拉伸法測楊氏模量實驗報告思考題

::拉伸法測楊氏模量試驗報告思考題篇一：用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量試驗報告示范試驗名稱：用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量一．試驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)用拉伸法測定鋼絲的楊氏模量；把握光杠桿法測量微小變化量的原理；學(xué)習(xí)用逐差法處理數(shù)據(jù)。二．試驗原理長為l，截面積為S的金屬絲，在外力F的作用下伸長了?l,稱YdS??d2/4,則Y?F/S為楊氏模量〔如圖1。設(shè)鋼4lF??ld2伸長量?l設(shè)計裝置去測伸長量?l〔如圖2。?l?8FlLbb。(n?n0)???n，?Y?22L2L?db?n12三．主要儀器設(shè)備楊氏模量測定儀；光杠桿；望遠鏡及直尺；千分卡；游標(biāo)卡尺；米尺；待測鋼絲；砝碼；水準器等。四．試驗步驟1.調(diào)整楊氏模量測定儀2．測量鋼絲直徑3．調(diào)整光杠桿光學(xué)系統(tǒng)4．測量鋼絲負荷后的伸長量砝碼盤上預(yù)加2個砝碼。記錄此時望遠鏡十字叉絲n0?！薄薄币来卧黾?個砝碼，記錄相應(yīng)的望遠鏡讀數(shù)n1,n2，?,n7””””””””(3)1逐個取下砝碼，記錄相應(yīng)的望遠鏡讀數(shù)n7。,n6，?,n1,n0計算同一負荷下兩次標(biāo)尺讀數(shù)(nini””)的平均值ni?(ni”?ni””)/2。用隔項逐差法計算?n。用鋼卷尺單次測量標(biāo)尺到平面鏡距離L和鋼絲長度；用壓腳印法單次測量光杠桿后足到兩前足尖連線的垂直距離b。進展數(shù)據(jù)分析和不確定度評定，報道楊氏模量值。五．?dāng)?shù)據(jù)記錄及處理屢次測量鋼絲直徑d1用千分卡測量鋼絲直徑d〔儀器誤差取0.004mm〕dAuA(d)?112(d?)?(di?)2/n?1)??in(n?1)n?0.278?10?4/(6?1)?0.0024mmBuB(d)???0.004?0.0023mm總不確定度uC(d)?22uA(d)?uB(d)?0.0034mm相對不確定度ur(d)?uC(d)0.0034??0.48%0.710?d?(0.710?0.004)mm?ur(d)?0.48%單次測量：用米尺單次測量鋼絲長l、平面鏡與標(biāo)尺間距Lb〔都取最小刻度作為儀器誤差，單次測量把B度當(dāng)作總不確定度處理〕2l、平面鏡與標(biāo)尺間距L、測量光杠桿長b單位：mm〔計算方法：不確定度=儀器誤差/〕3．光杠桿法測量鋼絲微小伸長量m4．計算楊氏模量并進展不確定度評定8FlL可得鋼絲的楊氏模量的：?d2b?n8FlL8?4.00?9.8?663.0?10?3?907.5?10?3112.123?10近真值Y?=(N/m2)?2?32?3?2?db?n3.14?[0.710?10]?75.86?10?0.74?10123Y?相 對 不 確 定 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%總不確定度uC(Y)?ur(Y)?Y?0.21?10(N/m2)11?Y?(2.12?0.21)?1011N/m2測量結(jié)果??ur(Y)?0.98%篇二：用拉伸法測鋼絲楊氏模量——試驗報告用拉伸法測鋼絲楊氏模量——試驗報告游標(biāo)卡尺；米尺；待測鋼絲；砝碼等?！驹囼炘怼織钍蠌椥阅Ａ縔是材料在彈性限度內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即楊氏彈性模量反映了材料的剛度，是度量物體在彈性范圍內(nèi)受力時形變大小的因素之一，是表征材料機械特性的物理量之一。光杠桿原理伸長量Δl的放大原理對Δl進展測量。利用光杠桿裝置后，楊氏彈性模量Y式中，F(xiàn)是鋼絲所受的力，l是鋼絲的長度，L是鏡面到標(biāo)尺間的距離，d的直徑，bΔn遠鏡中觀看到的標(biāo)尺刻度值的變化量。隔項逐差法隔項逐差法為了保持屢次測量優(yōu)越性而承受的數(shù)據(jù)處理方法。使每個測量數(shù)據(jù)在平均值內(nèi)都起到作用。本試驗將測量數(shù)據(jù)分為兩組，每組4個，將兩組對應(yīng)的數(shù)據(jù)相減獲得4個Δn，再將它們平均，由此求得的Δn是F增加4千克力時望遠鏡讀數(shù)的平均差值。【試驗步驟】1．調(diào)整好楊氏模量測量儀，將光杠桿后足尖放在夾緊鋼絲的夾具的小圓平臺上，以確保鋼絲因受力伸長時，光杠桿平面鏡傾斜。調(diào)整望遠鏡。調(diào)整目鏡，使叉絲位于目鏡的焦平面上，此時能看到清楚的叉絲像；調(diào)整望遠鏡上下、左右、前后及物鏡焦距，直到在望遠鏡中能看到清楚的直尺像。在鋼絲下加兩個砝碼，以使鋼絲拉直。登記此時望n0每加1個，登記相應(yīng)的直尺刻度值，直到n7，此時鋼絲下已懸掛9個砝碼，再加1個砝碼，但不記數(shù)據(jù)，然后去掉這個砝碼，登記望遠鏡中(原文來自：小草范文網(wǎng):拉伸法測楊氏模量試驗報告思考題)直尺刻度值，此為n7逐個減砝碼，每減1個，登記相應(yīng)的直尺刻度值，直到n0用米尺測量平面鏡到直尺的距離bl；用千d，每部位縱、橫各測一次。提示：①標(biāo)尺的平均差值Δn是力F=4千克力時對應(yīng)的標(biāo)尺變化值，F(xiàn)40牛頓。②把B并取Δ儀=0.1/5=0.2mm，則u〔Δn〕=0.12mm。?0?2dA；B度所以度Y?？偛淮_定度：；楊氏模量是材料的機械特性之一，只要材料的成份組成肯定，不管其長度和粗細如何，其值肯定。楊氏模量是一個簡接測量量，計算公式較繁雜，在計算時肯定要細心，并要特別留意各簡接測量量的量綱，以獲得正確的結(jié)果。試驗應(yīng)在望遠鏡調(diào)好的條件下，先測ΔnL、致使試驗結(jié)果不正確。篇三：大學(xué)物理試驗報告試驗21用拉伸法測楊氏模量21用拉伸法測楊氏模量林一仙1試驗?zāi)康?〕把握拉伸法測定金屬楊氏模量的方法；學(xué)習(xí)用光杠桿放大測量微小長度變化量的方法；3〕學(xué)習(xí)用作圖法處理數(shù)據(jù)。楊氏模量儀、光杠桿、尺讀望遠鏡、卡尺、千分尺、砝碼。楊氏模量任何固體在外力使用下都要發(fā)生形變，最簡潔的形變就〔或壓縮〔或縮短形變。本試驗爭論的是棒狀物體彈性形變中的伸長形變。設(shè)金屬絲的長度為L，截面積為S，一端固定，一端在F，并伸長△L，如圖21-1，比值：?LLFS是物體的相對伸長，叫應(yīng)變。是物體單位面積上的作用力，叫應(yīng)力。依據(jù)胡克定律，在物體的彈性限度內(nèi)，物體的應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即FS?Y?LL則有Y?FLS?L〔1〕〔1〕式中的比例系數(shù)Y〔簡稱楊氏模量。試驗證明：楊氏模量Y與外力F、物體長度L以及截面積的大小均無關(guān)，而只取打算于物體的材料本身的性質(zhì)。它是表征固體性質(zhì)的一個物理量。依據(jù)〔1〕式，測出等號右邊各量，楊氏模量便可求得。〔1〕F、S、LL是一個微小的變化量，用一般量具難以測準。本試驗承受光杠桿法進展間接測量(具體方法如右圖所示)。光杠桿的放大原理如右圖所示,當(dāng)鋼絲的長度發(fā)生變化時，光杠桿鏡面的豎直度必定要發(fā)生轉(zhuǎn)變。那么轉(zhuǎn)變后的鏡面和轉(zhuǎn)變前的鏡面必定成有一個角度差，用θ來表示這個角度差。從以下圖我們可以看出：tg???Lh〔2〕這時望遠鏡中看到的刻度為?1，而且??1??0?2?，所以就有：tg2??N1?N0D2Dh〔3〕承受近似法原理不難得出：?N?N1?N0??L〔4〕這就是光杠桿的放大原理了。2將〔4〕式代入〔1〕式，并且S=πd,即可得下式：Y?8LD?F?dh?N2這就是本試驗所依據(jù)的公式。2.3試驗步驟1.000kgGC上3〕調(diào)整標(biāo)尺與望遠鏡支架于適宜位置使標(biāo)尺與望遠鏡以光杠桿鏡面中心為對稱，并使鏡面與標(biāo)尺距離D1.54〕用千分尺測量金屬絲上、中、下直徑，用卷尺量出金屬絲的長度L。5〕調(diào)整望遠鏡使其與光杠桿鏡面在同一高度，先在望遠鏡外面四周找到光杠桿鏡面中標(biāo)尺的象〔如找不到，應(yīng)左右或上下移動標(biāo)尺的位置或微調(diào)光杠桿鏡面的垂直度。再把望遠鏡移到眼睛所在處，結(jié)合調(diào)整望遠鏡的角度，在望遠鏡中便可看到光杠桿鏡面中標(biāo)尺的反射象〔不肯定很清楚。調(diào)整目鏡，看清十字叉絲，調(diào)整調(diào)焦旋鈕，看清標(biāo)直到無視差為止。檢查視差的方法是使眼睛上下移動，看叉絲與標(biāo)尺的象是否相對移動；假設(shè)有相對移動，說明有視差，就應(yīng)再調(diào)目鏡直到叉絲與標(biāo)尺象無相對運動〔即無視差〕為〔或叉絲交點所對準的標(biāo)尺的初讀數(shù)N0，N0一般應(yīng)調(diào)在標(biāo)尺0尺或檢查光杠桿反射鏡面是否豎直。1.000kgN?1、N?2、…、N?i5每次削減1.000kgN??i?1，N??i?2，…、N??09〕當(dāng)砝碼加到最大時〔如6.000kg〕d1.000kg砝碼時對應(yīng)的直徑求平均值，作為金屬絲的直徑dh，用尺讀望遠鏡的測距功能測出〔長短叉絲的刻度差乘100倍用圖解法處理試驗數(shù)據(jù)確定測量結(jié)果及測量不確定度。2.4否則所測數(shù)據(jù)無效。2〕加、減砝碼要細心，須用手輕輕托住砝碼托盤，不得碰動儀器；而且需待鋼絲伸縮穩(wěn)定前方可讀數(shù)。3〕在測量鋼絲伸長量過程中，不行中途停頓而改測其他物理量〔如dLD等鋼絲的伸長〔或縮短〕值將發(fā)生變化，導(dǎo)致誤差增大。數(shù)據(jù)處理1〕1次序1234561.0002.0003.0004.0005.0006.000F(×9.789N)Ni(加，cm)01.382.904.305.727.12Ni(減，cm)-0.051.652.954.455.90——Nd(1kg)(mm)0.4420.4650.438d(6kg)(mm)0.4400.4600.455L(cm)98.00D(cm)150H(cm)7.842-0.021.522.924.385.817.122〕?F?N的測量結(jié)果及不確定度；?FFB?FA6.00?1.00??9.7892?N?NB?N??A::227.15?0.05?102?6.90?10(N/m)2222E??u?F??u?N??F????2uF?A2uN?B?N??F??????N??????F?????????N?????2?0.05??2?0.05?2??3?5.00???????3.3?10?51.0%??3?7.10??6.7?10?5??u?F?E?F?F??N?N?N?1.0%?6.90?10::?0.069?102(N/m)3〕Y?8LD?F8?98.00?150?102?d2h?N?3.14?0.04502?7.842?6.90?102?1.63?1011(N/m2)u0.002H??m3?::3?0.0012cm;uuuL??m3?m3??0.029cm;D??100?2.9cmd?S2d??m???????3?22??0.0047?2::2?0.05???100????3?22?2.9cmEY??uL??uD??ud??uH?????????2??????E??L??D??d??H?2222?F?N???2???0.029??2.9??2?2.9??0.0012?2?????????????1.0%??98.00??150??0.450??7.842?8.7?10?8::2?3.7?10?4?1.1?10?4?2.2?10?8?1.0?10?4?2.5%uY?Y?EY?1.63?10