拉伸法测钢丝的杨氏弹性模量篇一用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量实验报告示范 实验名称用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量 一实验目的 学习用拉伸法测定钢丝的杨氏模量；掌握光杠杆法测量微小变化量的原理；学习用逐差法处理数据。
二实验原理 长为l，截面积为S的金属丝，在外力F的作用下伸长了l,称Y丝直径为d，即截面积Sd2/4,则Y F/S 为杨氏模量（如图1）。设钢l/l 4lF 。
ld2 伸长量l比较小不易测准，因此，利用光杠杆放大原理，设计装置去测伸长量l（如图2）。
由几何光学的原理可知，l 8FlLbb 。nn0n，Y2 2L2Ldbn 图1图2 三主要仪器设备 杨氏模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分卡；游标卡尺；米尺；待测钢丝；砝码；水准器等。
四实验步骤 1.调整杨氏模量测定仪 2测量钢丝直径 3调整光杠杆光学系统 4测量钢丝负荷后的伸长量 1 砝码盘上预加2个砝码。记录此时望远镜十字叉丝水平线对准标尺的刻度值n0。
2 依次增加1个砝码，记录相应的望远镜读数n1。
,n2，,n7 3 再加1个砝码，但不必读数，待稳定后，逐个取下砝码，记录相应的望远镜读数n7。
,n6，,n1,n0 4 计算同一负荷下两次标尺读数ni和ni的平均值ninini/2。
5 用隔项逐差法计算n。
5.用钢卷尺单次测量标尺到平面镜距离L和钢丝长度；用压脚印法单次测量光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离b。
6进行数据分析和不确定度评定，报道杨氏模量值。
五数据记录及处理 1多次测量钢丝直径d 表1 用千分卡测量钢丝直径d（仪器误差取0.004mm）钢丝直径d的 A类不确定度uAd 112 ddi2/n1 i nn1n 0.278104/610.0024 mm B类不确定度uBd 0.0040.0023mm 总不确定度uCd 22uAduBd0.0034 mm 相对不确定度 urd uCd0.0034 0.48 0.710测量结果 d0.7100.004mm urd0.482单次测量用米尺单次测量钢丝长l、平面镜与标尺间距L，用游标卡尺测量光杠杆长b （都取最小刻度作为仪器误差，单次测量把B类不确定度当作总不确定度处理）表2 钢丝长l、平面镜与标尺间距L、测量光杠杆长b单位mm （计算方法不确定度仪器误差/ ）3光杠杆法测量钢丝微小伸长量 “仪器误差”，即un0.02/0.012mm）4计算杨氏模量并进行不确定度评定 8FlL 可得钢丝的杨氏模量的 d2bn 8FlL84.009.8663.0103907.510311 2.12310近真值YN/m2 23232 dbn3.140.7101075.86100.7410 由表1、表2、表3所得数据代入公式Y 相对不确定度 urYurl2urL22urd2urb2urn2 0.0008720.00064220.004820.0001620.001620.98 总不确定度uCYurYY0.2110N/m2 11 Y2.120.211011N/m2 测量结果 urY0.98篇二拉伸法测钢丝的杨氏弹性模量 用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量 一、实验目的 1.学会用光杠杆法测量杨氏弹性模量； 2.掌握光杠杆法测量微小伸长量的原理； 3.学会用逐差法处理实验数据； 4.学会不确定的计算方法，结果的正确表达； 5.学会实验报告的正确书写。
二、实验仪器 杨氏弹性模量测量仪、钢卷尺、游标卡尺、螺旋测微器 三、实验原理 在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中，只研究金属丝弹性形变，为此，应当控制外力的大小，以保证外力去掉后，物体能恢复原状。
最简单的形变是金属丝受到外力后的伸长和缩短。金属丝长L，截面积为S，沿长度方向施力F后，物体的伸长L，则在金属丝的弹性限度内，有这样的公式 FE L 在这里我们把E称为杨氏弹性模量。
如下图L tg xx Ln（nn2n0）2Dn2D F F12 d 8FLD E Lxd2xn n LL 四、实验内容。
（1）仪器调整。
1.杨氏弹性模量测定仪底座调节水平； 2.平面镜镜面放置与测定仪平面垂直； 3.将望远镜放置在平面镜正前方1.5-2.0m左右位置上； 4.粗调望远镜将镜面中心、标尺零点、望远镜调节到等高，望远镜上 的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜上方看到尺子的像； 5.细调望远镜调节目镜焦距能清晰的看到叉丝，并先调节物镜焦距找 到平面镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺子清晰的像； 6.n0一般要求调节到零刻度。
（2）实验测量。
1、计下无挂物时刻度尺的读数n0； 2、依次挂上1kg的砝码，七次，计下n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7； 3、依次取下1kg的砝码，七次，计下n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7； 4、用米尺测量出金属丝的长度L（两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离D； 5、用游标卡尺测量出光杠杆x、用螺旋测微器测量出金属丝直径d。
（3）数据处理。
1、实验测量时，多次测量的算术平均值最接近于真值。但是简单的求一下平均还是不能达到最好的效果，我们多采用逐差法来处理这些数据。
2、逐差法采用隔项逐差 n4n0n5n1n6n2n7n3 4 3、上式中的为增重4kg的金属丝的伸长量。五、实验数据记录处理 金属丝伸长量A A4A0A5A1A6A2A7A3 1.82cm 4 Sn a i12 4 i A 2 41 2 0.02cm ASn仪0.05cm 金属丝直径 d1d2d3d4d5d6 0.600mm 6 Sn d d i12 6 i 2 61 2 0.002mm Sn仪0.005mm（i为下表中第5列数据）8FLD84.0009.8068.20102150.20102 E22.041011N/m2 3232 dxA3.140.6001076.60101.8210 ALDdx 2E LDdAx 112.0410 112 0.1310N/m 2 注E02.0002.100 1011N/m 22222 百分差 EE02.0410112.10010112.0410112.0001011 E100100321111 E02.100102.00010 六、实验注意事项及误差分析。
（1）注意事项 1.光杠杆、望远镜和标尺所构成的光学系统一经调节好后，在实验过程中就不可在移动，否则，所测的数据将不标准，实验又要重新开始； 2.不准用手触摸目镜、物镜、平面反射镜等光学镜表面，更不准用手、布块或任意纸片擦拭镜面； （2）误差分析 1、实验测数据前没有事先放上去一个2kg砝码，将金属丝拉直，作为一个基准点；2、用游标卡尺在纸上测量x值和螺旋测微器测量读数时易产生误差； 3、测量金属丝长度时没有找准卡口； 4、米尺使用时常常没有拉直，且应该注意水平测量D，铅垂测量L； 5、在加减砝码是应该注意轻放，避免摇晃。篇三用拉伸法测钢丝杨氏模量实验报告 用拉伸法测钢丝杨氏模量实验报告杨氏弹性模量测定仪；光杠杆；望远镜及直尺；千分尺；游标卡尺；米尺；待测钢丝；砝码等。
式中，F是钢丝所受的力，l是钢丝的长度，L是镜面到标尺间的距离，d是钢丝 的直径，b是光杠杆后足到两前足尖连线的垂直距离，n是望远镜中观察到的标尺刻度值的变化量。
3.隔项逐差法 隔项逐差法为了保持多次测量优越性而采用的数据处理方法。使每个测量数据在平均值内都起到作用。本实验将测量数据分为两组，每组4个，将两组对应的数据相减获得4个n，再将它们平均，由此求得的n 是F 增加4千克力时望远镜读数的平均差值。
标尺的平均差值n是力F4千克力时对应的标尺变化值，F取40牛顿。
把B类不确定度当作总不确定度，并取仪0.1/50.2mm，则u（n）0.12mm。
度 02 3.钢丝直径d的测量。
设，则A类不确定度； B类不确定； 总不确定 度 所以，，相对不确定 度 4.杨氏模量Y的计算 。
相对不确定度 总不确定度 ； 实验结果标准形式