杨氏模量的测定.ppt

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1、杨氏模量的测定（拉伸法）实验目的●学习利用光杠杆测定长度量微小变化的方法。●学习用逐差法处理实验数据。原理和方法一根钢丝所受的应力和应变成正比，可以写成（1）比例系数E称为钢丝的杨氏弹性模量，量纲是N•m-2。在实验中，F等于砝码所受的重力；钢丝长度很容易用直尺测量；钢丝的截面积S也很容易测量，只要测得钢丝的直径d，就能很容易地计算得到钢丝的截面积S。（2）只有钢丝的伸长量ΔL为一个不易测量的小量，在实验中我们是采用光杠杆来测量ΔL的。杨氏模量的测量原理图LDK直尺望远镜目镜物镜y0y钢丝砝码盘ΔL2θθΔy物

2、镜调节旋纽光杠杆根据几何关系，很容易由Δy可以得到ΔL。（3）称为光杠杆的放大率。两个支点“力”点将关系式（2）、（3）及F=mg代入（1）式，就可以得到杨氏模量的计算公式仪器和器材杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜和直标尺、米尺、游标卡尺、螺旋测微仪等。望远镜和直标尺杨氏模量测定仪其它仪器和器材调节底角螺丝，使气泡居中气泡底角螺丝实验内容1.调整测量系统•望远镜镜筒和光杠杆镜面等高；•望远镜上侧目测平面镜中直尺；•调节望远镜，看清望远镜中叉丝及标尺度。直尺望远镜目镜物镜钢丝砝码盘物镜调节旋纽光杠杆地面移动望远镜支

3、架，在望远镜上侧能看到平面镜中直尺。瞄准平面镜，调节目镜、物镜，看清望远镜中叉丝和平面镜中直尺刻度。准星物镜准星目镜物镜调焦抡调节目镜看清叉丝调节物镜看清标尺刻度2.测量•加上初始负载（一块砝码），拉直钢丝，•逐次加上一定质量的砝码，再逐次减去砝码，记录yi、yi’•多次测量钢丝直径d(6~10次)，单次测量D、K、L。（K用游标卡尺测量）•经过数据处理，最后得到E±σE。K两个支点“力”点数据处理及误差分析数据处理：逐差法实验中m=5Kg。如果采用多次测量，以5次计算，一次加5块，加5次，得到数据y0.y1.

4、y2······y5，取平均后得到从上式可以看到，一方面实验数据没有得到充分的利用。另一方面，砝码加得太多，可能会对钢丝产生永久性破坏。采用逐差法就可以避免上述情况的发生在本实验中，砝码是一块一块加的，也不需要加25块砝码，只要加9块砝码就可以达到5次测量的效果。y0y1y3y5y7y9y2y4y8Δy5Δy3Δy2Δy4y6Δy1逐差法示意图误差分析：误差传递直接测量的物理量Δy；d；D；K；L的误差必然会引起杨氏模量E的误差。实验中要求计算直接测量量的标准偏差，再运用误差传递公式计算杨氏模量的标准偏差，写出

5、最后结E±σE。d：d1、d2······d10Δy：Δy1、Δy2······Δy5D；K；L均为单次测量，根据实际情况，它们的标准偏差分别规定为误差传递公式最后结果参考实验结果E=2.00×1011N/m2