本文格式為Word版，下載可任意編輯——拉伸法測鋼絲的楊氏彈性模量

篇一：大學物理試驗《用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量》

用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量

一、試驗目的

1.學會用光杠桿法測量楊氏彈性模量；2.把握光杠桿法測量微小伸長量的原理；3.學會用逐差法處理試驗數據；

4.學會不確定的計算方法，結果的正確表達；5.學會試驗報告的正確書寫。二、試驗儀器

楊氏彈性模量測量儀(型號見儀器上)（包括望遠鏡、測量架、光杠桿、標尺、砝碼）、鋼卷尺（0-200cm,0.1、游標卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋測微器(0-150mm,0.01)三、試驗原理

在外力作用下，固體所發生的形狀變化成為形變。它可分為彈性形變和塑性形變兩種。本試驗中，只研究金屬絲彈性形變，為此，應當控制外力的大小，以保證外力去掉后，物體能恢復原狀。

最簡單的形變是金屬絲受到外力后的伸長和縮短。金屬絲長L，截面積為S，沿長度方向施力F后，物體的伸長?L，則在金屬絲的彈性限度內，有：

F

E?

L

我們把E稱為楊氏彈性模量。

如上圖：

?L?

?tg????

x?x??L???n（?n?n2?n0）?

2D?n??2??D?

F

F12

?d

8FLDE???2

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?n

LL

四、試驗內容一儀器調整

1.楊氏彈性模量測定儀底座調理水平；2.平面鏡鏡面放置與測定儀平面垂直；

3.將望遠鏡放置在平面鏡正前方1.5-2.0m左右位置上；

4.粗調望遠鏡：將鏡面中心、標尺零點、望遠鏡調理到等高，望遠鏡上的缺口、

準星對準平面鏡中心，并能在望遠鏡上方看到尺子的像；5.細調望遠鏡：調理目鏡焦距能明了的看到叉絲，并先調理物鏡焦距找到平面鏡，

然后繼續調理物鏡焦距并能看到尺子明了的像；

6.n0一般要求調理到零刻度。

二測量

7.計下無掛物時刻度尺的讀數n0；

8.依次掛上1kg的砝碼，七次，計下n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7；9.依次取下1kg的砝碼，七次，計下n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7；

10.用米尺測量出金屬絲的長度L（兩卡口之間的金屬絲）、鏡面到尺子的距離D；11.用游標卡尺測量出光杠桿x、用螺旋測微器測量出金屬絲直徑d。

三數據處理方法——逐差法

1.試驗測量時，屢屢測量的算術平均值最接近于真值。但是簡單的求一下平均還

是不能達到最好的效果，我們多采用逐差法來處理這些數據。2.逐差法采用隔項逐差：

??

(n4?n0)?(n5?n1)?(n6?n2)?(n7?n3)

4

3.注：上式中的?為增重4kg的金屬絲的伸長量。

五、試驗數據記錄處理

金屬絲伸長量：A?

4

(A4?A0)?(A5?A1)?(A6?A2)?(A7?A3)

?1.82cm

4

Sn?

??a

i?12

i

?A

?

2

4?1

2

?0.02cm

?A?Sn??儀?0.05cm

金屬絲直徑：?

d1?d2?d3?d4?d5?d6

?0.600mm

6

Sn?

?d?

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i?1

2

6

i

?d?

2

6?1

2

?0.002mm

Sn??儀?0.005mm（注意：i為下表中第5列數據）

（以上各公式請把自己實際試驗數據代入計算，?儀為儀器誤差值，根據實際測量所用儀器查詢）

8FLD8?4.000?9.80?68.20?10?2?150.20?10?2

E?2??2.04?1011N/m2

?32?3?2

?dx?A3.14?(0.600?10)?76.60?10?1.82?10

2

2

2

2

2

?A???L???D???d???x?????????????2?????E

LDd?A????????x?

112.04?10

?=0.13?10N/m

參考值：E0?2.000~2.100?10N/m百分差：

11

2

112

2

E?E02.04?1011?2.100?10112.04?1011?2.000?1011

?E??100%?~?100%??3%~2%

E02.100?10112.000?1011

六、試驗本卷須知及誤差分析（此部分請同學根據自己試驗狀況寫，勿抄襲！）

一本卷須知：

1.光杠桿、望遠鏡和標尺所構成的光學系統一經調理好后，在試驗過程中就不可

在移動，否則，所測的數據將不標準，試驗又要重新開始；

2.不準用手觸摸目鏡、物鏡、平面反射鏡等光學鏡表面，更不準用手、布塊或任

意紙片擦拭鏡面；二誤差分析：

3.試驗測數據前沒有事先放上去一個2kg砝碼，將金屬絲拉直，作為一個基準點；4.5.6.7.

用游標卡尺在紙上測量x值和螺旋測微器測量讀數時易產生誤差；測量金屬絲長度時沒有找準卡口；

米尺使用時往往沒有拉直，且應當注意水平測量D，鉛垂測量L；在加減砝碼是應當注意輕放，避免晃動。

以上數據處理方法、結果表達方式可以參考，但并非試驗真實數據，請大家采用自己試驗所得數據，切勿抄襲結果！

篇二：大學物理試驗《用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量》[1]

用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量

一、試驗目的

1.學會用光杠桿法測量楊氏彈性模量；2.把握光杠桿法測量微小伸長量的原理；3.學會用逐差法處理試驗數據；

4.學會不確定的計算方法，結果的正確表達；5.學會試驗報告的正確書寫。二、試驗儀器

楊氏彈性模量測量儀(型號見儀器上)（包括望遠鏡、測量架、光杠桿、標尺、砝碼）、鋼卷尺（0-200cm,0.1、游標卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋測微器(0-150mm,0.01)三、試驗原理

在外力作用下，固體所發生的形狀變化成為形變。它可分為彈性形變和塑性形變兩種。本試驗中，只研究金屬絲彈性形變，為此，應當控制外力的大小，以保證外力去掉后，物體能恢復原狀。

最簡單的形變是金屬絲受到外力后的伸長和縮短。金屬絲長L，截面積為S，沿長度方向施力F后，物體的伸長?L，則在金屬絲的彈性限度內，有：

F

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L

我們把E稱為楊氏彈性模量。

如上圖：

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四、試驗內容一儀器調整

1.楊氏彈性模量測定儀底座調理水平；2.平面鏡鏡面放置與測定儀平面垂直；

3.將望遠鏡放置在平面鏡正前方1.5-2.0m左右位置上；

4.粗調望遠鏡：將鏡面中心、標尺零點、望遠鏡調理到等高，望遠鏡上的缺口、

準星對準平面鏡中心，并能在望遠鏡上方看到尺子的像；5.細調望遠鏡：調理目鏡焦距能明了的看到叉絲，并先調理物鏡焦距找到平面鏡，

然后繼續調理物鏡焦距并能看到尺子明了的像；

6.n0一般要求調理到零刻度。

二測量

7.計下無掛物時刻度尺的讀數n0；

8.依次掛上1kg的砝碼，七次，計下n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7；9.依次取下1kg的砝碼，七次，計下n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7；

10.用米尺測量出金屬絲的長度L（兩卡口之間的金屬絲）、鏡面到尺子的距離D；11.用游標卡尺測量出光杠桿x、用螺旋測微器測量出金屬絲直徑d。

三數據處理方法——逐差法

1.試驗測量時，屢屢測量的算術平均值最接近于真值。但是簡單的求一下平均還

是不能達到最好的效果，我們多采用逐差法來處理這些數據。2.逐差法采用隔項逐差：

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(n4?n0)?(n5?n1)?(n6?n2)?(n7?n3)

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3.注：上式中的?為增重4kg的金屬絲的伸長量。

五、試驗數據記錄處理

金屬絲伸長量：A?

4

(A4?A0)?(A5?A1)?(A6?A2)?(A7?A3)

?1.82cm

4

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Sn??儀?0.005mm（注意：i為下表中第5列數據）

（以上各公式請把自己實際試驗數據代入計算，?儀為儀器誤差值，根據實際測量所用儀器查詢）

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六、試驗本卷須知及誤差分析（此部分請同學根據自己試驗狀況寫，勿抄襲?。?/p>

一本卷須知：

1.光杠桿、望遠鏡和標尺所構成的光學系統一經調理好后，在試驗過程中就不可

在移動，否則，所測的數據將不標準，試驗又要重新開始；

2.不準用手觸摸目鏡、物鏡、平面反射鏡等光學鏡表面，更不準用手、布塊或任

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3.試驗測數據前沒有事先放上去一個2kg砝碼，將金屬絲拉直，作為一個基準點；4.5.6.7.

用游標卡尺在紙上測量x值和螺旋測微器測量讀數時易產生誤差；測量金屬絲長度時沒有找準卡口；

米尺使用時往往沒有拉直，且應當注意水平測量D，鉛垂測量L；在加減砝碼是應當注意輕放，避免晃動。

以上數據處理方法、結果表達方式可以參考，但并非試驗真實數據，請大家采用自己試驗所得數據，切勿抄襲結果！

篇三：用拉伸法測鋼絲楊氏模量——試驗報告

用拉伸法測鋼絲楊氏模量——試驗報告

楊氏彈性模量測定儀；光杠桿；望遠鏡及直尺；千分尺；游標卡尺；米尺；待測鋼絲；砝碼等。

1.楊氏彈性模量Y是材料在彈性限度內應力與應變的比值，即

楊氏彈性模量反映了材料的剛度，是度量物體在彈性范圍內受力時形變大小的因素之一，是表征材料機械特性的物理量之一。

2.光杠桿原理

伸長量Δl比較小，不易測準，本試驗利用了光杠桿的放大原理對Δl進行測量。利用光杠桿裝置后，楊氏彈性模量Y可表示為：

式中，F是鋼絲所受的力，l是鋼絲的長度，L是鏡面到標尺間的距離，d是鋼絲

的直徑，

b是光杠桿后足到兩前足尖連線的垂直距離，Δn是望遠鏡中觀測到的標尺刻度值的變化量。

3.隔項逐差法

隔項逐差法為了保持屢屢測量優越性而采用的數據處理方法。使每個測量數據在平均值內都起到作用。本試驗將測量數據分為兩組，每組4個，將兩組對應的數據相減獲得4個Δn，再將它們平均，由此求得的Δn是F增加4千克力時望遠鏡讀數的平均差值。

1．調整好楊氏模量測量儀，將光杠桿后足尖放在夾緊鋼絲的夾具的小圓平臺上，以確保鋼絲因受力伸長時，光杠桿平面鏡傾斜。

2．調整望遠鏡。調理目鏡，使叉絲位于目鏡的焦平面上，此時能看到明了的叉絲像；調整望遠鏡上下、左右、前后及物鏡焦距，直到在望遠鏡中能看到明了的直尺像。

3．在鋼絲下加兩個砝碼，以使鋼絲拉直。記錄下來此時望遠鏡中觀測到的直尺刻度值，此即為n0值。逐個加砝碼，每加1個，記錄下來相應的直尺刻度值，直到n7，此時鋼絲下已