静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量.ppt

静态拉伸法测量金属丝的杨氏模量 技术物理系 实 验 目 的 1、学会测量金属丝的杨氏模量 2、掌握光杠杆放大法测量微小长度变化的原理 3、学会用逐差法处理数据 实 验 原 理 描述固体材料抵抗性变能力的重要物理量是杨氏模量，它反映了材料弹 性形变与内应力的关系，它是选择机械构件材料的依据，是工程技术中常用的参数之一 。 E= F/S /?L/L （1） E ─ 杨氏模量，固有属性，取决于材料 F/S ─ 应力； ?L/L ─ 应变； F、S、L易测； ?L不易测，采用光杠杆法 实 验 原 理 测量杨氏模量的原理公式 实 验 原 理 实 验 仪 器 杨氏模量测量仪 实 验 仪 器 杨氏模量测量仪 实 验 仪 器 望远镜镜组 实 验 仪 器 螺旋测微器 钢卷尺 实验内容与步骤 调平：圆形水准器的水泡需居中。 光杠杆的调节：将光杠杆放置在平台上，光杠杆的第三个支点搭在黑色圆盘上即可。调节光杠杆平面镜的倾角螺钉，使镜面与平台大致垂直； 调节望远镜筒呈水平且望远镜组与光杠杆镜面等高，调节调节反射镜的倾角螺丝，使调节反射镜镜面与光杠杆镜面基本平行。沿着望远镜筒上方的准星看光杠杆小镜，通过调整使望远镜筒的镜头与调节反射镜在光杠杆小镜完全成像； 实验内容与步骤 调整调节反射镜，使眼睛在望远镜上方的准星位置能看到光杠杆小镜中出现标尺的像；如没有，则可微动望远镜镜组，及调整光杠杆小镜子的倾角； 将望远镜筒对准光杠杆小镜中标尺的像，在望远镜中调出标尺清晰的像。此部需要调节镜头的左右方向，倾角螺丝及调焦旋钮； 调整望远镜目镜看清十字叉丝，选定其中一条水平线作为准线。读数时需读此准线与标尺像的相交位置； 按下数显测力秤的“开/关”键，显示器显示“0.000”后用液压加力盒的调节杆加力。先测量加载过程，从14kg（注意显示器显示14.000）开始，每隔1kg记录一次读数直到23kg，读取10组数据。继续加载大于23kg后再进行减载（以消除空程误差），从23kg读回到14kg。数据记入表格；观测完毕应将液压调节旋杆调至最外，显示0.000后关闭仪器电源； 用钢卷尺测出调节反射镜至标尺的距离D, ?D=0.3cm ； 钢丝长度用钢卷尺测，测裸金属丝的长度即可，?L=0.2cm。 取下光杠杆 ，将其在白纸上轻按一下，即可得到其三个支点的位置。通过作图，量出等腰三角形的高b, ?b=0.05cm ； 测量钢丝直径使用螺旋测微器，选择金属丝上、中、下三处测量，且每处都在相互垂直 的方向各测一次，共测六组数据，求其平均值。 数 据 处 理 原始数据表格 用逐差法处理数据 计算Sd ,?d, Sn , ?N, E , ?E 实验注意事项 零点修正值? 的记录； 同一位置处记两次标尺读数； 整个测量过程中尽量少走动，动作要轻,保持整个测量装置稳定。如果发生变动必须重新调节，重新开始实验； 不要用手触摸光学仪器的光学表面，擦拭时要用镜头纸。 * * F F L ?L 原理图 望远镜镜组 测量时须用棘轮。测量者转动螺杆时对被测物施加压力的大小，会直接影响测量的准确。当测微螺杆端面与被测物接近时，应旋转棘轮，直至接触上被测物时，棘轮自动打滑，发出嗒嗒声，此时立即停止旋转棘轮，进行读数。 5.738mm 实验内容与步骤 实验内容与步骤 b= ±0.05 cm 23.00 9 L= ±0.2cm 22.00 8 D= ±0.3cm 21.00 7 SN 20.00 6 N平均 19.00 5 N5=｜n9-n4｜ 18.00 4 N4=｜n8-n3｜ 17.00 3 N3=｜n7-n2｜ 16.00 2 N2=｜n6-n1｜ 15.00 1 N1=｜n5-n0｜ 14.00 0 平均 减载 加载 逐差值/mm 标尺读数/mm 拉力示数/kg 次数 d/mm Sd 6 5 4 3 2 1 次数 测量值 ?仪1=0.005mm ?仪2=0.5mm F=5kg ?F= 0.01kg ? = ? mm * *