1、南rRI物理實姓名 學號 指導老師日期座位號報告成績實驗名稱靜態拉伸法測彈性模量目 錄 TOC o 1-5 h z 預習報告25實驗目的2實驗儀器2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 實驗中的主要工作2 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 預習中遇到的問題及思考3 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 實驗原始數據記錄4實驗報告612實驗原理實驗步驟實驗數據處理及分析討論預習報告實驗目的：熟悉并掌握彈性模量儀和光杠桿鏡尺組的構造、工作原理和基本操作方法

2、。了解靜態拉伸法是測量金屬材料彈性模量的一個傳統方法，并運用該方法準 確測量出給定材料的彈性模量。正確處理實驗數據，并通過計算統計進行誤差分析。實驗儀器（包括儀器型號）儀器名稱型號規格光杠桿鏡尺組彈性模量儀生產廠家儀器編號實驗中的主要工作調整彈性模量儀：調整底座螺絲使立柱鉛直，加2kg砝碼在砝碼托上把金屬絲拉直，檢查裝置。調節光杠桿鏡尺組：安裝望遠鏡尺組，調節望遠鏡三腳架、目鏡與調焦手輪，使標尺在望遠鏡中成像清晰無視差；調節光杠桿小鏡的傾角以及標尺的高度。測量：依次將1 kg砝碼加到托上，共九次，記錄讀數Ri；依次將所加祛碼取下，記錄每次讀數Ri。用逐差法處理數據Ri，求N平均值：將數據R0、

3、R1R9分為前后兩組，用逐差法處理數據，得每增減5kg祛碼時，標尺像讀數變化平均值。預習中遇到的問題及思考問：用逐差法處理數據有什么優點？有其它更精確的處理方法嗎?答：逐差法的優點是把每一個數據都用上了，在逐差法中先求的是跨度為n/2 的數據的平均值為數據組數）與相鄰兩組數據比較而言，隨機誤差造成的影 響較小，結果更精確；最小二乘法比逐差法更精確，但是最小二乘法的計算較 繁瑣，一般不采用。實驗原始數據記錄：1. g=9.795N/kgDUD=157.5 0.5cmLUl=75.1 0.2cmKUk=7.2 0.05cm2.螺旋測微計的初始讀數=-0.040mm儀器誤差限 ins=0004mm測

4、量次 數123456平均值修正讀 數后鋼絲直 徑d/10人-3m0.7620.7600.7650.7620.7610.7600.7670.807d的標準偏差Sdd的A類不確定 度Uad的B類不確定 度d的不確定度Ud鋼絲直徑d=d平均Ud0.014mm0.015mm0.004mm0.016mm0.807 0.016mm次數荷重/kg增重讀數Ri/10人-2m減重讀數Ri/10人-2m平均讀數Ri/10人-2mRiN值Ri/10人-2m02.000.000.20R0=0.200N1=R5-R0=113.000.450.74R1=0.595.93524.001.151.13R2=1.140N2=R

5、6-R1=135.001.411.39R3=1.400.9646.001.721.91R4=1.815N3=R7-R2=157.001.972.30R5=2.135.9468.002.362.75R6=2.555N4=R8-R3=179.003.123.04R7=3.080.975810.003.253.50R8=3.375N5=R9-R4=1911.003.653.85R9=3.750.935N的標準偏差N的A類不確定度UaN的B類不確定度UbN=N平均Un0.016cm0.02cm0.030cm(1.949+ 0.036) X10A-2m平均值N平均1.949實驗報告請按以下幾個部分完成實

6、驗報告。實驗原理實驗步驟實驗數據處理及分析討論實驗原理實驗結果指出，在彈性形變范圍內，正應力和線應變成正比，即于是，彈性模量在本實驗中,日 4 FLE =冗D 25L其中，為彈性模量F為外力，1_為金屬棒長，。為棒的直徑，8 1_為在外力F下的伸長量。實驗步驟調整鋼絲豎直。先掛上砝碼鉤拉直鋼絲，在調整底座螺釘使鋼絲夾具不和周 圍支架碰蹭。調節讀數顯微鏡，使叉絲和標記線無視差。調節顯微鏡的位置，使像距和物 距之比為1：1。測量8L。每加一個砝碼記錄一次刻度值。測量D6次，并在測量前后記錄螺旋測微計的零點d各3次。實驗數據處理和分析各單次測量量g=9.795N/kgDUd=157.5 0.5cmL

7、Ul=75.1 0.2cmKUk=7.2 0.05cm金屬絲直徑d的測量螺旋測微計的初始讀數=-0.040mm儀器誤差限 ins=0004mm測量次 數123456平均值修正讀 數后鋼絲直 徑d/10人-3m0.7620.7600.7650.7620.7610.7600.7670.807d的標準偏差Sdd的A類不確定 度0d的B類不確定 度Ubd的不確定度Ud鋼絲直徑d=d平均土Ud0.014mm0.015mm0.004mm0.016mm0.807 0.016mm望遠鏡中標尺像Ri的數據處理次數荷重/kg增重讀數Ri/10人-2m減重讀數Ri/10人-2m平均讀數Ri/10人-2mRiN值Ri

8、/10人-2m02.000.000.20R0=0.200N1=R5-R0=113.000.450.74R1=0.595.93524.001.151.13R2=1.140N2=R6-R1=135.001.411.39R3=1.400.9646.001.721.91R4=1.815N3=R7-R2=157.001.972.30R5=2.135.9468.002.362.75R6=2.555N4=R8-R3=179.003.123.04R7=3.080.975810.003.253.50R8=3.375N5=R9-R4=1 .935911.003.653.85R9=3.750平均值N平均1.949N

9、的標準偏差N的A類不確定度UAN的B類不確定度UbN=N平均Un0.016cm0.02cm0.030cm(1.949+ 0.036) x 10八-2m4.計算金屬的彈性模量E和不確定度尸 。ALE S LKAL N2 D.e = 8FLD I xiQnn/m2 nd 2 KN對E 竺D兩邊同時取對數n d2KNIn E In8FLDnd 2 KN TOC o 1-5 h z a ln E f 8FLD)2InIn d 2 -dd nKN)dd ln E 1aD Dd ln E 1aL l a ln E1aKka ln E1( a ln E aNn(榮2 u 2 + V aL ) L2.3%U

10、= 2.3% E = 0.0375 x10ii N / m 2 E = (1.63 + 0.04)x 1011N / m2討論誤差分析（1）靜態拉伸法實驗荷載大，加載速度慢，存在慢拉伸過程，即在加載重 物后金屬絲形變需要一定過程，在該過程中測量時會產生微小的誤差。（2）金屬絲的直徑測量在不同位置、溫度，F的測量結果都會有微小的偏 差，金屬絲受強拉力后可能對其直徑測量也會造成一定影響。（3）光杠桿反映的是微小的形象，人無意地對桌面的按壓、施力導致桌面 的形變也可能會影響測量結果。在本實驗中，為什么不同的尺度量要用不同的量具進行測量？答：因為公式中的任何一個數據都要保持3位有效數字，不同的尺度用不 同的量具測量時為了保證