用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量課件

實驗八用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量

實驗?zāi)康膶嶒瀮x器實驗原理實驗內(nèi)容問題討論實驗八用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量實驗?zāi)康?實驗?zāi)康?.掌握用光杠桿法測量微小長度的原理和方法。2.用楊氏彈性模量儀，掌握拉伸法測定金屬絲的楊氏彈性模量。3.學(xué)會用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)。實驗?zāi)康?.掌握用光杠桿法測量微小長度的原理和方法。2實驗儀器楊氏彈性模量儀鋼卷尺水準(zhǔn)儀螺旋測微器實驗儀器楊氏彈性模量儀3實驗原理一、拉伸法測定金屬絲的楊氏彈性模量設(shè)一粗細(xì)均勻的金屬絲長為L，截面積為S，上端固定，下端懸掛砝碼，金屬絲在外力F的作用下發(fā)生形變，伸長。根據(jù)胡克定律，在彈性限度內(nèi)，金屬絲的脅強(qiáng)和產(chǎn)生的脅變成正比。即（9-1）或（9-2）式中比例系數(shù)E稱為楊氏彈性模量。在國際單位制中，楊氏彈性模量的單位為牛每平方米，記為。

實驗原理一、拉伸法測定金屬絲的楊氏彈性模量4二、光杠桿法測微小長度

將一平面鏡固定在形橫架上，在支架的下部安置三個尖腳就構(gòu)成一個光杠桿，如圖9-1所示。

用光杠桿法測微小長度原理圖如圖9-2所示。二、光杠桿法測微小長度

將一平面鏡固定在形橫架上，在5楊氏彈性模量儀如圖9-3所示，雙柱支架上裝有兩根立柱和三只底腳螺絲，調(diào)節(jié)底腳螺絲，可以使立柱鉛直。立柱的中部有一個可以沿立柱上下移動的平臺。待測金屬絲的上端夾緊在橫梁上的夾子中，下端夾緊在圓柱夾具中。圓柱夾具穿過固定平臺中間的小孔可以上下自由移動，下端系有砝碼及砝碼托。光杠桿的主尖腳放在圓柱夾具的上端面，兩前尖腳放在固定平臺的凹槽內(nèi)，望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺是測量微小長度變化的裝置。楊氏彈性模量儀如圖9-3所示，雙柱支架上6實驗內(nèi)容一、楊氏彈性模量儀的調(diào)節(jié)1.將水準(zhǔn)儀放在平臺上，調(diào)節(jié)楊氏彈性模量儀雙柱支架上的底腳螺絲，使立柱鉛直。2.將光杠桿放在平臺上，兩前尖腳放在平臺的凹槽中，主桿尖腳放在圓柱夾具的上端面上，但不可與金屬絲相碰。調(diào)節(jié)平臺的上下位置，使光杠桿三尖腳位于同一水平面上。3.在砝碼托上加1kg砝碼，把金屬絲拉直。并檢查圓柱夾具是否能在平臺孔中自由移動。實驗內(nèi)容一、楊氏彈性模量儀的調(diào)節(jié)74.將望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺安放在距離光杠桿約1.5米處。使光杠桿鏡面與平臺面大致垂直。望遠(yuǎn)鏡筒處于水平狀態(tài)并與鏡面等高，標(biāo)尺處于鉛直狀態(tài)。5.從望遠(yuǎn)鏡筒外上方沿鏡筒軸線方向觀察平面鏡內(nèi)是否有標(biāo)尺的像。若無，則上下左右移動望遠(yuǎn)鏡位置和微調(diào)平面鏡角度，直至在平面鏡中看到標(biāo)尺的像為止。6.調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的目鏡，使觀察到的十字叉絲最清晰。再前后調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡物鏡，使能看到清晰的標(biāo)尺像。微微上下移動眼睛觀察十字叉與標(biāo)尺的刻度線之間有沒有相對移動，若無相對移動，說明無視差。記下此時十字叉絲橫線對準(zhǔn)標(biāo)尺的刻度值。若有相對移動，說明存在視差，需仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡與物鏡之間的距離，并配合調(diào)節(jié)目鏡，直到視差消除。4.將望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺安放在距離光杠桿約18二、測金屬絲的楊氏彈性模量1.輕輕將砝碼加到砝碼托上，每次增加1kg，加至7kg為止。逐次記錄每加一個砝碼時望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺讀數(shù)。加砝碼時注意勿使砝碼托擺動，并將砝碼缺口交叉放置，以防掉下。2.再將所加的7kg砝碼依次輕輕取下，并逐次記錄每取下1kg砝碼時望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺讀數(shù)。3.用鋼卷尺測量光杠桿鏡面至標(biāo)尺的距離和金屬絲的長度各三次，分別求出它們的平均值。4.將光杠桿取下放在紙上，壓出三個尖腳的痕跡，用游標(biāo)卡尺測量出主桿尖腳至前兩尖腳連線的距離三次。取其平均值。二、測金屬絲的楊氏彈性模量95.用螺旋測微器在金屬絲的上、中、下三處測量其直徑，每處都要在互相垂直的方向上各測一次，共得六個數(shù)據(jù)，取其平均值。將以上數(shù)據(jù)分別填入表9-1、表9-2和表9-3中。6.用逐差法算出，再將有關(guān)數(shù)據(jù)化為國際單位代入式（9-7）中，求出金屬絲的楊氏彈性模量的平均值。將與公認(rèn)值比較，求出相對誤差。5.用螺旋測微器在金屬絲的上、中、下三10問題討論1.為什么金屬絲的伸長量