演示文稿楊氏模量世紀(jì)中科

（優(yōu)選）楊氏模量世紀(jì)中科版當(dāng)前1頁(yè)，總共31頁(yè)。前言

楊氏模量是工程材料重要的物理性能參數(shù)，也是選擇工程材料的一個(gè)重要依據(jù)。

楊氏模量——材料抵抗彈性形變的能力

測(cè)量方法：靜態(tài)拉伸法、共振法、簡(jiǎn)支梁法、懸臂梁法、脈沖波傳輸法等。本實(shí)驗(yàn)—拉伸法，涉及長(zhǎng)度微小變化測(cè)量。當(dāng)前2頁(yè)，總共31頁(yè)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解楊氏模量的物理概念，學(xué)會(huì)測(cè)量楊氏彈性模量的一種實(shí)驗(yàn)方法。2、掌握用光杠桿放大測(cè)量長(zhǎng)度微小變化的方法。3、學(xué)會(huì)用逐差法處理數(shù)據(jù)。4、學(xué)習(xí)間接不確定度計(jì)算及結(jié)果表達(dá)當(dāng)前3頁(yè)，總共31頁(yè)。實(shí)驗(yàn)原理一、楊氏模量

眾所周知，物體在外力作用下將發(fā)生形變。當(dāng)去除外力，物體能恢復(fù)原來(lái)形狀的形變——彈性形變.

棒狀或絲狀物體在軸向外力作用下的彈性形變——拉伸形變。

實(shí)驗(yàn)證明，彈性范圍內(nèi)，拉伸形變遵守胡克定律：當(dāng)前4頁(yè)，總共31頁(yè)。F/S——單位截面上的垂直作用力（正應(yīng)力或脅強(qiáng)），ΔL/L——物體相對(duì)伸長(zhǎng)（線應(yīng)變或脅變）。

比例系數(shù)Y——材料的楊氏模量（反抗拉伸形變的能力），不同質(zhì)材料Y不同。于是（直徑為d的金屬絲）當(dāng)前5頁(yè)，總共31頁(yè)。本實(shí)驗(yàn)用光杠桿測(cè)量(筆試考點(diǎn))二、光杠桿放大原理光杠桿系統(tǒng)由光杠桿反射鏡、測(cè)量望遠(yuǎn)鏡及標(biāo)尺組成.當(dāng)前6頁(yè)，總共31頁(yè)。

光杠桿——固定在三角支架上的并可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小平面鏡。測(cè)量望遠(yuǎn)鏡、標(biāo)尺

光杠桿是如何實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度微小變化的測(cè)量的？當(dāng)前7頁(yè)，總共31頁(yè)?；驹恚?/p>

通過(guò)平面鏡反射將長(zhǎng)度的微小變化轉(zhuǎn)化成測(cè)量光線光點(diǎn)相對(duì)于參考標(biāo)尺的移動(dòng)，來(lái)完成測(cè)量。當(dāng)前8頁(yè)，總共31頁(yè)。與杠桿類(lèi)似！當(dāng)前9頁(yè)，總共31頁(yè)。12

鋼絲上端固定，下端被圓柱夾柱，加載，伸長(zhǎng)后足下移當(dāng)前10頁(yè)，總共31頁(yè)。12根據(jù)幾何關(guān)系得：兩個(gè)三角形！當(dāng)前11頁(yè)，總共31頁(yè)。12微小伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)換放大成N測(cè)量。當(dāng)前12頁(yè)，總共31頁(yè)。三、測(cè)金屬絲楊氏模量實(shí)驗(yàn)裝置

金屬絲上端固定，下端于圓柱夾中。夾柱可穿過(guò)固定平臺(tái)孔上下自由移動(dòng)。圓柱下端金屬絲掛砝碼。加載，金屬絲伸長(zhǎng)，光杠桿后足下移，望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺讀數(shù)變化。當(dāng)前13頁(yè)，總共31頁(yè)。ZKY-YM型數(shù)顯轉(zhuǎn)鏡式楊氏模量?jī)x數(shù)字拉力計(jì)哪些變化？當(dāng)前14頁(yè)，總共31頁(yè)。b=光杠杠常數(shù)即水平卡座長(zhǎng)度（游標(biāo)卡尺測(cè)）+小螺旋測(cè)微計(jì)讀數(shù)（調(diào)成整毫米數(shù)如5mm,后腿要在夾具上）儀器2儀器1b=水平卡座長(zhǎng)度（游標(biāo)卡尺測(cè)），無(wú)小螺旋測(cè)微計(jì)。當(dāng)前15頁(yè)，總共31頁(yè)。數(shù)字拉力計(jì)施力螺母顯示拉力

Mkg測(cè)出六個(gè)量計(jì)算楊氏模量：當(dāng)前16頁(yè)，總共31頁(yè)。四.系統(tǒng)誤差及消減（1）避免金屬絲假伸長(zhǎng)

鋼絲自由懸掛不可能拉緊，開(kāi)始加載會(huì)伴有假伸長(zhǎng)。方法：測(cè)量前預(yù)先加力，拉緊鋼絲。（2）消除伸長(zhǎng)滯后效應(yīng)誤差

鋼絲加外力要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才達(dá)到穩(wěn)定伸長(zhǎng)即滯后效應(yīng)。引起誤差。如何減小該誤差？

方法：每次加力后應(yīng)等一段時(shí)間（ZKY-YM型：顯示器數(shù)字穩(wěn)定）再讀數(shù)；加載與減載，讀數(shù)平均。為什么？當(dāng)前17頁(yè)，總共31頁(yè)。（3）儀器調(diào)整不當(dāng)引起誤差（4）鋼絲銹蝕或長(zhǎng)期受力產(chǎn)生金屬疲勞。

導(dǎo)致應(yīng)力集中或塑性形變。及時(shí)更換鋼絲。（5）載荷不準(zhǔn)確

望遠(yuǎn)鏡偏離水平；支架不鉛直。

數(shù)字拉力計(jì)視值誤差取砝碼銹蝕當(dāng)前18頁(yè)，總共31頁(yè)。五.其他測(cè)量誤差及估算

L—上下夾具間鋼絲長(zhǎng)度。卷尺始端于金屬絲上夾頭下表面即橫梁上表面，另一端于平臺(tái)上表面。測(cè)量時(shí)卷尺與鋼絲不嚴(yán)格平行，誤差可估算2-3mm.D—光杠桿反射鏡轉(zhuǎn)軸至標(biāo)尺的距離。卷尺始端于標(biāo)尺表面，另一端于垂直卡座上表面。鋼卷尺與支架軸線不嚴(yán)格平行，誤差可估算2-3mm.

d—鋼絲直徑。千分尺測(cè)，應(yīng)將測(cè)點(diǎn)均勻分布在上中下各個(gè)位置。儀器誤差取0.004mm.當(dāng)前19頁(yè)，總共31頁(yè)。b—光杠桿腿長(zhǎng)(光杠桿動(dòng)足到反射鏡轉(zhuǎn)的距離)(水平卡座長(zhǎng)度)。游標(biāo)卡尺測(cè)，儀器誤差0.02mm.實(shí)驗(yàn)器材

楊氏模量?jī)x（支架、光杠桿、標(biāo)尺，金屬絲）；望遠(yuǎn)鏡；數(shù)字拉力計(jì)；量具盒子（鋼卷尺，游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微計(jì)）；

當(dāng)前20頁(yè)，總共31頁(yè)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟一、調(diào)整楊氏模量?jī)x支架保證夾頭夾緊金屬絲，反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。1.接線：拉力傳感信號(hào)線接入數(shù)字拉力計(jì)，DC連接線連接拉力計(jì)電源和背光源。2.打開(kāi)拉力計(jì)電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱10min。背光源點(diǎn)亮，標(biāo)尺清晰。拉力器面板顯示金屬絲拉力。

3.旋轉(zhuǎn)施力螺母，給金屬絲加預(yù)拉力2-3kg,拉直金屬絲。當(dāng)前21頁(yè)，總共31頁(yè)。二、調(diào)整望遠(yuǎn)鏡

1.望遠(yuǎn)鏡正對(duì)光杠桿中心（望遠(yuǎn)鏡前沿與平臺(tái)板邊緣距離在30cm內(nèi)）；側(cè)面看望遠(yuǎn)鏡軸線平行；調(diào)節(jié)支架上三個(gè)螺釘，從目鏡中看到明亮的黃光。2.調(diào)節(jié)目鏡，使十字叉絲清晰；調(diào)節(jié)調(diào)焦手輪，看黃色標(biāo)尺清晰。調(diào)焦手輪目鏡當(dāng)前22頁(yè)，總共31頁(yè)。3.調(diào)節(jié)支架螺釘，使十字叉絲橫線與標(biāo)尺刻度線平行，讀數(shù)不超過(guò)3.5cm（以免后面加載讀數(shù)超出標(biāo)尺量程）；水平移動(dòng)支架，使十字縱線對(duì)齊標(biāo)尺中心。三、測(cè)量（1）各載荷下的標(biāo)尺讀數(shù)加載，依次增加1kg，分別記下讀數(shù)?！跏驾d荷下標(biāo)尺讀數(shù)——每增加1kg載荷的標(biāo)尺讀數(shù)（旋轉(zhuǎn)施力螺母）當(dāng)前23頁(yè)，總共31頁(yè)。

數(shù)分鐘后，再依次減載1kg，分別記錄讀數(shù)——每減少1kg載荷的標(biāo)尺讀數(shù)

注意：實(shí)驗(yàn)中不再調(diào)望遠(yuǎn)鏡，施力螺母不要回旋。金屬絲最大拉力不超過(guò)12公斤。（2）其他量測(cè)量

卷尺測(cè)金屬絲長(zhǎng)。

卷尺測(cè)。

游標(biāo)卡尺測(cè)量光杠桿腿長(zhǎng)（水平卡座長(zhǎng)度）。

螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)金屬絲直徑，不同位置測(cè)6次以上。當(dāng)前24頁(yè)，總共31頁(yè)。實(shí)驗(yàn)記錄與數(shù)據(jù)處理

一、實(shí)驗(yàn)記錄（1）鋼絲直徑測(cè)量數(shù)據(jù)表格；（2）加卸載荷標(biāo)尺讀數(shù)記錄表格；（3）D、L、b測(cè)量記錄表格

二、用逐差法處理N數(shù)據(jù)

三、計(jì)算楊氏模量平均值、不確定度，表達(dá)測(cè)量結(jié)果。為什么要用逐差法處理數(shù)據(jù)？（緒論）如何計(jì)算不確定度？（間接測(cè)量）當(dāng)前25頁(yè)，總共31頁(yè)。各直接測(cè)量量不確定度計(jì)算當(dāng)前26頁(yè)，總共31頁(yè)。兩邊取對(duì)數(shù)微分得（間接測(cè)量）：相對(duì)不確定度當(dāng)前27頁(yè)，總共31頁(yè)。Y=（2.1±0.3）×1011Pa舉例：

數(shù)據(jù)處理要有較詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程，中間結(jié)果的不確定度可以多取一位。最后結(jié)果不確定度取一位。注意結(jié)果的有效數(shù)字修約規(guī)則和測(cè)量結(jié)果的正確表達(dá)。

計(jì)算錯(cuò)誤或測(cè)量錯(cuò)誤當(dāng)前28頁(yè)，總共31頁(yè)。1.鋼絲直徑測(cè)量數(shù)據(jù)123456測(cè)次2.D、L、b測(cè)量記錄被測(cè)量量具名稱分度值儀器誤差測(cè)量讀數(shù)附當(dāng)前29頁(yè)，總共31頁(yè)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心3.標(biāo)尺讀數(shù)記錄載荷/kg01234567加載減載標(biāo)尺讀數(shù)逐差值4kg次數(shù)

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9.000注意隨時(shí)檢查測(cè)量數(shù)據(jù)是否有問(wèn)