杨氏模量.ppt

杨氏模量的测量
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一、实验目的
1、理解杨氏模量的物理意义
2、掌握用拉伸法测金属丝杨氏模量的原理及方法
难点：杨氏模量测定仪的调节
重点：微小量的测量法
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二、实验原理
1、 杨氏模量的测量原理
设长为L、杨氏模量的测量
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一、实验目的
1、理解杨氏模量的物理意义
2、掌握用拉伸法测金属丝杨氏模量的原理及方法
难点：杨氏模量测定仪的调节
重点：微小量的测量法
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二、实验原理
1、 杨氏模量的测量原理
设长为L、截面积为S的钢丝，在外力F作用下，在长度方向伸长△L。
根据胡克定律，在弹性限度内，正应力 F／S与拉伸应变 △L／L成正比，即:
（1）
式中：Y是杨氏模量。
（2）
式中：d是钢丝的直径。
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二、实验原理
2、 微小伸长量的测量原理
在（2）中， △L是一个微小的量，可采用光杠杆法进行测量。
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二、实验原理
当钢丝在外力F作用下发生微小变化△L时，平面反射镜面发生偏转，转角为θ。从望远镜中看到的是标尺刻度 经平面反射镜形成的像，像相对平面镜转动了2θ，对应的距离为 △n。
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二、实验原理
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二、实验原理
杨氏模量的大小仅取决于材料本身的性质，与材料的几何形状及所受外力的大小无关。
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三、实验仪器
YMC-1型
杨氏模量测定仪
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三、实验仪器
望远镜
标 尺
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三、实验仪器
望远镜内部结构图
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三、实验仪器
钩 码
光杠杆
拉伸仪底座调节螺钉
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四、实验内容
1、用钢卷尺测钢丝原长L。
2、用螺旋测微器测钢丝直径d，在钢丝上、中、下三个部位两个正交方向共测6次。
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四、实验内容
3、用钢卷尺测标尺到平面镜（光杠杆两前足所在的沟槽）的距离 R。
4、用钢卷尺测光杠杆常数 b。
b
B
C
A
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四、实验内容
5、调杨氏模量仪底脚螺钉，使金属方框处于无碍状态。
调节
底座螺钉
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四、实验内容
6、正确放置光杠杆，要求反射镜面铅直，工作台和T形架的三足尖处在同一水平面上。
7、粗调望远镜筒光轴与反射镜面中心等高及望远镜光轴水平。
8、调望远镜目镜，直到看见清晰的十字叉丝。
9、调节望远镜，找到标尺的像。
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标尺像
分划板
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四、实验内容
10、测钢丝微小伸长量。
先记下标尺刻度像读数n。，
然后将钩码轻轻挂到方形夹头下的环上，稳定后记下标尺刻度像读数n1，
逐次加上槽码并记下相应读数ni； 之后递减槽码，直到将钩码全部取下，并记下相应读数ni。
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四、实验内容
数据记录表格 （ b= ，R= ，L= ）
钢丝的直径d
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四、实验内容
外力与标尺读数
加砝码
减砝码
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五、实验注意事项
1、加减砝码时一定要轻拿轻放，切勿压断钢丝。
2、使用千分尺时只能用棘轮旋转。
3、用钢卷尺测量标尺到平面镜的垂直距离时，尺面要放平。
4、杨氏模量仪的主支架已固定，不要调节主支架。
5、测量钢丝长度时，要加上一个修正值，是夹头内不能直接测量的一段钢丝长度。
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六、思考题
1、除本实验介绍的拉伸法法外，你还能提出其它更好更简捷的方法吗？
2、总结调节望远镜最简捷的步骤。
3、加减钩码时，标尺读数不相同的原因是什么？
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