《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）力学——用拉伸法测金属丝的杨氏模量

大学物理实验杨氏模量的测量

杨氏模量的测量 大学物理实验

内容实验目的实验仪器2实验原理实验内容和步骤数据记录和处理5

内 容 1 实验目的 2 实验仪器 3 实验原理 4 实验内容和步骤 5 数据记录和处理

实验目的掌握用伸长法测量金属丝杨氏模量的方法&理解光杠杆测量长度微小变化的原理心学会用逐差法处理数据进行测量结果的不确定度分析

实验目的 ❖掌握用伸长法测量金属丝杨氏模量的方法 ❖理解光杠杆测量长度微小变化的原理 ❖学会用逐差法处理数据 ❖进行测量结果的不确定度分析

实验仪器杨氏模量测定仪螺旋测微计游标卡尺米尺码待测金属丝

实验仪器 杨氏模量测定仪 螺旋测微计 游标卡尺 米尺 砝码 待测金属丝

实验原理1、杨氏模量的物理意义：描述材料抵抗形变能力的物理量，该值越大，材料越不容易变形L为金属丝的长度AL为其受拉力F后的伸长量F△LALFALE8应变SsLLL杨式模量定义为FLE=SAL式中S为金属丝横截面积：

实验原理 1、杨氏模量的物理意义：描述材料抵抗形变能 力的物理量，该值越大，材料越不容易变形。 式中S 为金属丝横截面积：  L为其受拉力F后的伸长量 L L 应变 S F L L   S F L L E =  S L FL E  = 杨式模量定义为：

实验原理FL杨式模量定义为：E=SALTd2金属丝横截面积S：S：d为细铁丝的直径A式中金属丝原长L可由米尺测量，钢丝直径d可用螺旋测微仪测量，外力F可由实验中钢丝下面悬挂的码的重力给出，而4L是一个微小长度变化量，本实验利用光杠杆的光学放大作用实现对金属丝微小伸长量△L的间接测量

实验原理 金属丝横截面积S ： S L FL E  杨式模量定义为： = 4 2 d S  = 式中金属丝原长L可由米尺测量， 钢丝直径d可用螺 旋测微仪测量，外力F可由实验中钢丝下面悬挂的砝 码的重力给出，而ΔL是一个微小长度变化量，本实 验利用光杠杆的光学放大作用实现对金属丝微小伸 长量L 的间接测量。 d为细铁丝的直径

实验原理2、光杠杆测量长度的微小变化杨氏模量测定仪：核心部件是光杠杆系统（由光杠杆镜架与望远镜组成）。光杠杆系统TUU

实验原理 2、光杠杆测量长度的微小变化： 杨氏模量测定仪： 核心部件是光杠杆 系统（由光杠杆镜 架与望远镜组成）

杨氏模量仪示意图1-金属丝2-光杠杆V3-平台光杠杆系统4-挂钩5-码6-三角底座7-标尺V8-远镜

1-金属丝 2-光杠杆 3-平台 4-挂钩 5-砝码 6-三角底座 7-标尺 8-望远镜 杨氏模量仪示意图

光杠杆原理光杠杆常数bf3f2AL光杠杆放大原理图

光杠杆常数 b 光杠杆原理 b f1 f2 f3 b D △L θ θ θ l 光杠杆放大原理图

光杠杆放大原理图00AL?0<<50ALAL0:tgo:==bbbl△L =120 <<502D11tg20=20-DD

b D △L θ θ θ l 光杠杆放大原理图 b L tg   = D l tg2 = 0   5 b L  = D l 2 = D bl L 2 0  = 2  5