A2金属材料杨氏模量的测定
实验金属材料杨氏模量的测定 名称
1. 掌握光杠杆测量微小长度变化的原理和
方法
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;
实验2. 学会用拉伸法测量金属杨氏弹性模量;
目的 3. 学习用逐差法处理实验数据。
要讲授内容: C 金M 望远镜 1. 实验原理: 属
长度为L,横截面积为S的粗细均匀的金丝 标T PP' 属丝,上端固定,当下端受到一个沿长度方向C' 尺 的拉力F作用后,金属丝将被拉长。设伸长量平台
为?L,则F/S称为应力,相对伸长?L/L称
为应变。由虎克定律可知,在金属的弹性限度砝码 内,应力和应变成正比,即:
F,L ,Y,SL
其中比例系数Y只与金属丝的材料性质有关,称为该金属材料的杨氏弹性模量,简称杨氏模量,它在数值上等于产生单位应变的应力,是表征材料抵抗形变能力的物理学量。
FL上式可写成: Y,S,L
测出等式右边的各量即可算出杨氏模量Y,式中F、L和S比较大,都可以用一般方法测量,
,2,3但伸长量?L由于数值很小(只在cm数量级),用一般的方法很难测准,因此,可采10~10
x,x,L,xb02,,,用光杠杆来测量。当, 很小时应有,tg,, ,即 ,,,L,,xDDb2D
LDF8所以有 Y, 2,db,x
x D 镜面
θ Δx=?x-x?0
θ
b θ xΔLθ 0 O 望远镜
2. 实验主要步骤:
(1)调整拉伸架底脚螺丝,使两立柱铅直,加2,3kg预负荷,使钢丝拉直; (2)调整望远镜与平面镜处于同一高度,调整小平面镜,使镜面竖直; (3)微动望远镜标尺系统的位置或者调节平面镜的角度,使来自标尺的入射光线经平面镜反射后,反射光能进入望远镜内,直到可清晰地看到标尺为止。
x,x,?x(4)在钩码上依次增加和递减砝码,每次在稳定后读出 。
记录
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于数据表内。 127
3. 实验操作
注意事项
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:
增加和递减砝码后须在在稳定后读数,砝码应轻拿轻放。
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教师小节:
1.实验数据(有效数字、误差分析等)
数据表1(表中长度单位:cm)
1''x负荷() 增荷时 kgx减荷时 x,(x,x)iiiii2
0.320×1 1.00 0.90 1.00
0.320×2 1.30 1.30 1.30
0.320×3 1.60 1.60 1.60
0.320×4 1.90 1.90 1.90
0.320×5 2.20 2.20 2.20
0.320×6 2.50 2.50 2.50
0.320×7 2.80 2.80 2.80
0.320×8 3.10 3.10 3.10 数据表2(注意:单次测量值的绝对误差取仪器误差)
L,L= Δ
,D,D Δ
d,,d,
b,,b,
m g,(9.784,0.004) m,(0.320,0.001)kg2s,,x,x,,x,x=1.22cm =1.21cm 173262
,,x,x,,,x,x,1.22cm 1.24cm 351440
1 =1.23cm ,,(,,,,,,,)12344
1 0.31cm ,x,,,4
8LDmg11N Y,,1.982,1022m,db,x
11,,cm ,,(,,,,,,,,,,,,,,,),0.0023x1234,,44,,
,,Y,L,D,d,b,m,g11x0NU,,,,,2,,,,5.2U , ,0.1,10()02YrYmY,xLDdbmg
11N Y,(2.0,0.1),102m
其它
分析在什么情况下必须使用逐差法处理数据,对数据的组数和相互关系有什么要求。
系主任签名: 中心(室)主任签名:
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