集美大学：物理实验教学指导（讲义）动态悬挂法测定杨氏模量

实验操作步骤简介实验二悬挂法测量杨氏模量一、测量质量用电子天平分别测量铜棒和不锈钢棒的质量：1.打开电子天平开关（位于面板下方右侧）。2.注意看屏幕显示初始值是否为零，如果不为零，需按下“ZERO”按钮使初始值归零；还需注意看初始值单位是否为"g"，如果单位不是“g：，需按下"UNIT"按钮使得初始值单位为"g”"。3.金属棒放入电子天平中间，不要与罩子接触。4.相邻桌子的同学共用电子天平，用完后关闭电源。二、测量金属棒的长度用游标卡尺依次分别测量铜棒和不锈钢棒的长度各1次，游标卡尺的使用可参考教材内容。三、测量金属棒的直径用螺旋测微器分别测量铜棒和不锈钢棒的直径，不同位置的直径8次。螺旋测微器的使用可参考教材内容。先旋动螺旋测微计棘轮，直到棘轮发出三声响，表示测量面已经接触，读出螺旋测微计的零点读数dO；8

实验操作步骤简介 实验二 悬挂法测量杨氏模量 一、测量质量 用电子天平分别测量铜棒和不锈钢棒的质量： 1. 打开电子天平开关（位于面板下方右侧）。 2. 注意看屏幕显示初始值是否为零，如果不为零，需按下“ZERO”按钮使初始值 归零；还需注意看初始值单位是否为“g”，如果单位不是“g：，需按下“UNIT”按钮 使得初始值单位为“g”。 3. 金属棒放入电子天平中间，不要与罩子接触。 4. 相邻桌子的同学共用电子天平，用完后关闭电源。 二、测量金属棒的长度 用游标卡尺依次分别测量铜棒和不锈钢棒的长度各1次，游标卡尺的使用可参 考教材内容。 三、测量金属棒的直径 用螺旋测微器分别测量铜棒和不锈钢棒的直径，不同位置的直径8次。 螺旋测微器的使用可参考教材内容。 先旋动螺旋测微计棘轮，直到棘轮发出三声响，表示测量面已经接触，读出螺 旋测微计的零点读数d0；

注意事项：当零刻度线超过主筒的中间线才发出声响，dO为负值。当零刻度线还未到主筒的中间线就发出声响，dO为正值。2.旋开测量端面，将铜棒轻轻放置于测量端面之间，再轻轻转动棘轮，直至棘轮发出声响，表示测量端面与铜棒已经接触到，读出金属棒的直径d测：3.选取铜棒的不同位置，重复第二步操作，再次测量出铜棒的直径。总共测量8次。同样方法测量不锈钢棒的直径8次。四、测量铜棒和不锈钢棒的共振频率值本实验分别依次测量铜棒和不锈钢棒的共振频率，且已知铜棒的共振频率范围位于"400~500Hz"之间，不锈钢的共振频率范围位于“600~700Hz"之间。下面讲述把铜棒和不锈钢棒都简称为金属棒。将金属棒悬挂于两根细线之间，尽量做到悬挂完金属棒不激烈摇荡，并且金属棒的两个细线悬挂点是对称的，两根细线尽量处于垂直状态。打开LBYM-2型信号发生器跟ST16A示波器的电源开关。根据金属棒共振的频率范围，通过粗调发生器的频率，随看输出频率值越来越接近金属棒的共振频率，金属棒慢慢发生共振，对应的实验现象为示波器的屏幕渐渐有正弦波出现，且幅度越来越大；同时，出现LBYM-2型信号发生器共振声音越来越大。再通过微调发生器的频率，使得示波器屏幕的正弦波振幅达到最大，此时对应的频率即为金属棒的共振频率，并记录下来。频率调A节旋钮E仪器开关注意事项：

注意事项：当零刻度线超过主筒的中间线才发出声响，d0为负值。当零刻度 线还未到主筒的中间线就发出声响，d0为正值。 2. 旋开测量端面，将铜棒轻轻放置于测量端面之间，再轻轻转动棘轮，直至棘 轮发出声响，表示测量端面与铜棒已经接触到，读出金属棒的直径d测； 3. 选取铜棒的不同位置，重复第二步操作，再次测量出铜棒的直径。总共测量 8次。 同样方法测量不锈钢棒的直径8次。 四、测量铜棒和不锈钢棒的共振频率值f 本实验分别依次测量铜棒和不锈钢棒的共振频率，且已知铜棒的共振频率范 围位于“400～500Hz”之间，不锈钢的共振频率范围位于“600～700Hz”之间。下面 讲述把铜棒和不锈钢棒都简称为金属棒。 将金属棒悬挂于两根细线之间，尽量做到悬挂完金属棒不激烈摇荡，并且金属 棒的两个细线悬挂点是对称的，两根细线尽量处于垂直状态。 打开LBYM-2型信号发生器跟ST16A示波器的电源开关。 根据金属棒共振的频率范围，通过粗调发生器的频率，随着输出频率值越来越 接近金属棒的共振频率，金属棒慢慢发生共振，对应的实验现象为示波器的屏幕渐 渐有正弦波出现，且幅度越来越大；同时，出现LBYM-2型信号发生器共振声音越 来越大。再通过微调发生器的频率，使得示波器屏幕的正弦波振幅达到最大，此时 对应的频率即为金属棒的共振频率，并记录下来。 注意事项：

（1）频率的粗调和细调切换，通过按压频率调节按钮，每按压一次即切换一次。（2）当金属棒接近或达到共振时，屏幕观察到正弦波振幅越来越大，可能出现观察到的正弦波振幅大小超出屏幕，需调节“VOLTS/DIV"旋钮，使屏幕可完整显示出波形振幅大小。五、测量结束后的操作1、测试完毕后，依次关闭示波器、杨氏模量测量仪的电源开关、以及桌面排插电源开关。2、记录完整的数据，然后到讲台前给教师检查数据，以及评定操作成绩。3、教师检查无误签字后，学生回去整理好自己的仪器设备，同时把凳子推入到桌面下，方可离开实验室

（1） 频率的粗调和细调切换，通过按压频率调节按钮，每按压一次即切换一 次。 （2） 当金属棒接近或达到共振时，屏幕观察到正弦波振幅越来越大，可能 出现观察到的正弦波振幅大小超出屏幕，需调节“VOLTS/DIV”旋钮，使屏幕可完整 显示出波形振幅大小。 五、测量结束后的操作 1、 测试完毕后，依次关闭示波器、杨氏模量测量仪的电源开关、以及桌面排 插电源开关。 2、 记录完整的数据，然后到讲台前给教师检查数据，以及评定操作成绩。 3、 教师检查无误签字后，学生回去整理好自己的仪器设备，同时把凳子推入 到桌面下，方可离开实验室