用拉伸法测定钢丝杨氏模量—伍.pptVIP

用拉伸法测定钢丝的杨氏模量 实验结束时整理好仪器，板凳放在桌子底下，垃圾带出实验室 依据序号，按号入座 实验开始前，不要动仪器 实验目的 1.学习用静态拉伸法测量金属丝杨氏模量，掌握光杠杆测定微小伸长量的原理； 2.初步学会调节、使用望远镜； 3.巩固练习三种基本长度测量仪器的使用。 实验内容 测量给定钢丝的杨氏模量 实验原理 杨氏模量（Youngs modulus），是材料力学中的名词。 根据胡克定律：在弹性限度内，弹性体的相对伸长DL/L与物体的应力F/S成正比，可表示为 其中比例系数就是该材料的杨氏弹性模量，简称杨氏模量。量纲是N?m-2 金属丝 应力０ F 砝码 应变 S L ⊿L S 实验原理 钢丝的横截面积 代入上式，得: F :砝码对钢丝所产生的重力(F=mg) L:钢丝长度(用直尺测量) d:钢丝的直径(用螺旋测微计测量) ΔL：钢丝的伸长量，为一个不易测量的小量 （采用光杠杆放大原理来测量） 光杠杆放大原理 l 直尺 钢丝 砝码盘 ΔL Δx 反射镜法线 θ l D x0 x 2θ θ 放大倍数 测量公式 F :砝码对钢丝所产生的重力(F=mg) L:钢丝长度(用卷尺测量) d:钢丝的直径(用螺旋测微计测量) D：光杠杆镜面到标尺的垂直距离（用卷尺测量） l:光杠杆前后足的垂直距离(用游标卡尺测量） Δx:增加砝码使望远镜中的标尺位置发生变化的量 实验仪器 望远镜 直标尺 金属丝 光杠杆 杨氏模量测定仪 平台夹头 镜尺机构 砝码 准星 缺口 调焦旋钮 锁紧螺钉 目镜 游标卡尺 螺旋测微计 卷尺 俯仰螺钉 螺旋测微计（千分尺） 砧台 螺杆 固定套管 微分筒 限压棘轮 锁定装置 弓形尺架 最小刻度 量程 千分尺使用之前应先读零点读数，然后将测量值减去零点读数才是被测物体的真实值。同时要注意零点读数的正负。例如下图： 另外：测量时应注意，当测砧面快接触到被测样品时一定要用棘动轮，不能用微分筒 读数为： -0.013mm 读数为： 0.062mm 螺旋测微器的读数 0 1 2 固定套管： 每刻度为1毫米 45 0 40 半刻度 微分筒：50等分主尺上的0.5毫米，每等分为0.01毫米 微分筒每转1周，固定套管就沿轴线直进（或退）0.5毫米，若旋转n个最小分度（包括估读分度），则l=0.01n毫米 测量读数=固定套管刻度+微分筒刻度+估读位 固定刻度： 2 可动刻度： 45.9 是否超过半刻度？是。 L= 2 .5 + 0.459= 2.959 mm 螺旋测微器的读数 固定刻度： 0 是否超过半刻度？不太清楚。 0 5 45 可动刻度： 49.1 说明没有超过半刻度线 0 测量读数=固定套管刻度+微分筒刻度（包括估读位 ） L=0+ 0.491 = 0.491 mm 游标卡尺 内径卡尺 外径卡口 主尺 拇指推触点 锁紧螺钉 测深定度尺 游标卡尺 123mm 48×0.02=0.96mm L=123+0.96 = 123.96 mm（不估读） 实验步骤 1、将光杠杆放置好，调平面镜镜面竖直。 将光杠杆放在平台上，两前足放在平台前面的横槽内 后足放在活动金属丝夹具上，但不可与金属丝相碰 实验步骤 2移动望远镜底座，标尺位置。使眼睛直接看到平面镜里直尺的像，注意：不是通过望远镜看到直尺的像。 实验步骤 3、调节聚焦手轮（焦距调小），使望远镜看清平面镜。调整望远镜的位置和仰俯螺钉，使平面镜在望远镜视场正中。 实验步骤 4、调节望远镜焦距（焦距放大），使望远镜可以看见平面镜里直尺的像 实验步骤 5、调节目镜旋钮使“丰”字叉丝清晰，调焦使标尺像清晰无视差 物镜 准星 物镜 调焦 目镜 视差产生的原因：由于度量标尺（分划板）与被测物体（像）不共面，使得当眼睛晃动（观察位置稍微改变）时，标尺与被测物体之间会有相对移动。 实验步骤 6、加上初始负载（一块砝码），拉直钢丝。 7、调整标尺位置或平面镜倾斜程度，记录数据前标尺读数应在10cm以下。 8、开始加砝码测数据。实验中手勿压桌面和在桌面加减东西。加的砝码缺口应相互错开，防止事故。 记录数据 砝码个数 0 1 2 3 4 5 6 标尺读数 mm 加 不记 数据 减 不记 数据 平均 序号i 1 2 3 平均 ?xi=xi+3?xi 砝码质量： 360 g 用逐差法处理数据。