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1、 拉伸法测量杨氏模量拉伸法测量杨氏模量一、实验目的一、实验目的 1、学习利用光杠杆测定长度量微小学习利用光杠杆测定长度量微小 变化的方法。变化的方法。2、学习用逐差法处理实验数据。学习用逐差法处理实验数据。二、原理和方法二、原理和方法 一根钢丝所受的应力一根钢丝所受的应力 和应变和应变 成正比，可以写成成正比，可以写成 （1）比例系数比例系数E 称为钢丝的杨氏弹性模量，称为钢丝的杨氏弹性模量，量纲是量纲是N.m-2。SFLLLLESF 在实验中，在实验中，F 等于砝码所受的重力；等于砝码所受的重力；钢丝长度很容易用直尺测量；只要测得钢丝长度很容易用直尺测量；只要测得钢丝的直径钢丝的直径d，就能
2、很容易地计算得到钢就能很容易地计算得到钢丝的截面积丝的截面积S。（2）只有钢丝的伸长量只有钢丝的伸长量L为一个不易测为一个不易测量的小量，在实验中我们是采用光杠杆量的小量，在实验中我们是采用光杠杆来测量来测量L的。的。24dSLDK 标尺标尺n0n1钢丝钢丝砝码盘砝码盘L2Nn1n0光杠杆光杠杆物镜调节旋纽物镜调节旋纽目镜目镜物镜物镜 根据几何关系，根据几何关系，很容易由很容易由N（n n1 1n n0 0）得到）得到LL。LbDN2（3）两个支点两个支点“力力”点点其中：其中：bD2称为光杠杆的放称为光杠杆的放大倍率大倍率将关系式（将关系式（2）、（）、（3）及）及F=mg 代入（代入（1）
3、式，就可以得到杨氏模量的计算公式式，就可以得到杨氏模量的计算公式NbdmgDLE28仪器和器材仪器和器材 杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜和直标尺、杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜和直标尺、米尺、游标卡尺、千分尺等。米尺、游标卡尺、千分尺等。望远镜和直标尺望远镜和直标尺杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪其它仪器和器材其它仪器和器材a、调节底角螺丝，使气泡居中；、调节底角螺丝，使气泡居中；气泡气泡底角螺丝底角螺丝三、实验内容三、实验内容1、调节测量系统、调节测量系统d d、望远镜镜筒和光杠杆镜面等高；望远镜镜筒和光杠杆镜面等高；e、目视：望远镜的缺口、准星对准镜面；、目视：望远镜的缺口、准星对准镜面；f、
4、调节望远镜，看清望远镜中叉丝及标尺。调节望远镜，看清望远镜中叉丝及标尺。b、砝码托盘上先挂上、砝码托盘上先挂上500g砝码，使钢丝拉直；砝码，使钢丝拉直；c、放好光杠杆，镜面尽可能垂直；、放好光杠杆，镜面尽可能垂直；目镜目镜 移动望远镜支架，移动望远镜支架，在望远镜上侧能看到在望远镜上侧能看到平面镜中直尺。平面镜中直尺。瞄准平面镜，调瞄准平面镜，调节目镜、物镜，看节目镜、物镜，看清望远镜中叉丝和清望远镜中叉丝和平面镜中直尺刻度。平面镜中直尺刻度。直尺直尺望远镜望远镜物镜物镜钢丝钢丝砝码盘砝码盘物镜调节旋纽物镜调节旋纽光杠杆光杠杆地面地面准星准星缺口缺口DL调节目镜调节目镜看清叉丝看清叉丝 调节
5、物镜调节物镜看清标尺刻度看清标尺刻度物镜物镜准准星星目镜目镜物镜调焦手轮物镜调焦手轮缺口缺口2、测量过程：、测量过程：a、以上述调节好的系统为初态，砝码质量、以上述调节好的系统为初态，砝码质量作为作为0，记录此时标尺的初始读数；，记录此时标尺的初始读数；b、逐步增加砝码，每次、逐步增加砝码，每次1000g，记下相应的，记下相应的标尺读数，直至标尺读数，直至7000g；d、逐步减少砝码，也记录相应的标尺读数，、逐步减少砝码，也记录相应的标尺读数，填入表格。用逐差法计算，求出填入表格。用逐差法计算，求出N的平均的平均值；值；c、加上一块、加上一块1000g砝码，不读数。再将其砝码，不读数。再将其取下。将此时标尺读数作为减砝码的初始取下。将此时标尺读数作为减砝码的初始读数。读数。e、用千分尺在钢丝不同位置测直径、用千分尺在钢丝不同位置测直径6次，求次，求出平均值；出平均值；f、用米尺测出钢丝长度、用米尺测出钢丝长度L和标尺到镜面距和标尺到镜面距离离D；g、取下光杠杆，在白纸上印出三足位置，、取下光杠杆，在白纸上印出三足位置，用游标尺测出用游标尺测出b；h、代入公式，求杨氏模量、代入公式，求杨氏模量E。
实验十一拉伸法测定金属杨氏弹性模量
