1、 杨氏模量定义：根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，比值被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性，杨氏模量越大，越不容易发生形变。用拉伸法测金属丝的杨氏模量参考报告一、实验目的1.学会用拉伸法测量杨氏模量；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.学会不确定度的计算方法，结果的正确表达；5.学会实验报告的正确书写。二、实验器材YWC-1 杨 氏弹性模量 测量仪（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）、钢卷尺（0-200cm ,0.1cm） 、游标卡(0-150mm,0.02mm
2、)、螺旋测微器(0-25mm,0.01mm)三、验原理在外力作用下，固体所发生的形状变化称为形变。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，截面积为 ，沿长度方向施力 后，物体的伸长 ，则在金属LSFL丝的弹性限度内，有：我们把 Y 称为杨氏弹性模量。LSY如上图：201DAtgxL)(201ADxL)(8)(241012012AxdFLLAxSFY四、实验内容仪器调整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
3、平面镜正前方 1.500-2.000m 左右位置上；4、粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节等高,望远镜的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜外看到尺子的像；5、调节物镜焦距能看到尺子清晰的像，调节目镜焦距能清晰的看到叉丝；6、调节叉丝在标尺 0 刻度 以内，并使得视差不超过半格。cm2测量1.下无挂物时标尺的读数 ；0A2.依次挂上 的砝码，七次，计下 ；kg1 7654321,A3.依次取下 的砝码，七次，计下 ； ,4.用米尺测量出金属丝的长度 （两卡口之间的金属丝）、镜面到L尺子的距离 ；D5.用游标卡尺测量出光杠杆 、用螺旋测微器测量出金属丝直径x。d数据处理方法逐差法1、
4、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。逐差法采用隔项逐差： 4)()()()( 37261504 AAA注：上式中的 为增重 的金属丝的伸长量。kg五、 （1）数据的记录（2）数据处理1、求 iA同理求得其它 填入表中 20.0.102miA同理求得021A仪 仪 仪i mi（ kg）加砝码（iA210m）减砝码 iA（ m2）平均值 i（ m210）4iiiA（ m）210不确定度01230.0001.0002.0003.0000.000.470.941.380.000.490.981.400.000.480
5、.961.391.841.821.801.820.06 mA21045674.0005.0006.0007.0001.832.292.773.211.852.312.753.211.842.302.763.21=( ) mA1.8262直径 未加载( m)310加满载( m)310d上0.601 0.601 0.599 0.599平均值 0.600 md310d中0.601 0.601 0.600 0.600 不确定度： 0.006 md3d下0.602 0.601 0.596 0.598 ( ) m6.041螺旋测微器零点读数：0.000 m ;游标卡尺零点读数 0.00 m3103(1.5
6、020 0.0005) mD(6.820 0.005) mL10其他数据(7.660 0.002) mx2结果表达Y=（2.04 0.13）102/mN相对不确定度：6.3% 百分差： 0.5%1234562AAA仪2、求 i同理求得 ， ， 填入表中20401.8.410m1A23同理求得04022A仪 仪 仪 123A仪3、求金属丝伸长量405162732()()()()41.8.8.AAm22222(1.84)(1.8)(1.80)(1.8)4 30.17iAS220.17.50.61A m仪4、求金属丝直径 d12345678910123120.6.0.0.6.5.60.59.0.6.
7、598. dddm 222222222(0.61.)(0.61.)(0.6.)(0.61.).59.1(0.596.)(0.59.6)(0.6)(0.598.6)1iddS30.7m2 32323(0.17)(0.51)0.61dS m仪5、求 Y1 122 422288.9.68.04/3.14(0)7.08FLD NdxA 22YLDXdE=222220.5.00.6.0.6681718 =6.3% 1122.04.3%0./YENm标准值： 25/Nm百分差： 注：本实验百分差 10%110.42.501.%PY六、误差分析1.误差主要取决于金属丝的微小变化量和金属丝的直径，由于平台上的圆柱形卡头上下伸缩存在系统误差，用望远镜 读取微小变化量时存在随机误差。2.实验测数据时，由于砝码的摇晃使得金属丝没有绝对静止，读数时存在随机误差。3.测量金属丝直径时，由于存在椭圆形，故测出的直径存在系统误差和随机误差。4.测量 D 时米尺没有拉水平，测量 L 时米尺没有铅垂导致误差存在。5.测量 X 时，由于作垂线没有完全的垂直，导致 X 值的测量存在误差。
