5应用拉伸法测量杨氏模量

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1、应用拉伸法测量杨氏模量力热实验福建省物理学实验教学示范中心虎克（Hooke）定律一条粗细均匀长度为横截面积为的金属细丝，受到外力F的拉伸使其长度伸长。比值表示金属丝单位截面积上所受的作用力，称为应力；比值△L/L表示金属丝单位长度的伸长，称为应变。，金属丝在弹性限度内，它的应力和应变成正比，即：式中的称为杨氏弹性模量，简称杨氏模量，它在数值上等于产生单位应变的应力。（1.1.5.1-1）测量弹性模量的实际意义对于某些零构件，例如精密机床的构件，即使是微小的弹性变形也不允许，否则就会降低零件的加工精度。像这样的

2、零构件主要是按刚度要求设计的。零构件的刚度决定于两个因素:构件的几何形状和材料的刚度。表征材料刚度的力学性能指标是弹性模量：因此，材料的弹性模量是构件设计中不可缺少的力学性能数据。材料的弹性模量是描述固体材料抵抗形变能力的重要物理量，是选定机械构件材料的依据之一，也是工程技术常用的参数，因此测定该参数具有实际的意义。实验目的1、应用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量E。2、培养应用‘光杠杆—尺读望远镜’装置(望远镜尺组)的实验操作技能。3、学习应用逐差法处理数据实验意义本实验是大学物理实验中最经典的实验:A.该实

3、验是长度测量的全面综合应用，如何选择并用好常见的长度量具对于初学者就是一个很好的练习；B.通过“光杠杆—尺读望远镜”调整的练习，可使学生的实验技能得到较全面的提高；C.可以全面地学习到应用逐差法处理数据的方法。希望实验者进行本实验时留意这些方面，以使实物科学素质得以提高。图1.1.5-1杨氏弹性模量测定仪和光杠杆-望远镜尺组装置示意图尺读望远镜(1.1.5.1-1.1)拉伸法测定杨氏弹性模量所遇到的问题图1.1.5.1-3光杠杆-望远镜尺组放大作用原理图光杠杆镜尺法测量微小的长度变化（1.1.5.1-1）(1

4、.1.5.1-3)本实验的主公式1与主公式2本实验的测量公式(主公式3):(1.1.5.1-4)对主公式3的阐述：—增减荷重用的槽码质量，取,起始质量取1～2kg用来拉直金属丝；—当地重力加速度，请思考应取几位有效数字？D——用钢卷尺测量；-用千分尺在金属丝上、中、下各个部分取10个位置测量后求平均；—荷重增减时，尺读望远镜的读数变化值；b——垂足连线（请思考用什么办法才能测得准？实验思考本实验应测量哪些物理量，哪几个量应先测，哪些量应后测？应各选择何种测量用具？光杠杆常数b和金属丝长度应如何测量？哪些量的测

5、量不确定度对于测量效果影响最大，如何克服？关于光杠杆及望远镜尺组的调整:1.1仪器布局1.2外观瞄准1.3调焦找尺1.4细调对零1.5.消除视差