汕头大学：物理系实验教学中心（PPT讲稿）实验一 拉伸法测定杨氏模量

拉伸法测量杨氏模量

拉伸法测量杨氏模量

实验简介1940年7月1日美国Tocama悬索桥因共振而塌

实验简介 1940 年7月1日美国 Tocama 悬索桥因共振而坍塌

实验简介杨氏模量，又称拉伸模量，是描述固体材料抵抗形变能力的物理量，属于弹性模量的一种。杨氏模量是表征材料力学性能的一个重要指标其测定在机械部件、地质、生物力学、建筑工程等领域有重要意义。对杨氏模量的测定方法有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等方法，本实验采用拉伸法

实验简介 杨氏模量，又称拉伸模量，是描述固体材料抵 抗形变能力的物理量，属于弹性模量的一种。 杨氏模量是表征材料力学性能的一个重要指标， 其测定在机械部件、地质、生物力学、建筑工 程等领域有重要意义。 对杨氏模量的测定方法有拉伸法、梁弯曲法、 振动法、内耗法等方法，本实验采用拉伸法

实验目的×用拉伸法测定金属丝的杨氏模量；用光杠杆测量微小长度变化；福用逐差法和作图法处理数据。实验仪器杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜和标尺：钢丝、码、直尺、螺旋测微计

实验目的  用拉伸法测定金属丝的杨氏模量；  用光杠杆测量微小长度变化；  用逐差法和作图法处理数据。 实验仪器  杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜和标尺；钢 丝、砝码、直尺、螺旋测微计

实验原理均匀金属丝，长为L、截面积为S，在受轴线X方向外力F作用下伸长△L，根据Hooke定律，在弹性限度内，伸长应变FAL=YSLY即为该金属丝的杨氏模量金属丝截面可近似看成是圆形，设其直径为d则：4FL用光杠杆测量Y:三ATd

实验原理  均匀金属丝，长为 、截面积为 ，在受轴线 方向外力 作用下伸长 ，根据Hooke定律， 在弹性限度内，伸长应变 即为该金属丝的杨氏模量 L S F L S F Y L L =   Y 金属丝截面可近似看成是圆形，设其直径为 则： d d L FL Y  = 2 4  用光杠杆测量

实验原理钢丝固定夹头A钢丝反射镜面光杠杆LLA叶后足钢丝活动夹头B2水平平台前足镜尺组金属框架砖码托实验装置图用（左）和光杠杆外形图（右）

实验原理 光杠杆 砝码托 钢 丝 钢丝固定夹头A 水平平台 钢丝活动夹头B Δ X 金属框架 镜尺组 实验装置图（左）和光杠杆外形图（右）

实验原理光杠杆后足望远镜山X1中*H0号T20一不4AXX2光杠杆前足一尺Dkl盾光杠杆原理图因为0很小，再根据图中所示的几何关系，不难得到：Ax·KAL :一2D

实验原理 θ Δ L 望 远 镜 O 2θ K D X1 光杠杆前足 X2 光杠杆后足 标 尺 θ ΔX 光杠杆原理图 因为  很小，再根据图中所示的几何关系，不难得到： D x K L 2    =

实验原理考虑到码重量等于金属丝长度方向拉力，则8mgLDY=πd?Ax·K实验步骤1、测量光杠杆的K值，钢丝原长L和标尺至光杠杆反射面的距离D，测量钢丝各段的直径，共测3次，求其平均值和不确定度；2、调节杨氏模量测定仪，使光杠杆反射面近似铅直：3、调节读数望远镜，使望远镜中水平叉丝与标尺刻度平行且无视差，读取光杠杆初始位置no：

实验原理 考虑到砝码重量等于金属丝长度方向拉力，则 d x K mgLD Y   = 2 8  实验步骤 1、测量光杠杆的K值，钢丝原长L和标尺至光杠杆反射面 的距离D，测量钢丝各段的直径，共测3次，求其平均 值和不确定度； 0 n 2、调节杨氏模量测定仪，使光杠杆反射面近似铅直； 3、调节读数望远镜，使望远镜中水平叉丝与标尺刻度 平行且无视差，读取光杠杆初始位置 ；

实验步骤4、逐次将础码（每个m=0.320Kg）开槽交叉地放置在码托上，同时读取对应的标尺n，共加7次，然后逐次去掉所加码，并记录相应的n求出平均值，再用逐差法和作图法处理数据。①逐差法处理数据并计算不确定度n, +n,(i = 0,1,2.....7)n =2(k = 0,1,2,3)Nk = nk+44 - nk32mgLDE=N=ZNk/4ndN.KE=E±U(E)

实验步骤 2 i i i n n n +  = (i = 0,1,2.7) ① 逐差法处理数据并计算不确定度 Nk = nk+4 − nk (k = 0,1,2,3) N =Nk / 4 4、逐次将砝码（每个m=0.320 Kg）开槽交叉地放置在 砝码托上，同时读取对应的标尺 ，共加7次，然后逐次 去掉所加砝码，并记录相应的 ，求出平均值，再用逐 差法和作图法处理数据。 i n i n  E = E U(E) d N K mgLD E  = 2 32 

数据处理②用作图法处理数据8LDN=F=b·F=b·mgπd?K.Y其中，N=n,-no(i = 1,2....7)则以N为纵坐标，img（i=1,2,.….7）为横坐标，可以得到一条直线，斜率即为b，此时8LDY=d?K.b

数据处理 ②用作图法处理数据 F b F b m g d K Y LD N =  =   = 2 8  其中， ( 1,2.7) N = ni − n0 i = 则以N为纵坐标，img（i=1,2,.7）为横坐标，可以得到 一条直线，斜率即为b，此时 d K b LD Y  = 2 8 