最新大学物理实验拉伸法测金属丝的杨氏模量PPT课件.ppt

进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅返回返回 【实验目的】 1. 掌握用静态拉伸法测定金属丝杨氏模量 的方法。 2. 学习使用光杠杆测微小长度变化的原理和方法，学会使用望远镜。 3. 学会使用逐差法处理数据。 设起始状态标尺上的测量读数为设起始状态标尺上的测量读数为 n1n1，当待测当待测钢丝受力作用而伸长时，光杠杆后脚随之下钢丝受力作用而伸长时，光杠杆后脚随之下降，杠杆架和镜面偏转降，杠杆架和镜面偏转角，反射线转过角，反射线转过 2 2角，此时标尺读数为角，此时标尺读数为n2 n2 ， 则有则有 由于由于很小很小, , 所以有所以有 消去消去, 得得 (3)(3)式中式中, n-n0=n。 bLtanDnn02tanbLDnn02nDbDbnnL220将式(3 )代入式(2)中， 得 本实验使钢丝伸长的力F是砝码作用在钢丝上的重力mg, 因此,杨氏弹性模量的测量公式为 (4) (5)(5) 注意注意: :式中式中,n n与与m m有对应关系。如果有对应关系。如果m m是是1 1个砝码的质量个砝码的质量, , n n应是荷重增应是荷重增( (或减或减)1)1个砝码所引起的光标偏移量个砝码所引起的光标偏移量; ; 如果如果n n是荷重增是荷重增( (或减或减)4)4个砝码所引起的光标偏移量个砝码所引起的光标偏移量, ,m m就应是就应是4 4个砝码的质量。个砝码的质量。 nbdFLDE28nbdmgLDE28 【实验内容和要求实验内容和要求】 1.1.杨氏模量仪的调整 (1) 调节支架底座螺丝,使底座水平(观察底座上的水准仪)。 (2) 将光杠杆放在平台上，两前足放在平台前面的横槽内，后足放在活动金属丝夹具上，但不可与金属丝相碰调整平台的上下位置，使光杠杆前后足位于同一水平面上。 2.光杠杆及望远镜尺组的调节 (1) 外观对准 将望远镜尺放在离光杠杆镜面约为1.52.0 m处，并使二者在同一高度。 调整光杠杆镜面与平台面垂直。 望远镜成水平，标尺与望远镜光轴垂直。 （2）镜外找像 从望远镜上方沿镜筒方向观察光杠杆镜面，应看到镜面中有标尺的像。若没有标尺的像，可左右移动望远镜尺组或微调光杠杆镜面的垂直程度，直到能观察到标尺像为止。只有这时来自标尺的入射光才能经平面镜反射到望远镜内。 （3）镜内找像 先调望远镜目镜，看清叉丝后，再慢慢调节物镜，直到看清标尺的像。 （4）细调 观察到标尺像后，再仔细地调节目镜和物镜，使既能看清叉丝又能看清标尺像，且没有视差。 3. 测量 采用等增量测量法. （1）记录望远镜中尺像的初读数及每增重1kg后的读数。 （2）依次减少砝码（如每次1kg），并记录每次相应的读数. 用逐差法计算望远镜中尺像读数的平均改变量及其不确定度。 （3）用钢卷尺测量光杠杆镜面到标尺的距离D和金属丝的长度L。 （4）用钢板尺测出光杠杆后足到两前足连线的垂直距离b。 （5）选择金属丝的不同位置，多次测量金属丝的直径d，求其平均值 。4. 计算金属丝的杨氏模量及其不确定度，表示出测量结果。 【注意事项】 1 1光杠杆和望远镜尺组一经调好，在实验中不得再移光杠杆和望远镜尺组一经调好，在实验中不得再移动，否则测量数据无效，应重新测量。动，否则测量数据无效，应重新测量。 2.2.加减砝码时动作要平稳加减砝码时动作要平稳, ,勿使砝码托摆动。否则将会勿使砝码托摆动。否则将会导致光杠杆后足尖发生移动。并在每次增减砝码后，等金导致光杠杆后足尖发生移动。并在每次增减砝码后，等金属丝完全不晃动时才能读数。属丝完全不晃动时才能读数。 3.3.在测量过程中，不能碰动各仪器。增加砝码时应将在测量过程中，不能碰动各仪器。增加砝码时应将砝码缺口交叉放置。（为什么？）砝码缺口交叉放置。（为什么？） 4.4.对测得的一组对测得的一组 n n 值值, ,如果如果 n n 不按比例增减，应分不按比例增减，应分析原因后重新测量。析原因后重新测量。 5. 5.用千分尺测用千分尺测d d时，应先检查零点读数，并记录零点误时，应先检查零点读数，并记录零点误差。要求对不同位置处测差。要求对不同位置处测6 6次。次。次数荷重增重读数减重读数平均值增4KG数变化03kg14kg25kg36kg47kg58kg69kg710kg【思考题思考题】 1. 在什么情况下可以用逐差法处理数据？逐差法处理数据有哪些优点? 2. 本实验若不用逐差法处理数据，如何用作图法处理数据? 3. 分析本实验测量中哪个量的测量对E的结果影响最大？你对实验有何改进建议？ 4. 用望远镜观察标尺的读数，不仅调节困难，而且会造成眼睛疲劳，如何用一个市售的激光指示器来替换望远镜，仍能实现对微小长度量的放大测量？ 5本实验中，各个长度量用不同的仪器来测定，是怎样考虑的？为什么？ 6分析本实验测量中哪个量的测量对E的结果影响最大？如何进一步改进？ 7.千分尺的读数。（eg.下图）返回返回 结束19 结束语结束语