用拉伸法測(cè)金屬絲的楊氏彈性模量【精選-】

實(shí)驗(yàn)八用拉伸法測(cè)金屬絲的楊氏彈性模量

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容問(wèn)題討論實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握用光杠桿法測(cè)量微小長(zhǎng)度的原理和方法。2.用楊氏彈性模量?jī)x，掌握拉伸法測(cè)定金屬絲的楊氏彈性模量。3.學(xué)會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)儀器楊氏彈性模量?jī)x鋼卷尺水準(zhǔn)儀螺旋測(cè)微器實(shí)驗(yàn)原理一、拉伸法測(cè)定金屬絲的楊氏彈性模量設(shè)一粗細(xì)均勻的金屬絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，截面積為S，上端固定，下端懸掛砝碼，金屬絲在外力F的作用下發(fā)生形變，伸長(zhǎng)。根據(jù)胡克定律，在彈性限度內(nèi)，金屬絲的脅強(qiáng)和產(chǎn)生的脅變成正比。即〔9-1〕或〔9-2〕式中比例系數(shù)E稱為楊氏彈性模量。在國(guó)際單位制中，楊氏彈性模量的單位為牛每平方米，記為。

二、光杠桿法測(cè)微小長(zhǎng)度

將一平面鏡固定在形橫架上，在支架的下部安置三個(gè)尖腳就構(gòu)成一個(gè)光杠桿，如圖9-1所示。

用光杠桿法測(cè)微小長(zhǎng)度原理圖如圖9-2所示。楊氏彈性模量?jī)x如圖9-3所示，雙柱支架上裝有兩根立柱和三只底腳螺絲，調(diào)節(jié)底腳螺絲，可以使立柱鉛直。立柱的中部有一個(gè)可以沿立柱上下移動(dòng)的平臺(tái)。待測(cè)金屬絲的上端夾緊在橫梁上的夾子中，下端夾緊在圓柱夾具中。圓柱夾具穿過(guò)固定平臺(tái)中間的小孔可以上下自由移動(dòng)，下端系有砝碼及砝碼托。光杠桿的主尖腳放在圓柱夾具的上端面，兩前尖腳放在固定平臺(tái)的凹槽內(nèi)，望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺是測(cè)量微小長(zhǎng)度變化的裝置。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一、楊氏彈性模量?jī)x的調(diào)節(jié)1.將水準(zhǔn)儀放在平臺(tái)上，調(diào)節(jié)楊氏彈性模量?jī)x雙柱支架上的底腳螺絲，使立柱鉛直。2.將光杠桿放在平臺(tái)上，兩前尖腳放在平臺(tái)的凹槽中，主桿尖腳放在圓柱夾具的上端面上，但不可與金屬絲相碰。調(diào)節(jié)平臺(tái)的上下位置，使光杠桿三尖腳位于同一水平面上。3.在砝碼托上加1kg砝碼，把金屬絲拉直。并檢查圓柱夾具是否能在平臺(tái)孔中自由移動(dòng)。4.將望遠(yuǎn)鏡和標(biāo)尺安放在距離光杠桿約1.5米處。使光杠桿鏡面與平臺(tái)面大致垂直。望遠(yuǎn)鏡筒處于水平狀態(tài)并與鏡面等高，標(biāo)尺處于鉛直狀態(tài)。5.從望遠(yuǎn)鏡筒外上方沿鏡筒軸線方向觀察平面鏡內(nèi)是否有標(biāo)尺的像。假設(shè)無(wú)，那么上下左右移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡位置和微調(diào)平面鏡角度，直至在平面鏡中看到標(biāo)尺的像為止。6.調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的目鏡，使觀察到的十字叉絲最清晰。再前后調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡物鏡，使能看到清晰的標(biāo)尺像。微微上下移動(dòng)眼睛觀察十字叉與標(biāo)尺的刻度線之間有沒(méi)有相對(duì)移動(dòng)，假設(shè)無(wú)相對(duì)移動(dòng)，說(shuō)明無(wú)視差。記下此時(shí)十字叉絲橫線對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺的刻度值。假設(shè)有相對(duì)移動(dòng)，說(shuō)明存在視差，需仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡與物鏡之間的距離，并配合調(diào)節(jié)目鏡，直到視差消除。二、測(cè)金屬絲的楊氏彈性模量1.輕輕將砝碼加到砝碼托上，每次增加1kg，加至7kg為止。逐次記錄每加一個(gè)砝碼時(shí)望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺讀數(shù)。加砝碼時(shí)注意勿使砝碼托擺動(dòng)，并將砝碼缺口交叉放置，以防掉下。2.再將所加的7kg砝碼依次輕輕取下，并逐次記錄每取下1kg砝碼時(shí)望遠(yuǎn)鏡中的標(biāo)尺讀數(shù)。3.用鋼卷尺測(cè)量光杠桿鏡面至標(biāo)尺的距離和金屬絲的長(zhǎng)度各三次，分別求出它們的平均值。4.將光杠桿取下放在紙上，壓出三個(gè)尖腳的痕跡，用游標(biāo)卡尺測(cè)量出主桿尖腳至前兩尖腳連線的距離三次。取其平均值。5.用螺旋測(cè)微器在金屬絲的上、中、下三處測(cè)量其直徑，每處都要在互相垂直的方向上各測(cè)一次，共得六個(gè)數(shù)據(jù)，取其平均值。將以上數(shù)據(jù)分別填入表9-1、表9-2和表9-3中。6.用逐差法算出，再將有關(guān)數(shù)據(jù)化為國(guó)際單位代入式〔9-7〕中，求出金屬絲的楊氏彈性模量的平均值。將與公認(rèn)值比較，求出相對(duì)誤差。問(wèn)題討論1.為什么金屬絲的伸長(zhǎng)量要用光杠桿測(cè)量，而b、L、D那么用鋼卷尺測(cè)量〔用誤差分析說(shuō)明〕？2.為什么用逐差法處理本實(shí)驗(yàn)有關(guān)數(shù)據(jù)能減小測(cè)量的相對(duì)誤差？v2JgXt0HeUr-FbSp(C9Qn&A7Ol!y5MiZw3KgXu1HeVs-FcTq(DaRn&B8Ol$z6Mj#x3KhYu1IfWs+GdTq)EaRo*C8Pm%z6Nk#x4LhYv2JfWt0GdUr)EbSp*C9Qm%A7Nk!y5LiZw2JgXt0HeVr-FcSp(D9Qn&B7Ol$y5MjZw3KhXu1IeVs+FcTq(DaRo&B8P5Mj#w3KhXu1IeVs+GcTq)DaRo&B8Pm$z6Nj#x4KhYv2IfWt+GdUq)EbSo*C9Pm%A6Nk!y4LiZv2JgWt0HdUr-FbSp(C9Qn%A7OlNk!y4LiZv2JgWt0HeUr-FbSp(C9Qn&A7Ol!y5MiZw3KgXu1HeVs-FcTp(DaRn&B8Ol$z5Mj#x3KhYu1IfVs+GdTq)EaRo*B8Pm%z6Nk#x4LhYv2JfWt0GdUr)EbSp*C9Qm%A7Nk!y4LiZw2JgXt0HeUr-FcSp(D9Qn&A7Ol$y5MjZw3Kg5Mj#x3KhYu1IfVs+GdTq)EaRo*B8Pm%z6Nk#x4LhYv2IfWt0GdUr)EbSo*C9Qm%A7Nk!y4LiZw2JgXt0HeUr-FcSp(D9Qn&A7Ol$y5MjZw3KgXu1IeVs+FcTq(DaRn&B8Pl$z6Mj#x3KhYv1IfWs+GdTq)EbRo*C8Pm%z6Nk!x4LiYv2JfWt0HdUr-EbSp*C9A6Nk!x4LiZv2JgWt0HdUr-EbSp(C9Qn%A7Ok!y5MiZw3JgXu0HeVs-FcTp(DaQn&B8Ol$z5Mj#w3KhYu1IfVs+GcTq)EaRo*B8Pm$z6Nj#x4LhYv2IfWt+GdUr)EbSo*C9Pm%A7Nk!y4LiZv2JgXt0HeUr-FbSp(D9Qn&A7Ol!y5MjZw3KgXu1HeVs-p(D9Qn&A7Ol$y5MjZw3KgXu1IeVs+FcTq(DaRo&B8Pl$z6Mj#x4KhYv1IfWs+GdUq)EbRo*C8Pm%A6Nk!x4LiYv2JfWt0HdUr-EbSp*C9Qn%A7Ok!y5LiZw3JgXu0HeVr-FcTp(DaQn&B7Ol$z5Mj#w3KhXu1IfVs+GcTq)DaRo&B8Pm$Ro*C8Pm%z6Nk!x4LiYv2JfWt0HdUr-EbSp*C9Qn%A7Ok!y5LiZw3JgXu0HeVr-FcTp(DaQn&B7Ol$y5Mj#w3KhXu1IeVs+GcTq)DaRo&B8Pm$z6Nj#x4KhYv2IfWt+GdUq)EbSo*C9Pm%A6Nk!y4LiZv2JgWt0HeUr-FbSp(C9Qn%A7Ol!y5M2JgXt0HeUr-FbSp(D9Qn&A7Ol!y5MjZw3KgXu1HeVs+FcTq(DaRn&B8Pl$z6Mj#x3KhYu1IfWs+GdTq)EaRo*C8Pm%z6Nk#x4LiYv2JfWt0GdUr-EbSp*C9Qm%A7Ok!y5LiZw2JgXu0HeVr-FcSp(D9Qn&B7Ol$Tp(DaRn&B8Ol$z5Mj#x3KhYu1IfVs+GdTq)EaRo*B8Pm%z6Nk#x4LhYv2JfWt0GdUr)EbSo*C9Qm%A7Nk!y4LiZw2JgXt0r-EbSp*C9Qm%A7Ok!y5LiZw2JgXu0HeVr-FcSp(DaQn&B7Ol$y5MjZw3KhXu1IeVs+FcTq)DaRo&B8Pl$z6Nj#x4KhYv1IfWt+GdUq)EbRo*C9Pm%A6Nk!x4LiZv2JgWt0HdUr-EbSp(C9Qn%A7Ok!y5MiZw3JgXu0HeVs-FcC9Qn&A7Ol!y5MiZw3KgXu1HeVs-FcTq(DaRn&B8Ol$z6Mj#x3KhYu1IfVs+GdTq)EaRo*B8Pm%z6Nk#x4LhYv2JfWt0GdUr)EbSp*C9Qm%A7Nk!y5LiZw2JgXt0HeVr-FcSp(D9Qn&A7Ol$y5MjZw3KgXu1IeVs+FcTq(Da+GdTq)EaRo*B8Pm%z6Nk#x4LhYv2JfWt0GdUr)EbSp*C9Qm%A7Nk!y4LiZw2JgXt0HeUr-FcSp(D9Qn&A7Ol$y5MjZw3KgXu1IeVs+FcTq(DaRo&B8Pl$z6Mj#x4KhYv1IfWs+GdUq)EbRo*C8Pm%z$z6Mj#x4KhYv1IfWs+GdUq)EbRo*C8Pm%A6Nk!x4LiYv2JgWt0HdUr-EbSp*C9Qn%A7Ok!y5LiZw3JgXu0HeVr-FcTp(DaQn&Bq(DaRo&B8Pl$z6Mj#x4KhYv1IfWs+GdUq)EbRo*C8Pm%z6Nk!x4LiYv2JfWt0HdUr-EbSp*C9Qn%A7Ok!y5LiZw3JgXu0HeVr-FcTp(DaQn&B7Ol$z5Mj#w3KhXu1IfVs+GcTq)DaRo&B8Pm$z6Nj#x4KhYv2IfGcTq)EaRo*B8Pm$z6Nk#x4LhYv2IfWt0GdUr)EbSo*C9Qm%A7Nk!y4LiZv2JgXt0HeUr-FbSp(D9Qn&A7Ol!y5MjZw3KgXu1HeVs+FcTq(DaRn&B8Pl$z6Mj#x3KhYv1IfWs+GdTq)EaRo*C8Pm%z6Nk#hYv1IfWs+GdUq)EbRo*C8Pm%A6Nk!x4LiYv2JgWt2JfWt0HdUr-EbSp*C9Qm%A7Ok!y5LiZw2JgXu0HeVr-Xu1HeVs+FcTq(DaRn&B8Pl$z6Mj#x3KhYv1IfWs+GdTq)EbRo*C8Pm%z6Nk#x4LiYv2JfWt0GdUr-EbSp*C9Qm%A7Ok!y5LiZw2JgXu0HeVr-FcSp(DaQn&B7Ol$y5Mj#w3KhXu1IeVs+GcTq)DaRo&B8z5Mj#w3KhXu1IfVs+GcTq)DaRo*B8Pm$z6Nj#x4LhYv2IfWt+GdUr)EbSo*C9Pm%A7Nk!y4LiZv2JgWt0HeUr-FbSp(C9Qn&A7Ol!y5MiZw3KgXu1HeVs-FcTq(DaRn&B8Ol$z6Mj#x3KhYu1Ix4LhYv2IfWt+GdUq)EbSo*C9Pm%A6Nk!y4LiZv2JTq)EaRo*C8Pm%z6Nk#x4LiYv2JfWt0GdUr-EbSp*Cr-FbSp(C9Qn&A7Ol!y5MiZw3KgXu1HeVs-FcTq(DaRn&B8Ol$z6Mj#x3KhYu1IfWs+GdTq)EaRo*C8Pm%z6Nk#x4LhYv2JfWt0GdUr)EbSp*C9Qm%A7Nk!y5LiZw2JgXt0HeVr-FcSp(D9Qn&k!y5LiZw3JgXu0HeVr-FcSp(DaQn&B7Ol$y5Mj#w3KhXu1IeVs+GcTq)DaRo&B8Pm$z6Nj#x4KhYv2IfWt+GdUq)EbSo*C9Pm%A6Nk!y4LiZv2JgWt0HdUr-FbSp(C9Qn%A7Ol!y5&B7Ol$y5Mj#w3MjZw3KhXu1IeVs+FcTq)DaRo&B8Pl$z6Mj#x4KhYv1IfWs+GdUq)EbRo*C8P6Nj#x4KhYv2IfWt+GdUq)EbSo*C9Pm%A6Nk!y4Li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