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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,用拉伸法测定钢丝的杨氏模量,物理实验中心,1,目 录,一. 实 验 目 的,二. 实 验 原 理,三. 注 意 事 项,四. 实 验 内 容,五. 数 据 处 理,2,实 验 目 的,了解杨氏模量的物理概念,掌握其测量原理和方法。,学会用光杠杆测量微小伸长量的方法。,3,一.胡克定律,在外力作用下,固体所发生的形状变化称为形变。,形变可分为:,弹性形变:外力撤除后,物体能完全恢复原状的形变。,范氏形变:外力较大,撤除后物体不能完全恢复原状,而留下剩余形变。,本实验只研究弹性形变。最简单的弹性形变是棒状物体受外力后的拉长和缩短。,设物体的原长为,L,,横截面积为,S,,当在长度方向施加外力,F,时,其伸长(或缩短),L,。,按照胡克定律,在弹性限度内,物体的协强(F/S)与协变(,L/L),成正比。,实 验 原 理,4,二.杨氏模量,条形物体(如钢丝)沿纵向的弹性模量叫杨氏模量。,测量杨氏模量的方法有:拉伸法、梁的弯曲法、振动法、内耗法等等,本实验采用拉伸法测定杨氏模量。,比例系数 称为杨氏模量。,它是表征材料性质的一个物理量,仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。,5,三.光杠杆装置及放大原理,小平面镜,M,连同直尺、望远镜共同构成光杠杆装置,它可把微小长度变化放大。,n,0,为,M,法线方向水平时,望远镜中看到的直尺上的相应刻度。,(n,0,),(n,1,),R,M,M,b,L,D,a,a,a,a,C,C,n,1,为当钢丝因悬挂重物而下降,L,,导致,M,的法线方向改变,角时,从望远镜中看到的直尺上的相应刻度。,b,平面镜,M,后一个支点到前两个支点的距离,R,镜面到尺面的距离,因为,角很小,故有:,则有:,最后得:,本实验的放大倍数:几十倍,R为1至2米;b为5至8厘米.,6,则:,又:,令:,由前实验装置分析:,7,实 验 内 容,1.调整杨氏弹性模量仪的支架底角螺旋H,使支架铅直(由支架的铅锤或水平气泡来确定),然后加重2千克(不记入作用力F内)将钢丝拉直,测量钢丝长度L。,2.调节光杠杆装置。,(1)粗调,(2)细调,3.记下开始时望远镜中标尺的读数 ,然后每增加500g砝码记录一次标尺读数,则标尺读数依次为 , ,- , ,直到增加了5000g为止。,4.依次减少砝码,每次减500g ,分别记录各次所对应的标尺读数 , ,直到 。,5.在不同位置对钢丝直径D测6次,并测量标尺到镜面的距离R及光杠杆后支点到前两个支点的垂直距离b。,8,注 意 事 项,充分重视光杠杆的粗调。,增减砝码时要轻放轻取,以防冲击和摆动,应等标尺稳定后才可读数。标尺读数若在零点两侧,应区分正负,。,因砝码的重心不在其几何中心,所以要正确摆放砝码,以保证钢丝上悬挂的砝码串的稳定。,9,
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