文档介绍：杨氏弹性模量的测定
力学实验(四)
山西师范大学物理与信息工程学院
实验目的:
1. 用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量;
2. 掌握用光杠杆测量微小长度的原理及方法;
3. 学会用逐差法处理实验数据。
实验原理:
一粗细均匀的长度为L、横截面积为S的金属丝,将其上端固定,下端悬挂砝码。金属丝受砝码重力F的作用而发生形变,伸长量为ΔL ,比值F/S是金属丝截面上单位面积所受的作用力,叫做应力,而比值ΔL/L是金属丝单位长度的相对形变,叫做应变。
实验原理:
物体在一定的弹性范围内,物体所受的应力与应变成正比,叫做胡克定律,即 F/S=E ·ΔL/L。比例系数E即为杨氏弹性模量。E 可由下式计算:
杨氏弹性模量是表征材料性质的一个参量,仅与材料的结构、成分及其加工制造的方法等有关,杨氏模量的大小标志了材料的刚性。
实验通过测定金属丝受拉力F、长度L、升长量ΔL和金属丝面积 S (通过直接来确定)来测得E。
实验仪器:
杨氏模量测量仪;
光杠杆、镜尺组;
钢卷尺、钢直尺、砝码;
螺旋测微计。
仪器原理:
杨氏模量测量仪构造及原理:
实验步骤:
1. 调节支架底座的三个螺丝,使支架垂直(钢丝铅直),并使夹持钢丝下端的夹头(小金属圆柱体)能在平台小孔中无摩擦地自由活动。
2. 将光杠杆放在平台上,两前足尖放在平台的沟槽中,后足尖放在下夹头的上表面,然后用眼睛估计,使小平面镜镜面垂直平台。
3. 调节望远镜标尺至光杠杆平面镜的距离。
4. 调节望远镜与小平面镜大致等高(先用钢卷尺测量一下平面镜离地面的高度,然后再用钢卷尺测量并调节望远镜的高低与此大致等高)。
实验步骤:
5. 移动望远镜,使其垂对准平面镜,并使望远镜上方两端的缺口准星与平面镜三点