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1、金属弹性模量的测定北京工商大学物理实验室【实验目的】1.学习用拉伸法测量金属丝弹性模量的方法;2.学会用遂差法处理实验数据.【实验仪器】序号名称型号技术规格1杨氏模量测量仪1钢卷尺分度值:1mm量程:2m1千分尺分度值:0.01mm量程:0~25mm其他显微镜、CCD摄像头、监视器、千分尺、钢卷尺、砝码等应变应力【实验原理】金属丝长为L,截面积为s,沿长度方向施力为F后,物体伸长(或缩短)为L,在弹性形变限度内满足胡克定律,应力与应变成正比弹性模量弹性模量表达式用砝码提供拉伸钢丝的力显微镜和CCD成像系统来检测钢丝的伸长量图4.3-1弹性模量仪结构示
2、意图1-底座2-支柱3-立柱4-连接杆5-支架6-固定支架7-显微镜8-显微镜支架9-二维底座10-摄像头11-监视器【实验内容】6逐个加减砝码,记录相应的标尺读数7一个砝码时,测出钢丝的原长L(两夹头之间)(1次)8取下砝码,测钢丝直径(5次)1.将钢丝托架下放,加0.2kg的砝码,使钢丝处于拉直状态2.调节弹性模量测定仪底脚螺钉,使钢丝铅直3.显微镜的调整(1)固定显微镜,使测微目镜光轴与小圆玻璃上的十字划线的中心等高,且使测微目镜光轴垂直小圆玻璃表面(2)目测粗调用眼睛可以看到清晰的标尺像(3)物镜调节可以看到清晰的十字像为止4.将CCD放置在磁
3、力表座上,与测微目镜共轴5.调节CCD和监视器,直到监视器中能看到清晰的钢丝像为止【注意事项】1.实验系统调好后,一旦开始测量,即不能对系统任一部分进行调整。否则,所有数据重新测量。2.加减砝码时,要轻拿轻放,让砝码开口均匀的朝向各个方向,使重心在金属丝所在的铅垂线上。3.不能用手触碰显微镜和CCD摄像头镜面。4.测量钢丝直径时,注意不要将金属丝硬性弯折5.实验完成后将砝码取下,将金属丝托架上升,使金属丝自然弯曲不受外力,防止金属丝长时间受力而疲劳伸长6.读数方法:调节完成后,读出1个砝码时标尺读数,然后逐个加砝码,每加一个砝码,记1次标尺的位置;增加
4、砝码到6个后,依次减砝码,每减1个砝码,记下相应的标尺位置,并记录在数据表内。【实验记录及数据处理】序号砝码(kg)标尺读数(mm)标尺读数差(mm)增加砝码L+/mm减少砝码L-/mm平均值10.2020.4030.6040.8051.0061.201.用逐差法处理标尺读数2.计算各直接测量量,并写出测量结果待测量单次测量标准不确定度测量结果L=3.计算弹性模量及标准差序号12345(mm)(mm)d(mm)
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