大學物理實驗靜態(tài)拉伸法測材料的彈性模量

——————物理實驗中心

1．學會用拉伸法測材料的彈性模量。

2．了解用光杠桿測微小長度的原理，掌握其使用方法。

3.掌握各種長度測量工具的選擇和使用。

4.學習用逐差法處理數(shù)據(jù)。

實驗目的返回

1．學會用拉伸法測材料的彈性模量。

2．了解用光杠桿測微小長度的原理，掌握其使用方法。

3.掌握各種長度測量工具的選擇和使用。

4.學習用逐差法處理數(shù)據(jù)。

實驗目的返回

測砧測微螺桿固定套筒微分筒鎖緊裝置螺旋測微儀弓形尺架棘輪活動套管螺釘。螺旋測微器的讀數(shù)原理：012固定刻度：每刻度為1毫米可動刻度每轉1周，可動小砧就沿軸線直進或后退0.5mm45040可動刻度：50等分主尺上的0.5毫米，每等分為0.01毫米測量讀數(shù)=固定刻度+半刻度+可動刻度（+估讀位）半刻度d=1.5mm+28.3×0.01mm=1.783mm例一例2

d=1.5mm+28.0×0.01mm=1.780mm

例3

d=5.0mm+3.2×0.01mm=5.032mm0123456789001234567891050分度游標尺游標尺緊固螺釘主尺尺身內測量爪外測量爪深度尺游標卡尺讀數(shù)=主尺整mm+游標尺*0.02mm游標卡尺讀數(shù)練習答案：11.14mm1245670891033012456789001212AB游標卡尺讀數(shù)練習01234501020304050cm答案：3mm+22x0.02mm=3.44mm

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楊氏彈性模量測定儀

實驗原理

1．基本原理根據(jù)胡克定律，在彈性限度內，應變與應力成正比，即

楊氏彈性模量---------⑴式中的F可以從鋼絲下端掛的砝碼的重量得出，鋼絲的原長L可以用鋼卷尺量出，鋼絲的橫截面積S可用螺旋測微器測出鋼絲的直徑d后，根據(jù)公式

算出。其長度改變⊿L則金屬絲單位面積上受到的垂直作用力F/S稱為應力，金屬絲的相對伸長量⊿L/L稱為應變。由于鋼絲的伸長量數(shù)值很小，用一般量具不易測準，本實驗采用光杠桿法（光放大法）來測量。2．光桿桿法測量彈簧伸長量⊿L的原理。光杠桿法是用光學轉換放大的方法來測量微小長度變化的一種裝置。圓柱體光杠桿圖二砝碼的拉力：鋼絲的截面積：則得楊氏模量公式：將待測鋼絲原長L和直徑d、光杠桿鏡面至標尺的距離D、光杠桿常數(shù)l、砝碼拉力mg以及對應的⊿X測出，便可計算出鋼絲的彈性模量E。測量（采用等增量測量法）為了消除鋼絲起始形變引起的系統(tǒng)誤差，本實驗采用“先減重后加重”的辦法進行測量，實驗數(shù)據(jù)填入下列數(shù)據(jù)表格中。（1）將8kg砝碼全部加在砝碼托盤上，記錄此時望遠鏡中的讀數(shù)X8，然后依次減砝碼，并記下相應的讀數(shù)，填入表中。為了消除鋼絲起始形變引起的誤差，在砝碼勾上預留1kg砝碼。（2）然后，依次增加砝碼，記下相應的讀數(shù)。實驗數(shù)據(jù)填入表中。（3）用千分尺測金屬絲的直徑d，在不同位置測量6次，數(shù)據(jù)填入表中。（4）用鋼卷尺測鋼絲原長L和光杠桿到標尺的距離D，填入表格中。（5）測量光杠桿常數(shù)l。取下光杠桿，在展開的白紙上同時按下3個尖角的位置，用直尺作出光杠桿后腳尖到兩前腳尖連線的垂線，在用游標卡尺測出l的長度，填入表中。注意事項1.實驗系統(tǒng)調好后，一旦開始測量Xi，在實驗過程中絕對不能對系統(tǒng)的任一部分進行任何調整。否則，所有數(shù)據(jù)需要重新再測。2.增加砝碼時，應將砝碼缺口交叉放置。（為什么？）同時，動作要平穩(wěn)，避免砝碼托盤動，導致光杠桿后腳發(fā)生移動。每次增減砝碼后，待系統(tǒng)穩(wěn)定后才能讀取刻度尺刻度Xi。3.光杠桿后腳不能接觸鋼絲，不要靠著圓孔邊，也不要放在夾縫中。4.注意保護平面鏡和望遠鏡，不能用手觸摸鏡面。5.實驗完成后，應將砝碼取下，防止鋼絲疲勞。返回思考？本實驗為什么采用“先減重后加重”的辦法進行測量？為什么在砝碼勾