用拉伸法測金屬絲的楊氏模量參考報告

2021-03-04 05:31:08 字數 1550 閱讀 1215

一、實驗目的

1.學會用拉伸法測量楊氏模量;

2.掌握光槓杆法測量微小伸長量的原理;

3.學會用逐差法處理實驗資料;

4.學會不確定度的計算方法,結果的正確表達;

5.學會實驗報告的正確書寫。

二、實驗儀器

ywc-1楊氏彈性模量測量儀(包括望遠鏡、測量架、光槓杆、標尺、砝碼)、

鋼捲尺(0-200cm ,0.1cm) 、游標卡尺(0-150mm,0.02mm)、螺旋測微器(0-25mm,0.01mm)

三、驗原理

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

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

我們把y稱為楊氏彈性模量。

如上圖:

四、實驗內容

《一》 儀器調整

1、楊氏彈性模量測定儀底座調節水平;

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1.500-2.000m左右位置上;

4、粗調望遠鏡:將鏡面中心、標尺零點、望遠鏡調節等高,望遠鏡的缺口、準星對準平面鏡中心,並能在望遠鏡外看到尺子的像;

5、調節物鏡焦距能看到尺子清晰的像,調節目鏡焦距能清晰的看到叉絲;

6、調節叉絲在標尺0刻度以內,並使得視差不超過半格。

《二》測量

1、 下無掛物時標尺的讀數;

2、依次掛上的砝碼,七次,計下;

3、依次取下的砝碼,七次,計下;

4、用公尺尺測量出金屬絲的長度(兩卡口之間的金屬絲)、鏡面到尺子的距離;

5、用游標卡尺測量出光槓杆、用螺旋測微器測量出金屬絲直徑。

《三》資料處理方法——逐差法

1. 實驗測量時,多次測量的算術平均值最接近於真值。但是簡單的求一下平均還是不能達到最好的效果,我們多採用逐差法來處理這些資料。

2. 逐差法採用隔項逐差:

3. 注:上式中的為增重的金屬絲的伸長量。

五、實驗資料記錄處理

(1)資料的記錄

(2)資料處理

1、求同理求得其它填入表中

同理求得

2、求 同理求得,,填入表中

同理求得

3、求金屬絲伸長量

4、求金屬絲直徑

5、求==6.3%

標準值:

百分差:

注:本實驗百分差10%

六、誤差分析

1.誤差主要取決於金屬絲的微小變化量和金屬絲的直徑,由於平台上的圓柱形卡頭上下伸縮存在系統誤差,用望遠鏡讀取微小變化量時存在隨機誤差。

2.實驗測資料時,由於砝碼的搖晃使得金屬絲沒有絕對靜止,讀數時存在隨機誤差。

3.測量金屬絲直徑時,由於存在橢圓形,故測出的直徑存在系統誤差和隨機誤差。

4.測量d時公尺尺沒有拉水平,測量l時公尺尺沒有鉛垂導致誤差存在。

5.測量x時,由於作垂線沒有完全的垂直,導致x值的測量存在誤差。

本報告僅供參考格式。

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