1、用拉伸法測金屬絲的楊氏彈性模量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會用光杠桿法測量楊氏彈性模量；2.掌握光杠桿法測量微小伸長量的原理；3.學(xué)會用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；4.學(xué)會不確定的計算方法，結(jié)果的正確表達(dá)；5.學(xué)會實(shí)驗(yàn)報告的正確書寫。二、實(shí)驗(yàn)儀器楊氏彈性模量測量儀(型號見儀器上)（包括望遠(yuǎn)鏡、測量架、光杠桿、標(biāo)尺、砝碼）、鋼卷尺（ 0-200cm ,0.1 、游標(biāo)卡尺 (0-150mm,0.02) 、螺旋測微器 (0-150mm,0.01)三、實(shí)驗(yàn)原理在外力作用下，固體所發(fā)生的形狀變化成為形變。它可分為彈性形變和塑性形變兩種。本實(shí)驗(yàn)中，只研究金屬絲彈性形變，為此，應(yīng)當(dāng)控制外力的大小，以保證外力去掉后，物體能恢復(fù)

2、原狀。最簡單的形變是金屬絲受到外力后的伸長和縮短。金屬絲長L ，截面積為S ，沿長度方向施力F后，物體的伸長L ，則在金屬絲的彈性限度內(nèi)，有：FE S LL我們把 E 稱為楊氏彈性模量。如上圖：Ltgxx（ n n2n0 ）Lnn22DDFF1d28FLDES4Lxd 2 x nnL 2D L四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容<一 > 儀器調(diào)整1. 楊氏彈性模量測定儀底座調(diào)節(jié)水平；2. 平面鏡鏡面放置與測定儀平面垂直；3.將望遠(yuǎn)鏡放置在平面鏡正前方1.5-2.0m 左右位置上；4. 粗調(diào)望遠(yuǎn)鏡：將鏡面中心、標(biāo)尺零點(diǎn)、望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)到等高，望遠(yuǎn)鏡上的缺口、準(zhǔn)星對準(zhǔn)平面鏡中心，并能在望遠(yuǎn)鏡上方看到尺子的像；5.

3、 細(xì)調(diào)望遠(yuǎn)鏡： 調(diào)節(jié)目鏡焦距能清晰的看到叉絲， 并先調(diào)節(jié)物鏡焦距找到平面鏡，然后繼續(xù)調(diào)節(jié)物鏡焦距并能看到尺子清晰的像；6. n0 一般要求調(diào)節(jié)到零刻度。<二 >測量7.計下無掛物時刻度尺的讀數(shù)n0 ；8. 依次掛上 1kg9. 依次取下 1kg的砝碼，七次，計下n1, n2 , n3 , n4 , n5 , n6 ,n7 ；n1' , n2''''' , n7' ；的砝碼，七次，計下, n3, n4, n5 , n610.用米尺測量出金屬絲的長度L（兩卡口之間的金屬絲） 、鏡面到尺子的距離D ；11.用游標(biāo)卡尺測量出光杠桿x

4、、用螺旋測微器測量出金屬絲直徑 d 。<三>數(shù)據(jù)處理方法逐差法1. 實(shí)驗(yàn)測量時，多次測量的算術(shù)平均值最接近于真值。但是簡單的求一下平均還是不能達(dá)到最好的效果，我們多采用逐差法來處理這些數(shù)據(jù)。2. 逐差法采用隔項逐差：(n4n0 )(n5n1 )( n6n2 )( n7n3 )n43. 注：上式中的 n 為增重 4kg 的金屬絲的伸長量。五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄處理金屬絲伸長量：A( A4A0) (A5A1) (A6 A2) (A7 A3 )41.82cm42aiASni10.02cm41ASn2儀20.05cm金屬絲直徑： dd1d2d 3d 4d5d 60.600mm662d idi0

5、1234567直徑d 上d 中d 下其他數(shù)據(jù)結(jié)果表達(dá)Sni 10.002mm61220.005mm（注意： Ai5 列數(shù)據(jù)）dSn儀為下表中第mi（ kg）加砝碼減砝碼平均值aiAi 4Ai不確定度00.000.010.001.8410.470.490.481.82A0.05 cm20.940.980.961.8031.381.401.391.8241.831.851.8452.292.312.30AAA =1.820.05 cm62.772.752.7673.213.213.21未加載加滿載0.6010.6010.5990.599平均值 d0.600mm0.6010.6010.6000.60

6、0不確定度：d0.005mm0.6020.6010.5960.598d dd0.6000.005mm螺旋測微器零點(diǎn)讀數(shù)： 0.000 mm; 游標(biāo)卡尺零點(diǎn)讀數(shù) 0.00mmD150.200.05cmL68.200.05cmx76.600.02mmE（ 2.040.13）1011N / m 2百分差：-3% 2%（以上各公式請把自己實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入計算，儀 為儀器誤差值， 根據(jù)實(shí)際測量所用儀器查詢）8FLD84.0009.8068.20102150.201022.0411N / m2E3.14(0.600 103 ) 2 76.6010 3 1.82 10 210d 2 x A2L22d22AD

7、xEALD2xd222220.050.0520.0050.0020.0052.04101168.20150.200.6007.6601.82=0.1310 11 N / m2參考值： E02.000 2.1001011N / m 2百分差：EE011111111100%2.04102.10010 2.04102.00010100% 3% 2%EE02.10010112.0001011六、實(shí)驗(yàn)注意事項及誤差分析（此部分請同學(xué)根據(jù)自己實(shí)驗(yàn)情況寫，勿抄襲！<一>注意事項：）1. 光杠桿、望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺所構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)一經(jīng)調(diào)節(jié)好后，在實(shí)驗(yàn)過程中就不可在移動，否則，所測的數(shù)據(jù)將不標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)又要重新開始；2. 不準(zhǔn)用手觸摸目鏡、物鏡、平面反射鏡等光學(xué)鏡表面，更不準(zhǔn)用手、布塊或任意紙片擦拭鏡面；<二> 誤差分析：3. 實(shí)驗(yàn)測數(shù)據(jù)前沒有事先放上去一個2kg 砝碼，將金屬絲拉直， 作為一個基準(zhǔn)點(diǎn)；4. 用游標(biāo)卡尺在紙上測量 x 值和螺旋測微器測量讀數(shù)時易產(chǎn)生誤差；5. 測