卡口；6. 米尺使用时常常没有拉直，且应该注意水平测量D，铅垂测量L；7. 在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。以上数据处理方法、结果表达方式可以参考，但并非实验真 实数据，请大家采用自己实验所得数据，切勿抄袭结果！
大学物理实验用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量
