拉伸法測(cè)鋼絲的楊氏模量.

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分：管理學(xué)院系09級(jí)學(xué)號(hào)PB09204073姓名梁永翔日期2010519實(shí)驗(yàn)題目：實(shí)驗(yàn)題目：用拉伸法測(cè)鋼絲的楊氏模量實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模翰捎美旆y(cè)定楊氏模量，掌握利用光杠桿測(cè)定微小形變地方法。在數(shù)據(jù)處理中，掌握逐差法和作圖法兩種數(shù)據(jù)處理的方法實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器:楊氏模量測(cè)量?jī)x（包括光杠桿，砝碼，望遠(yuǎn)鏡，標(biāo)尺），米尺，螺旋測(cè)微計(jì)。實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理：在胡克定律成立的范圍內(nèi)，應(yīng)力FS和應(yīng)變?chǔ)L之比滿足E=（FS）（ΔLL）=FL

2、（SΔL）其中E為一常量，稱為楊氏模量，其大小標(biāo)志了材料的剛性。根據(jù)上式，只要測(cè)量出F、ΔLL、S就可以得到物體的楊氏模量，又因?yàn)棣很小，直接測(cè)量困難，故采用光杠桿將其放大，從而得到ΔL。實(shí)驗(yàn)原理圖如右圖：當(dāng)θ很小時(shí)，，其中l(wèi)是光杠桿的lLtan?????臂長(zhǎng)。由光的反射定律可以知道，鏡面轉(zhuǎn)過θ，反射光線轉(zhuǎn)過2θ，而且有：Db????22tan故：，即是)2(DblL??)2(DblL??那么，最終也就可以用這個(gè)表達(dá)式來確SlbDLF

3、E2?定楊氏模量E。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1調(diào)節(jié)儀器（1）調(diào)節(jié)放置光杠桿的平臺(tái)F與望遠(yuǎn)鏡的相對(duì)位置，使光杠桿鏡面法線與望遠(yuǎn)鏡軸線大體重合。（2）調(diào)節(jié)支架底腳螺絲，確保平臺(tái)水平，調(diào)平臺(tái)的上下位置，使管制器頂部與平臺(tái)的上表面共面。（3）光杠桿的調(diào)節(jié)，光杠桿和鏡尺組是測(cè)量金屬絲伸長(zhǎng)量ΔL的關(guān)鍵部件。光杠桿的鏡面（1）和刀口（3）應(yīng)平行。使用時(shí)刀口放在平臺(tái)的槽內(nèi)，支腳放在管制器的槽內(nèi)，刀口和支腳尖應(yīng)共面。（4）鏡尺組的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡、直尺和光杠

4、桿三者之間的相對(duì)位置，使望遠(yuǎn)鏡和反射鏡處于同等高度，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡視度圈（4），使目鏡內(nèi)分劃板刻線（叉絲）清晰，用手輪（5）調(diào)焦，使標(biāo)尺像清晰。2測(cè)量（1）砝碼托的質(zhì)量為m0，記錄望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺的讀數(shù)r0作為鋼絲的起始長(zhǎng)度。（2）在砝碼托上逐次加500g砝碼（可加到3500g），觀察每增加500g時(shí)望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺上的讀數(shù)ri，然后再將砝碼逐次減去，記下對(duì)應(yīng)的讀數(shù)r’i，取兩組對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的平均值。ir（3）用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度L和平面鏡與標(biāo)尺

5、之間的距離D，以及光杠桿的臂長(zhǎng)。l3數(shù)據(jù)處理（1）逐差法用螺旋測(cè)微計(jì)測(cè)金屬絲直徑d，上、中、下各測(cè)2次，共6次，然后取平均值。將每隔四項(xiàng)相減，ir得到相當(dāng)于每次加2000g的四次測(cè)量數(shù)據(jù)，如設(shè)，，和040rrb??151rrb??262rrb??實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分：管理學(xué)院系09級(jí)學(xué)號(hào)PB09204073姓名梁永翔日期2010519金屬絲直徑的平均值0.2860.2850.2840.2850.2860.282dmm0.2856mm??????

6、?金屬絲直徑的標(biāo)準(zhǔn)差mmmmd0015.016)285.0282.0()285.0286.0()285.0285.0()285.0284.0()285.0285.0()285.0286.0(222222???????????????那么它的展伸不確定度為990.0005.0)3005.058.2()60015.003.4()()(2222990.0990.0?????????PmmmmCkntUBPdd?先考慮逐差法處理刻度：b0=r4

7、r0=4.99cm，b1=r5r1=5.00cm，b2=r6r2=5.07cm，b3=r7r3=4.98cm其平均值cmcmb01.5498.407.500.599.4?????其標(biāo)準(zhǔn)差cmcmb041.014)01.598.4()01.507.5()01.500.5()01.599.4(2222???????????那么b的展伸不確定度為：997.0175.0)305.058.2()4041.084.5()()(2222990.099

8、0.0?????????PcmcmCkntUBPbb?根據(jù)楊氏模量的表達(dá)式，那么可以求得282lbdDLFSlbDLFE???272210024.201.5)0285.0(20.714.38.9210.9420.12688cmNcmcmcmNcmcmdblDLFE????????????那么有最大不確定度EDLM2dlb222020.20.175=0.087EDLMdlb1262.0941.020000.28572.05.01?????