大学物理实验杨氏模量课件.ppt

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1、（杨氏模量）大学物理实验实验目的掌握用伸长法测量金属丝杨氏模量的方法理解光杠杆测量长度微小变化的原理学会用逐差法处理数据进行测量结果的不确定度分析杨氏模量是描述材料抵抗形变能力的物理量，该值越大，材料越不容易变形。是工程设计的重要参数实验原理:应变假设一根横截面积为S,长为L的材料,在大小为F的力的拉压下,伸缩短了△L则::应力(单位截面上内力)应力和应变的比成为杨式模量1、杨式模量：本实验目标：钢材的杨氏模量2、钢丝杨式模量的测量方法：实验原理ΔL:是一个微小长度变化量，本实验利用光杠杆的光学

2、放大作用实现对金属丝微小伸长量L的间接测量。d：为细铁丝的直径，可用螺旋测微仪测量F:可由实验中钢丝下面悬挂的砝码的重力给出L：可由米尺测量思考:为什么d要用螺旋测微仪量,L由米尺测量?实验原理光杠杆常数b光杠杆的光学放大原理光杠杆的光学放大原理实验原理Db△Lθθθ叫光杠杆放大率将微小的伸长量△L放大为竖尺上的位移l思考:为什么d要用螺旋测微仪量,L由米尺测量?在传播公式中，　　　影响比较显著,所以选择精度高的仪器实验原理关于仪器选择:砝码卷尺卷尺千分尺卡尺米尺测量范围相对不却定度尺读望远

3、镜组：测量时，望远镜水平地对准光杠杆镜架上的平面反射镜，经光杠杆平面镜反射的标尺虚象又成实象于分划板上，从两条视距线上可读出标尺像上的读数。实验原理望远镜物镜标尺底座调焦手轮目镜实验仪器杨氏模量测定仪螺旋测微计(仪器误差：）游标卡尺(仪器误差：）米尺(仪器误差：）砝码(仪器误差：）标尺(仪器误差：）待测金属丝实验步骤1、调节仪器：调节光杠杆和望远镜：（1）调整望远镜水平,光杠杆平面镜竖直（2）调整望远镜与光杠杆平面镜高度相同（3）沿望远镜外侧边沿上方使凹口、瞄准星面镜在同一直线上，左、右移动望远

4、镜在镜子里找到竖直尺的像;若找不到,可微调镜子的角度,直到找到为止。（4）旋动望远镜目镜,使十字叉丝清晰;再旋动聚焦手轮,直到看清竖直尺的像。逐次加一个砝码，在望远镜中读对应标尺的位置，共7次；然后将所加砝码逐次去掉，并读取相应读数。2、记录金属丝伸长变化实验步骤加砝码减砝码平均值1234平均用差逐法计算每增减4个砝码，钢丝的伸长量(2)在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量d（测5次）3、测量金属丝长度L、平面镜与竖尺之间的距离D，金属丝直径d，光杠杆常数b。(1)用钢卷尺测量L和D（L、D测一次

5、）(3)取下光杠杆在展开的白纸上同时按下三个尖脚的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前两尖脚连线的垂线，用游标卡尺测出b实验步骤1、实验系统调好后，一旦开始测量ri，在实验过程中不能对系统的任何一部分进行调整，否则，所有数据将重新再测。2、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能读取刻度尺，读数过程中不要按压桌面。3、光杠杆后脚尖不能接触钢丝。注意：实验步骤4、注意维护钢丝的平直状态,在钢丝两端夹点外测量直径,避免伸长部分扭折。例：测量金属丝直径5次测量值分别为，螺旋仪器仪器误差为0.004mm次数12

6、345平均值0.4880.4900.4890.4920.4900.4900.0020.0000.0010.0020.0002、计算△E：测量结果的相对不确定度3、规范表示测量结果4、回答问题(课本85页123题)