杨氏弹性模量实验报告.doc

精品学习资料范文 杨氏弹性模量实验报告 篇一：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验报告示范 实验名称：用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量 一．实验目的 学习用拉伸法测定钢丝的杨氏模量；掌握光杠杆法测量微小变化量的原理；学习用逐差法处理数据。 二．实验原理 长为l，截面积为S的金属丝，在外力F的作用下伸长了?l,称Y?丝直径为d，即截面积S??d2/4,则Y? F/S 为杨氏模量（如图1）。设钢?l/l 4lF 。 ??ld2 伸长量?l比较小不易测准，因此，利用光杠杆放大原理，设计装置去测伸长量?l（如图2）。 由几何光学的原理可知，?l? 8FlLbb 。 (n?n0)???n， ?Y?2 2L2L?db?n 图1图2 三．主要仪器设备 杨氏模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分卡；游标卡尺；米尺；待测钢丝；砝码；水准器等。 四．实验步骤 1. 调整杨氏模量测定仪 2．测量钢丝直径 3．调整光杠杆光学系统 4．测量钢丝负荷后的伸长量 (1) 砝码盘上预加2个砝码。记录此时望远镜十字叉丝水平线对准标尺的刻度值n0。 (2) 依次增加1个砝码，记录相应的望远镜读数n1。 ,n2，?,n7 (3) 再加1个砝码，但不必读数，待稳定后，逐个取下砝码，记录相应的望远镜读数n7。 ,n6，?,n1,n0 (4) 计算同一负荷下两次标尺读数(ni 和ni )的平均值ni?(ni ?ni )/2。 (5) 用隔项逐差法计算?n。 5. 用钢卷尺单次测量标尺到平面镜距离L和钢丝长度；用压脚印法单次测量光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离b。 6．进行数据分析和不确定度评定，报道杨氏模量值。 五．数据记录及处理 1．多次测量钢丝直径d 表1 用千分卡测量钢丝直径d（仪器误差取0.004mm） 钢丝直径d的： A类不确定度uA(d)? 112 (d?)?(di?)2/n?1) ??i n(n?1)n ?0.278?10?4/(6?1)?0.0024 mm B类不确定度uB(d)? ?? 0.004?0.0023mm 总不确定度uC(d)? 22uA(d)?uB(d)?0.0034 mm 相对不确定度 ur(d)? uC(d)0.0034 ??0.48% 0.710测量结果? ?d?(0.710?0.004)mm ?ur(d)?0.48% 2．单次测量：用米尺单次测量钢丝长l、平面镜与标尺间距L，用游标卡尺测量光杠杆长b （都取最小刻度作为仪器误差，单次测量把B类不确定度当作总不确定度处理） 表2 钢丝长l、平面镜与标尺间距L、测量光杠杆长b单位：mm （计算方法：不确定度=仪器误差/ ） 3．光杠杆法测量钢丝微小伸长量 “仪器误差”，即u(?n)?0.02/?0.012mm） 4．计算杨氏模量并进行不确定度评定 8FlL 可得钢丝的杨氏模量的： ?d2b?n 8FlL8?4.00?9.8?663.0?10?3?907.5?10?311 2.123?10近真值Y?=(N/m2) ?2?32?3?2 ?db?n3.14?[0.710?10]?75.86?10?0.74?10 由表1、表2、表3所得数据代入公式Y? 相对不确定度 ur(Y)?ur(l)]2?[ur(L)]2?[2ur(d)]2?[ur(b)]2?[ur(?n)]2 ?0.000872?0.000642?(2?0.0048)2?0.000162?0.00162?0.98% 总不确定度uC(Y)?ur(Y)?Y?0.21?10(N/m2) 11 ?Y?(2.12?0.21)?1011N/m2 测量结果? ?ur(Y)?0.98% 篇二：杨氏弹性模量的测定 杨氏模量的测量 实验目的 1．1．掌握螺旋测微器的使用方法。 2．学会用光杠杆测量微小伸长量。 3．学会用拉伸法金属丝的杨氏模量的方法。 实验仪器 杨氏模量测定仪（包括：拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺），水准器，钢卷尺，螺旋测微器，钢直尺。 1、金属丝与支架（装置见图1）：金属丝长约0.5米，上端被加紧在支架的上梁上，被夹于一个圆形夹头。这圆形