用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量實驗報告示范

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗名稱：用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量一實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)用拉伸法測定鋼絲的楊氏模量；掌握光杠桿法測量微小變化量的原理；學(xué)習(xí)用逐差法處理數(shù)據(jù)。二實驗原理長為，截面積為的金屬絲，在外力的作用下伸長了,稱為楊氏模量（如圖1）。設(shè)鋼絲直徑為，即截面積,則。伸長量比較小不易測準(zhǔn)，因此，利用光杠桿放大原理，設(shè)計裝置去測伸長量（如圖2）。 由幾何光學(xué)的原理可知， 。 圖1 圖2三主要儀器設(shè)備楊氏模量測定儀；光杠桿；望遠(yuǎn)鏡及直尺；千分卡；游標(biāo)卡尺；米尺；待測鋼絲；砝碼；水準(zhǔn)器等。四實驗步驟1. 調(diào)整楊氏模量測定儀2測量鋼絲直徑3調(diào)整光杠桿光學(xué)系統(tǒng)4測量鋼絲負(fù)荷后的伸長量(1) 砝碼盤上

2、預(yù)加2個砝碼。記錄此時望遠(yuǎn)鏡十字叉絲水平線對準(zhǔn)標(biāo)尺的刻度值。(2) 依次增加1個砝碼，記錄相應(yīng)的望遠(yuǎn)鏡讀數(shù)。(3) 再加1個砝碼，但不必讀數(shù)，待穩(wěn)定后，逐個取下砝碼，記錄相應(yīng)的望遠(yuǎn)鏡讀數(shù)。(4) 計算同一負(fù)荷下兩次標(biāo)尺讀數(shù)(和)的平均值。(5) 用隔項逐差法計算。5. 用鋼卷尺單次測量標(biāo)尺到平面鏡距離和鋼絲長度；用壓腳印法單次測量光杠桿后足到兩前足尖連線的垂直距離。6進行數(shù)據(jù)分析和不確定度評定，報道楊氏模量值。五數(shù)據(jù)記錄及處理1多次測量鋼絲直徑表1 用千分卡測量鋼絲直徑（儀器誤差取0.004）測量部位上中下平均測量方向縱向橫向縱向橫向縱向橫向0.7180.7140.7050.7040.7050

3、.7110.710.64.16.25.36.25.010.278鋼絲直徑的：A類不確定度0.0024 mmB類不確定度mm總不確定度0.0034 mm相對不確定度 0.48%測量結(jié)果 2單次測量：用米尺單次測量鋼絲長、平面鏡與標(biāo)尺間距，用游標(biāo)卡尺測量光杠桿長 （都取最小刻度作為儀器誤差，單次測量把B類不確定度當(dāng)作總不確定度處理）表2 鋼絲長、平面鏡與標(biāo)尺間距、測量光杠桿長 單位：測讀值不確定度相對不確定度663.00580087%907.50580064%75.8600120016%（計算方法：不確定度=儀器誤差/）3光杠桿法測量鋼絲微小伸長量表3 測量鋼絲的微小伸長量砝碼重量（千克力）標(biāo)尺讀數(shù)隔項逐差值加砝碼時減砝碼時平均2.001.801.881.84-0.753.002.012.092.054.002.202.272.23-0.745.002.382.442.416.002.562.612.59-0.747.002.782.792.798.002.962.982.97-0.739.003.133.153.14所以，在F=4.00千克力作用下，標(biāo)尺的平均變化量n=0.74 cmn的總不確定度 n相對不確定度 （注：為了簡化不確定度評定，這里我們可以不嚴(yán)格地把B類不確定度當(dāng)作總不確定度，并且把標(biāo)尺最小刻度的1/5當(dāng)作“儀器誤差”，即）4計算楊氏模量并進行不確定度評定由表1、表2