楊氏模量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、楊氏模量實(shí)驗(yàn)報(bào)告開展實(shí)驗(yàn)自然要寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，楊氏模量實(shí)驗(yàn)報(bào)告怎樣寫呢?那么，下面是給大家整理收集的楊氏模量實(shí)驗(yàn)報(bào)告相關(guān)范文，僅供參考。楊氏模量實(shí)驗(yàn)報(bào)告1【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.1.掌握螺旋測微器的使用方法。2. 學(xué)會用光杠桿測量微小伸長量。3. 學(xué)會用拉伸法金屬絲的楊氏模量的方法?！緦?shí)驗(yàn)儀器】楊氏模量測定儀 ( 包括：拉伸儀、光杠桿、望遠(yuǎn)鏡、標(biāo)尺 ) ，水準(zhǔn)器，鋼卷尺，螺旋測微器，鋼直尺。1 、金屬絲與支架 ( 裝置見圖 1) ：金屬絲長約 0.5 米，上端被加緊在支架的上梁上， 被夾于一個圓形夾頭。 這圓形夾頭可以在支架的下梁的圓孔內(nèi)自由移動。 支架下方有三個可調(diào)支腳。 這圓形的氣泡水準(zhǔn)。使用時應(yīng)調(diào)節(jié)

2、支腳。 由氣泡水準(zhǔn)判斷支架是否處于垂直狀態(tài)。 這樣才能使圓柱形夾頭在下梁平臺的圓孔轉(zhuǎn)移動時不受摩擦。2 、光杠桿 ( 結(jié)構(gòu)見圖 2) ：使用時兩前支腳放在支架的下梁平臺三角形凹槽內(nèi)，后支腳放在圓柱形夾頭上端平面上。 當(dāng)鋼絲受到拉伸時，隨著圓柱夾頭下降， 光杠桿的后支腳也下降， 時平面鏡以兩前支腳為軸旋轉(zhuǎn)。圖1 圖2 圖32016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)1/153 、望遠(yuǎn)鏡與標(biāo)尺 ( 裝置見圖3) ：望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡、十字分劃板組成。使用實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目鏡，使看清十字分劃板，在調(diào)節(jié)物鏡使看清標(biāo)尺。這是表明標(biāo)尺通過物鏡成像在分劃板平面上。由于標(biāo)尺像與分劃板處于同一平面，

3、所以可以消除讀書時的視差( 即消除眼睛上下移動時標(biāo)尺像與十字線之間的相對位移) 。標(biāo)尺是一般的米尺，但中間刻度為 0?！緦?shí)驗(yàn)原理】1 、胡克定律和楊氏彈性模量固體在外力作用下將發(fā)生形變，如果外力撤去后相應(yīng)的形變消失，這種形變稱為彈性形變。 如果外力后仍有殘余形變， 這種形變稱為塑性形變。應(yīng)力：單位面積上所受到的力(F/S) 。應(yīng)變：是指在外力作用下的相對形變( 相對伸長DL/L) 它反映了物體形變的大小。用公式表達(dá)為：(1)2 、光杠桿鏡尺法測量微小長度的變化在(1) 式中，在外力的 F 的拉伸下，鋼絲的伸長量 DL是很小的量。用一般的長度測量儀器無法測量。在本實(shí)驗(yàn)中采用光杠桿鏡尺法。初始時，

4、平面鏡處于垂直狀態(tài)。標(biāo)尺通過平面鏡反射后，在望遠(yuǎn)鏡中呈像。則望遠(yuǎn)鏡可以通過平面鏡觀察到標(biāo)尺的像。 望遠(yuǎn)鏡中十字線處在標(biāo)尺上刻度為 。當(dāng)鋼絲下降 DL時，平面鏡將轉(zhuǎn)動 q 角。則望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺的像也發(fā)生移動，十字線降落在標(biāo)尺的刻度為處。由于平2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)2/15面鏡轉(zhuǎn)動 q 角，進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡的光線旋轉(zhuǎn)2q 角。從圖中看出望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺刻度的變化。因?yàn)?q 角很小，由上圖幾何關(guān)系得：則： (2)由(1)(2) 得：【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟】1 、調(diào)楊氏模量測定儀底角螺釘，使工作臺水平，要使夾頭處于無障礙狀態(tài)。2 、放上光杠桿， T 形架的兩前足置于平臺上的溝槽

5、內(nèi)，后足置于方框夾頭的平面上。微調(diào)工作臺使 T 形架的三足尖處于同一水平面上，并使反射鏡面鉛直。3 、望遠(yuǎn)鏡標(biāo)尺架距離光杠桿反射平面鏡1.2 1.5m。調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡光軸與反射鏡中心等高。調(diào)節(jié)對象為望遠(yuǎn)鏡筒。4 、初步找標(biāo)尺的像：從望遠(yuǎn)鏡筒外側(cè)觀察反射平面鏡，看鏡中是否有標(biāo)尺的像。如果沒有，則左右移動支架，同時觀察平面鏡，直到從中找到標(biāo)尺的像。5 、調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡找標(biāo)尺的像：先調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡，得到清晰的十字叉絲 ; 再調(diào)節(jié)調(diào)焦手輪，使標(biāo)尺成像在十字叉絲平面上。6 、調(diào)節(jié)平面鏡垂直于望遠(yuǎn)鏡主光軸。7 、記錄望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺的初始讀數(shù) ( 不一定要零 ) ，再在鋼絲下端掛0.320kg 砝碼，記錄望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺

6、讀數(shù)，以后依次加 0.320kg ，并分別記錄望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺讀數(shù)， 直到 7 塊砝碼加完為止， 這是增量過程中2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)3/15的讀數(shù)。然后再每次減少0.320kg 砝碼，并記下減重時望遠(yuǎn)鏡中標(biāo)尺的讀數(shù)。數(shù)據(jù)記錄表格見后面數(shù)據(jù)記錄部分。8 、取下所有砝碼，用卷尺測量平面鏡與標(biāo)尺之間的距離R，鋼絲長度 L，測量光杠桿常數(shù)b( 把光杠桿在紙上按一下， 留下三點(diǎn)的痕跡，連成一個等腰三角形。作其底邊上的高，即可測出b) 。9 、用螺旋測微器測量鋼絲直徑6 次?？梢栽阡摻z的不同部位和不同的經(jīng)向測量。因?yàn)殇摻z直徑不均勻，截面積也不是理想的圓?！緦?shí)驗(yàn)注意事

7、項(xiàng)】1 、加減砝碼時一定要輕拿輕放，切勿壓斷鋼絲。2 、使用千分尺時只能用棘輪旋轉(zhuǎn)。3 、用鋼卷尺測量標(biāo)尺到平面鏡的垂直距離時，尺面要放平。4 、楊氏模量儀的主支架已固定，不要調(diào)節(jié)主支架。5 、測量鋼絲長度時，要加上一個修正值 ， 是夾頭內(nèi)不能直接測量的一段鋼絲長度?！緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理】標(biāo)尺最小分度： 1mm千分尺最小分度： 0.01mm 鋼卷尺最小分度：1mm鋼直尺最小分度： 1mm表一 外力 mg與標(biāo)尺讀數(shù)序號 i0122016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)4/1534567m(kg)0.0000.3200.6400.9601.2801.6001.9202.240加砝

8、碼1.002.013.084.115.296.577.452016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)5/158.59減砝碼0.831.943.054.225.316.357.708.590.9151.9753.0654.1655.3006.4607.5758.59表二 的逐差法處理序號 I012016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)6/1523(cm)4.3854.4854.5104.4254.451(cm)-0.0660.0330.059-0.026的 A 類不確定度：的 B 類不確定度：合成不確定度：所以：表三 鋼絲的直徑 d 千分尺零點(diǎn)誤差

9、: -0.001mm次數(shù)1232016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)7/154560.1950.1940.1950.1930.1940.1950.19530.0007-0.00030.0007-0.0013-0.00030.0007的 A 類不確定度：的 B 類不確定度：合成不確定度：所以：計(jì)算楊氏模量不確定度：2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)8/15實(shí)驗(yàn)結(jié)果：【實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)】1 、望遠(yuǎn)鏡中觀察不到豎尺的像應(yīng)先從望遠(yuǎn)筒外側(cè)，沿軸線方向望去，能看到平面鏡中豎尺的像。若看不到時，可調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的位置或方向，或平面反射鏡的角度，直到找到豎尺的像

10、為止，然后，再從望遠(yuǎn)鏡中找到豎尺的像。2 、叉絲成像不清楚。這是望遠(yuǎn)鏡目鏡調(diào)焦不合適的緣故，可慢慢調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡， 使叉絲像變清晰。3 、實(shí)驗(yàn)中，加減法時，測提對應(yīng)的數(shù)值重復(fù)性不好或規(guī)律性不好。(1) 金屬絲夾頭未夾緊，金屬絲滑動。(2) 楊氏模量儀支柱不垂直，使金屬絲端的方框形夾頭與平臺孔壁接觸摩擦太大。(3) 加馮法碼時，動作不夠平穩(wěn)，導(dǎo)致光杠桿足尖發(fā)生移動。(4) 可能是金屬絲直徑太細(xì) , 加砝碼時已超出彈性范圍?！緦?shí)驗(yàn)隨即提問】 根據(jù) Y 的不確定度公式，分析哪個量的測量對測量結(jié)果影響最大。答：根據(jù) 由實(shí)際測量出的量計(jì)算可知 對 Y 的測量結(jié)果影響最大，因此測此二量尤應(yīng)精細(xì)。 可否用作

11、圖法求鋼絲的楊氏模量，如何作圖。答：本實(shí)驗(yàn)不用逐差法，而用作圖法處理數(shù)據(jù)，也可以算出楊氏模2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)9/15量。由公式 Y=可得： F= Y n=KYn。式中 K=可視為常數(shù)。以荷重F 為縱坐標(biāo)，與之相應(yīng)的ni 為橫坐標(biāo)作圖。由上式可見該圖為一直線。從圖上求出直線的斜率，即可計(jì)算出楊氏模量。 怎樣提高光杠桿的靈敏度?靈敏度是否越高越好 ?答：由 n= L 可知， 為光杠桿的放大倍率。適當(dāng)改變 R 和 b，可以增加放大倍數(shù)， 提高光杠桿的靈敏度， 但這種靈敏度并非越高越好; 因?yàn)?L= n 成立的條件是平面鏡的轉(zhuǎn)角很小 ( 2.5 °

12、;) ，否則 tg2 2。要使 2.5 °，必須使 b 4cm，這樣 tg2 2 引起的誤差在允許范圍內(nèi) ; 而 b 盡量大可以減小這種誤差。如果通過減小 b 來增加放大倍數(shù)將引起較大誤差 稱為光杠桿的放大倍數(shù)，算算你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的放大倍數(shù)。答：以實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算光杠桿的放大倍數(shù)為楊氏模量實(shí)驗(yàn)報(bào)告2【預(yù)習(xí)重點(diǎn)】(1) 楊氏模量的定義。(2) 利用光杠桿測量微小長度變化的原理和方法。(3) 用逐差法和作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。【儀器】楊氏模量儀 ( 包括砝碼組、光杠桿及望遠(yuǎn)鏡 - 標(biāo)尺裝置 ) 、螺旋測微器、鋼卷尺?！驹怼?) 楊氏模量2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫

13、作獨(dú)家原創(chuàng)10/15物體受力產(chǎn)生的形變， 去掉外力后能立刻恢復(fù)原狀的稱為彈性形變;因受力過大或受力時間過長， 去掉外力后不能恢復(fù)原狀的稱為塑性形變。物體受單方向的拉力或壓力，產(chǎn)生縱向的伸長和縮短是最簡單也是最基本的形變。設(shè)一物體長為L，橫截面積為S，沿長度方向施力F 后，物體伸長 ( 或縮短 ) 了 L。F/S 是單位面積上的作用力，稱為應(yīng)力， L/L 是相對變形量，稱為應(yīng)變。在彈性形變范圍內(nèi)，按照胡克(Hooke Robert 1635 1703) 定律，物體內(nèi)部的應(yīng)力正比于應(yīng)變，其比值(5 1)稱為楊氏模量。實(shí)驗(yàn)證明， E 與試樣的長度 L、橫截面積 S 以及施加的外力 F 的大小無關(guān)，而

14、只取決于試樣的材料。從微觀結(jié)構(gòu)考慮，楊氏模量是一個表征原子間結(jié)合力大小的物理參量。 2) 用靜態(tài)拉伸法測金屬絲的楊氏模量楊氏模量測量有靜態(tài)法和動態(tài)法之分。動態(tài)法是基于振動的方法，靜態(tài)法是對試樣直接加力，測量形變。動態(tài)法測量速度快，精度高，適用范圍廣，是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法。靜態(tài)法原理直觀，設(shè)備簡單。用靜態(tài)拉伸法測金屬絲的楊氏模量，是使用如圖 51 所示楊氏模量儀。在三角底座上裝兩根支柱，支柱上端有橫梁，中部緊固一個平臺，構(gòu)成一個剛度極好的支架。 整個支架受力后變形極小， 可以忽略。待測樣品是一根粗細(xì)均勻的鋼絲。 鋼絲上端用卡頭 A 夾緊并固定在上橫梁上，鋼絲下端也用一個圓柱形卡頭 B夾緊并穿過平

15、臺 C的中心孔，2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)11/15使鋼絲自由懸掛。通過調(diào)節(jié)三角底座螺絲，使整個支架鉛直。下卡頭在平臺 C的中心孔內(nèi)，其周圍縫隙均勻而不與孔邊摩擦。 圓柱形卡頭下方的掛鉤上掛一個砝碼盤， 當(dāng)盤上逐次加上一定質(zhì)量的砝碼后， 鋼絲就被拉伸。下卡頭的上端面相對平臺 C 的下降量，即是鋼絲的伸長量 L。鋼絲的總長度就是從上卡頭的下端面至下卡頭的上端面之間的長度。鋼絲的伸長量 L 是很微小的，本實(shí)驗(yàn)采用光杠桿法測量。3) 光杠桿光杠桿是用放大的方法來測量微小長度 ( 或長度改變量 ) 的一種裝置，由平面鏡 M、水平放置的望遠(yuǎn)鏡 T 和豎直標(biāo)尺 S 組

16、成( 圖 51) 。平面鏡 M豎立在一個小三足支架上， O、O是其前足， K是其后足。K至 OO連線的垂直距離為 b( 相當(dāng)于杠桿的短臂 ) ，兩前足放在楊氏模量儀的平臺 C的溝槽內(nèi)，后足尖置于待測鋼絲下卡頭的上端面上。當(dāng)待測鋼絲受力作用而伸長 L 時，后足尖 K 就隨之下降 L，從而平面鏡 M也隨之傾斜一個角。在與平面鏡 M相距 D處( 約 12m)放置測量望遠(yuǎn)鏡 T 和豎直標(biāo)尺 S。如果望遠(yuǎn)鏡水平對準(zhǔn)豎直的平面鏡，并能在望遠(yuǎn)鏡中看到平面鏡反射的標(biāo)尺像， 那么從望遠(yuǎn)鏡的十字準(zhǔn)線上可讀出鋼絲伸長前后標(biāo)尺的讀數(shù) n0 和 n1。這樣就把微小的長度改變量 L 放大成相當(dāng)可觀的變化量 n=n1-n0

17、 。從圖 52 所示幾何關(guān)系看，平面鏡傾斜角后，鏡面法線 OB也隨之轉(zhuǎn)動角，反射線將轉(zhuǎn)動 2角，有在很小的條件下tg ;tg2 2于是得光杠桿放大倍數(shù)2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)12/15(5 2)在本實(shí)驗(yàn)中， D為 1m2m，b 約為 7cm，放大倍數(shù)可達(dá)3060 倍。光杠桿可以做得很精細(xì)，很靈敏，還可以采用多次反射光路，常在精密儀器中應(yīng)用。圖 52 光杠桿原理4) 靜態(tài)拉伸法測金屬絲楊氏模量的實(shí)驗(yàn)公式由式 (5 2) 可得鋼絲的伸長量(5 3)將式 (5 3) 以及拉力 F=Mg(M為砝碼質(zhì)量 ) ，鋼絲的截面積 S=1/4 d2(d 為鋼絲直徑 ) 代

18、入式 (5 1) ，于是得測量楊氏模量的實(shí)驗(yàn)公式【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】(1) 檢查鋼絲是否被上下卡頭夾緊，然后在圓柱形卡頭下面掛鉤上掛上砝碼盤，將鋼絲預(yù)緊。(2) 用水準(zhǔn)器調(diào)節(jié)平臺 C 水平，并觀察鋼絲下卡頭在平臺 C 的通孔中的縫隙，使之達(dá)到均勻，以不發(fā)生摩擦為準(zhǔn)。(3) 將光杠桿平面鏡放置在平臺上， 并使前足 OO落在平臺溝槽內(nèi)，后足尖 K 壓在圓柱形卡頭上端面上。 同時調(diào)節(jié)光杠桿平面鏡 M處于鉛直位置。(4) 將望遠(yuǎn)鏡一標(biāo)尺支架移到光杠桿平面鏡前，使望遠(yuǎn)鏡光軸與平面鏡同高，然后移置離平面鏡約 1m處。調(diào)節(jié)支架底腳螺絲，使標(biāo)尺鉛直并調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡方位，使鏡筒水平對準(zhǔn)平面鏡 M。(5) 先用肉眼從望遠(yuǎn)鏡外

19、沿鏡筒方向看平面鏡 M中有沒有標(biāo)尺的反2016 全新精品資料 - 全新公文范文 -全程指導(dǎo)寫作獨(dú)家原創(chuàng)13/15射像，必要時可稍稍左右移動支架，直至在鏡筒外沿上方看到標(biāo)尺的反射像。(6) 調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡目鏡，使叉絲像清晰，再調(diào)節(jié)物鏡，使標(biāo)尺成像清晰并消除與叉絲像的視差， 如此時的標(biāo)尺讀數(shù)與望遠(yuǎn)鏡所在水平面的標(biāo)尺位置 n0 相差較大，需略微轉(zhuǎn)動平面鏡 M的傾角，使準(zhǔn)線對準(zhǔn) n0，記下這一讀數(shù)。(7) 逐次增加砝碼 ( 每個 0.36kg) ，記錄從望遠(yuǎn)鏡中觀察到的各相應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù) ni ( 共 7 個砝碼 ) 。然后再逐次移去所加的砝碼，也記下相應(yīng)的標(biāo)尺讀數(shù) ni 。將對應(yīng)于同一 Fi 值的 ni 和 ni 求平均，記為 ni( 加、減砝碼時動作要輕，不要使砝碼盤擺動和上下振動 ) 。(8)用鋼卷尺測量平面鏡M到標(biāo)尺 S之間的垂直距離 D和待測鋼絲的原長L。從平臺上取下平面鏡支架， 放在紙上輕輕壓出前后足尖的痕跡，然后