2023年楊氏模量實驗報告模版

南昌大學(xué)物理實驗報告課程名稱:?大學(xué)物理實驗實驗名稱：金屬絲楊氏模量的測定學(xué)院：理學(xué)院專業(yè)班級：應(yīng)用物理1６４班學(xué)生姓名:王逸群學(xué)號:實驗地點:基礎(chǔ)實驗大樓B6１０座位號：0４1實驗時間：第三周星期一下午一點開始一、實驗?zāi)康模?、學(xué)會測量楊氏模量的一種方法,掌握“光杠桿鏡”測量微小長度變化的原理。2、學(xué)會用“對稱測量”消除物理誤差。3、學(xué)會如何依實際情況對各個測量量進行誤差估算。4、練習(xí)用逐差法、作圖法解決數(shù)據(jù)。二、實驗原理:1、物體在外力作用下或多或少都要發(fā)生形變,當形變不超過某一限度時，撤走外力之后形變能隨之消失,這種形變叫彈性形變，發(fā)生彈性形變時物體內(nèi)部將產(chǎn)生恢復(fù)原狀的應(yīng)力。設(shè)一截面為Ｓ并且其長度為Lｏ的均勻棒狀材料，受拉力F拉伸時，伸長了△L,其單位面積所受到的拉力F／Ｓ稱為應(yīng)力,而單位長度的伸長量△Ｌ/L稱為應(yīng)變。根據(jù)胡克定律，在彈性范圍內(nèi)，棒狀固體應(yīng)變與他所受的應(yīng)力成正比,即F/S＝E△L／LＥ=FLo/Ｓ△LＥ稱為楊氏模量彈性模量E與外力F、物體長度Ｌ以及截面積的大小均無關(guān),而只取決定于物體的材料自身的性質(zhì)。它是表征固體性質(zhì)的一個物理量。對于直徑為D的圓柱形鋼絲,其彈性模量為：E=4ＦＬ/πd２△L2、光杠桿放大原理光杠桿測量系統(tǒng)由光杠桿反射鏡、傾角調(diào)節(jié)架、標尺、望遠鏡和調(diào)節(jié)反射鏡組成。實驗時,將光杠桿兩前足z尖放在彈性模量測定儀的固定平臺上,后足尖放在待測金屬絲的測量端面上。當金屬絲受力后產(chǎn)生微小伸長,后足尖便隨著測量端面一起作微小移動，并使得光杠桿繞前足尖轉(zhuǎn)動一個微小角度，從而帶動光杠桿反射鏡轉(zhuǎn)相應(yīng)的微小角度,這樣標尺的像在光杠桿反射鏡和調(diào)節(jié)反射鏡之間反射，便把這一微小角位移放大成較大的線位移。三、實驗儀器:楊氏模量測定儀、細鋼絲、標尺、望遠鏡、卷尺、螺旋測微器、游標卡尺。四、實驗內(nèi)容和環(huán)節(jié)：（）調(diào)整測量系統(tǒng)１、目測調(diào)整一方面調(diào)整望遠鏡,使其與光杠桿等高，然后左右平移望遠鏡與調(diào)節(jié)平面鏡,直到憑目測從望遠鏡上方觀測到光桿反射鏡中出現(xiàn)調(diào)節(jié)平面鏡的像,再適當轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)平面鏡直到出現(xiàn)標尺的像。2、調(diào)焦找尺先調(diào)節(jié)望遠鏡目鏡旋輪，使“十”字叉絲清楚成像；然后調(diào)節(jié)望遠鏡物鏡焦距,直到標尺像和“十”無視差。3、細調(diào)光路水平觀測望遠鏡水平叉絲所相應(yīng)的標尺讀數(shù)和光杠桿在標尺上的實際位置是否一致，若明顯不同,則說明入射光與反射光線未沿水平面?zhèn)鞑?，可以適當調(diào)節(jié)平面鏡的俯仰,直到望遠鏡讀出的數(shù)恰好為其實際位置為止。調(diào)節(jié)過程中還應(yīng)當兼顧標尺像上下清楚度一致，若清楚度不同，則可以適當調(diào)節(jié)望遠鏡俯仰螺釘(2)測量數(shù)據(jù)１2kg1ｋg應(yīng)當在增長拉力和減小拉力過程中各測一次相應(yīng)拉力下標尺讀數(shù)，然后取兩次結(jié)果的平均值。2、根據(jù)量程及相對不擬定度大小，用鋼卷尺測量L和H，千分尺測量Ｄ，游標卡尺測量b?？紤]到鋼絲直徑由于鋼絲截面不均勻而產(chǎn)生誤差,應(yīng)當在鋼絲的不同位置測量多組Ｄ再取平均值。（３)數(shù)據(jù)解決由于在測量ＣC其中L、Ｈ、b只測量一次，由于實驗條件的限制,其不擬定度不能簡樸地由量具儀器規(guī)定的誤差限決定,而應(yīng)當根據(jù)實際情況估算儀器誤差限。 五、實驗數(shù)據(jù)與解決：標尺讀數(shù)?單位：cm的絕對誤差平均值??0.0005?＝6.17５?0．00６5 =6.４7５?0．006５=６.8?0．0125 =7.1=0.3３15=0.０0８９6?=7．5?=7.825?=8.１5?=8．375六、誤差分析：誤差重要取決于金屬絲的微小變化量和金屬絲的直徑，由于平臺上的圓柱形卡頭上下伸縮存在系統(tǒng)誤差，用望遠鏡讀取微小變化量時存在隨機誤差。、測量金屬絲直徑時，由于不是絕對的圓形,故測出的直徑存在系統(tǒng)誤差和隨機誤差。、實驗測數(shù)據(jù)時，由于金屬絲沒有絕對靜止，讀數(shù)時存在隨機誤差。、米尺使用時經(jīng)常沒有拉直,存在一定的誤差。七、思考題:1.本實驗中，如何盡量減小系統(tǒng)誤差？多次測量取平均值。2.本實驗中采用了哪些長度測量儀器？選擇它們的依據(jù)又是什么?卷尺、螺旋測微器、游標卡尺。選擇他們的依據(jù)是他們的精確度不同3．實驗中待測各量都