最新10043619003实验6 拉伸法测定金属杨氏模量
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用拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验报告《用拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验报告》
嘿,朋友们!今天我来给大家讲讲我做的这个超有趣的用拉伸法测量金属丝杨氏模量的实验!(就像我们要探索一个神秘的宝藏一样刺激!)
实验开始前,那根金属丝乖乖地躺在那儿,仿佛在等待着我们去揭开它的秘密呢。
(这不就像一个等待被唤醒的小战士嘛!)我和小伙伴们可兴奋了,都迫不及待地想开始。
我们小心地把金属丝安装在实验装置上,这过程就好像在给它打扮一样,得特别仔细。
(就跟给宝贝穿衣服一样不能马虎呀!)然后,慢慢给它施加拉力,看着它一点点被拉长,哇,那种感觉真奇妙!(这就像看着小树苗一点点长大一样神奇!)
在测量数据的时候,我们可是全神贯注,眼睛瞪得大大的,生怕错过一点。
(那认真的样子,就像侦探在寻找关键线索呢!)每一个数据都感觉好重要啊!“哎呀,这个数字读对了没?”我还时不时问小伙伴。
经过一番努力,终于测得了所有的数据。
这时候大家都特别有成就感。
(就像打了一场大胜仗一样开心!)
分析数据的时候,才发现这里面可藏着大学问呢。
就好像解开一道复杂的谜题一样。
(哎呀,原来这里面有这么多门道啊!)
这次实验,让我对杨氏模量有了更深刻的理解,也让我感受到了科学实验的魅力。
(真的太棒啦!)以后我还要多做这样的实验,探索更多的科学奥秘呢!(大家也快来试试呀!)。
拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告一、实验目的1、学会用拉伸法测量金属丝的杨氏模量。
2、掌握光杠杆放大原理和测量微小长度变化的方法。
3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等测量长度的仪器。
4、学习数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。
假设一根粗细均匀的金属丝,长度为\(L\),横截面积为\(S\),在受到外力\(F\)作用下伸长了\(\Delta L\)。
根据胡克定律,在弹性限度内,应力\(F/S\)与应变\(\Delta L/L\)成正比,其比例系数即为杨氏模量\(E\),数学表达式为:\E =\frac{F}{S} \times \frac{L}{\Delta L}\在本实验中,外力\(F\)由砝码的重力提供,横截面积\(S\)可通过测量金属丝的直径\(d\)计算得到(\(S =\frac{\pid^2}{4}\)),金属丝的原长\(L\)用米尺测量,而微小伸长量\(\Delta L\)则采用光杠杆法测量。
光杠杆装置由光杠杆、望远镜和标尺组成。
光杠杆是一个带有三个尖足的平面镜,前两尖足放在平台的沟槽内,后尖足置于金属丝的测量端。
当金属丝伸长(或缩短)\(\Delta L\)时,光杠杆的后尖足随之升降\(\Delta L\),从而带动平面镜转动一个角度\(\theta\)。
从望远镜中可以看到标尺像的移动,设标尺像移动的距离为\(n\),光杠杆常数(即两前尖足到后尖足连线的垂直距离)为\(b\),望远镜到光杠杆平面镜的距离为\(D\),则有:\\tan\theta \approx \theta =\frac{n}{D}\\\tan 2\theta \approx 2\theta =\frac{\Delta L}{b}\由上述两式可得:\\Delta L =\frac{nb}{2D}\将\(\Delta L\)代入杨氏模量的表达式,可得:\E =\frac{8FLD}{\pi d^2 n b}\三、实验仪器1、杨氏模量测定仪:包括底座、立柱、金属丝、光杠杆、砝码等。
拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验报告《拉伸法测量金属丝的杨氏模量实验报告》
嘿,朋友们!今天我要来给你们讲讲我做的拉伸法测量金属丝杨氏模量的实验,那可真是一次超级有趣的体验啊!
实验开始前,我就像要去探险一样兴奋!我准备好了各种器材,那根金属丝就静静地躺在那里,好像在等着我去揭开它的秘密。
我心里想着:“这根小小的金属丝里到底藏着怎样的奥秘呢?”
然后我和小伙伴们一起动手啦!我们小心翼翼地把金属丝安装到实验装置上,就像在给一个小宝贝安家一样。
我还打趣地说:“嘿,可得轻点儿对它呀!”大家都笑了。
当我们开始施加拉力的时候,那种感觉就像是在和金属丝拔河一样。
它一开始还有点不情愿呢,不过慢慢地就开始伸长啦!看着它一点点变化,我心里那个激动啊,哎呀,真的很难形容!就好像看着一颗种子慢慢发芽长大。
在测量数据的过程中,我们可真是一丝不苟啊!每一个数值都像是宝贝一样,生怕记错了。
我和小伙伴还互相提醒:“嘿,你可看准了啊,别出差错!”这感觉就像是在完成一项超级重要的任务。
经过一番努力,终于得出了结果!哇,那种满足感简直爆棚!就好像我们征服了一座小山一样。
这次实验让我深刻地体会到了科学的魅力,它就像一个神秘的宝藏,等着我们去挖掘。
总之,这次实验真的是太棒了!你们也快去试试吧,绝对会让你们大开眼界的!。
用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告用拉伸法测金属丝的杨氏模量实验报告引言:杨氏模量是材料力学性质的重要指标之一,它描述了材料在拉伸过程中的刚度和变形能力。
本实验通过拉伸金属丝的方法来测量杨氏模量,旨在了解金属丝的力学性质,并探讨拉伸过程中的变形行为。
实验装置和步骤:实验装置主要包括拉伸机、金属丝样品、刻度尺、电子天平和计算机。
具体的实验步骤如下:1. 将金属丝样品固定在拉伸机的夹具上,并调整夹具使其与拉伸机的拉伸轴心对齐。
2. 通过调整拉伸机的拉伸速度和加载范围,使实验能够在合适的条件下进行。
3. 使用刻度尺测量金属丝的初始长度,并记录下来。
4. 启动拉伸机,开始对金属丝进行拉伸。
5. 在拉伸过程中,使用电子天平测量金属丝的质量,并记录下来。
6. 当金属丝断裂时,停止拉伸机的运行,并记录下金属丝的最终长度。
实验数据处理:根据实验步骤所得到的数据,可以计算出金属丝的应力和应变。
应力定义为单位面积上的力,可以通过施加在金属丝上的拉力除以金属丝的横截面积得到。
应变定义为单位长度上的变形量,可以通过金属丝的伸长量除以初始长度得到。
根据胡克定律,应力与应变之间的关系可以用以下公式表示:应力 = 弹性模量× 应变其中,弹性模量即为杨氏模量。
通过绘制应力-应变曲线,可以得到金属丝的杨氏模量。
在实验中,我们可以根据拉伸过程中的应力和应变数据,绘制出应力-应变曲线,并通过线性拟合得到斜率,即金属丝的杨氏模量。
实验结果和讨论:根据实验数据处理得到的应力-应变曲线,我们可以得到金属丝的杨氏模量。
实验结果显示,金属丝的杨氏模量为XXX GPa(Giga Pascal)。
这个结果与文献中的数值相符合,证明了实验方法的可靠性。
在拉伸过程中,金属丝会发生塑性变形,即超过了材料的弹性限度。
这是因为金属丝在受到拉力的作用下,晶体结构发生了位错滑移,导致金属丝的形状发生变化。
当拉力超过金属丝的极限强度时,金属丝会发生断裂。
用拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量实验报告拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量实验报告
实验原理:
拉伸实验是指将弹性样品整体承受一直拉力F,而其同时受轴向拉力T的拉伸实验,
通过测量拉伸实验的样品的拉伸变形量,推知其伸长量与轴向荷载(T)之比,这一比值
就是杨氏弹性模量。
实验仪器和装置:
本实验使用的仪器和装置是:电子称、压迫力传感器、拉伸脉冲式扭矩传感器、电动
改变中心距、实验平台以及拉伸测量系统。
实验环境:
实验环境稳定,温度、湿度均在20℃时,室温保持在25℃以下,湿度保持在50%以下;光照明亮,可使测量精度更高。
实验方法:
1.选取合格的金属丝样品,将金属丝在两个支点上受上力,其中间部分悬空放置,应
用拉伸传感器,将力传感器的正负极接线联接到拉伸测量系统,以便测量拉伸时的变形量;
2.调节力传感器的拉伸力,测量金属丝在拉伸情况时的杨氏弹性模量;
3.如果所测量金属丝中受力跨度较短,可以适当增加测量力的大小,控制其变形量,
以测得最终结果;
4.在做精度处理时,应按试验标准及要求的容差,采取逐渐迭代的原则做精确的测量,充分检验该样品的杨氏弹性模量;
5.最后,将实验最终结果和测得的参数对比,进行分析,得出金属丝的杨氏弹性模量
大小,从而完成此次实验。
实验结论:
本次实验以拉伸法测量金属丝的杨氏弹性模量,由于采用了拉伸测量仪器和设备,对
金属丝进行严格控制,从而极大提高测量精度,最终杨氏弹性模量结果达到设计要求。
拉伸法测定金属的杨氏模量实验指导书1、实验仪器清单杨氏模量仪、光杠杆、尺读望远镜、游标卡尺、千分尺、钢卷尺、砝码 2、实验内容和教学要求1)掌握拉伸法测定金属杨氏模量的方法:本实验利用钢丝在外力拉伸时产生形变,使得钢丝伸长。
根据胡克定律,在钢丝的弹性限度内,钢丝的应力与应变成正比:LL YS F ∆=。
只要测出在一定的受力状态下,钢丝的伸长量ΔL 就能求出钢丝的杨氏模量了。
2)学习用光杠杆放大测量微小长度变化量的方法:不过钢丝的伸长量的变化是一个微小量,用普通的方法难以测到,必须使这个微小量被放大才能测量。
本实验用光杠杆法放大微小量,放大方法如下图所示:从图1中我们可以看到,当钢丝拉力变化ΔF 时长度的变化为ΔL ,此时刻度尺的读数就变化了ΔN ,而要读出ΔN 是一件轻而易举的事。
我们知道:θθh htg L ≈=∆,θθD Dtg N 22≈=∆;不难得出:DN h L 2∆=∆,所以我们可以得到:Nh d FLD Y∆∆=π28。
又因为F=Mg ,所以有Nh MgLD Y d∆∆=π283)学习用最小二乘法处理数据。
本实验不直接计算ΔF 和ΔN ,而是将实验中测到的N i 和F i 直接代入最小二乘法公式中计算b ,和它的不确定度,参看课本27页公式(9)、(10)与(12),令N y M x ==,,之后再求出杨氏模量Y 和它的不确定度。
注意此时hbLDgY dπ28=。
3、重点与难点掌握用光杠杆放大测量微小长度变化量的方法,必需做到能把原理和实际的仪器状态相对应。
学会如何把模氏模量仪、光杠杆和尺读望远镜三者之间的相对位置调整好。
4、难点指导1)装置的调节关键在于弄清调节仪器的目的而不是盲目地调节。
首先杨氏模量的平台要水平,然后光杠杆的后足和前足的放置要能达到可以真实地反映钢丝长度的变化,光杠杆的镜面要垂直于杨氏模量的平台。
之后就是尺读望远镜的调节了。
尺读望远镜的调节要达到几个目标: (a )距离光杠杆约1.5m ;(b )尺读望远镜要水平并与光杠杆的镜面等高;(c )望远镜和它旁边的刻度尺必须要相对于光杠杆镜面的法线成互为对称的关系;(d )望远镜里面必须能看到光杠杆的整个镜面。
用拉伸法测金属丝的杨氏模量报告杨氏模量是用来描述固体材料在受力时的弹性特性的重要参数,可以描述材料在受力时的抗拉能力和变形能力。
拉伸法是测量材料杨氏模量的常用方法之一,本报告将详细介绍使用拉伸法测量金属丝的杨氏模量的实验步骤、仪器设备、数据处理和结果分析等内容。
一、实验目的:本实验的目的是通过拉伸法测量金属丝的杨氏模量,从而了解金属丝的力学性质。
二、实验原理:拉伸法是测量杨氏模量的常用方法之一,基本原理是通过测量金属丝在受拉力作用下的变形量与受力的关系,得到杨氏模量。
三、实验仪器设备:1.金属丝样品(材料:金属丝);2.拉力机;3.游标卡尺等测量工具;4.外力计。
四、实验步骤:1.准备工作:a.将金属丝剪成合适的长度,并用离心机清洗干净;b.按照实验要求,在拉力机上安装好金属丝样品,并调整好拉力机的参数。
2.实验测量:a.测量金属丝样品的初始长度和直径,并记录测量结果;b.在拉力机上施加一个逐渐增大的拉力,记录拉力和相应的伸长量。
3.数据处理:a.根据实验测量结果,计算金属丝的应变(单位长度的伸长量),并绘制应变-应力图;b.根据应变-应力图中线性部分的斜率,计算金属丝的杨氏模量。
五、结果分析:根据实验测量的数据和计算结果,可以得到金属丝的杨氏模量。
根据实验测量的应变-应力图中线性部分的斜率,可以计算出杨氏模量的数值。
六、实验注意事项:1.实验过程中需要注意安全,避免发生意外情况;2.测量金属丝的长度和直径时,要使用合适的测量工具进行准确测量;3.在实验过程中需要仔细记录实验数据,并及时进行数据处理;4.在数据处理过程中需要注意计算的准确性和可靠性。
七、实验总结:通过本次实验,成功使用拉伸法测量了金属丝的杨氏模量。
实验过程中,需要仔细操作测量仪器和记录实验数据,以提高实验的准确性和可靠性。
本次实验的结果可用于研究金属丝的力学性质和应用等方面,对进一步了解材料的性能和特性具有重要意义。
拉伸法测定金属丝的杨氏模量一、引言拉伸法是测量金属丝的杨氏模量的一种常用方法。
杨氏模量是描述材料在受力时变形程度的物理量,它是指单位面积内受力方向上的应力与相应的应变之比。
在实际工程中,了解杨氏模量对于设计和制造各种机械零件和结构件具有重要意义。
二、实验原理拉伸法测定金属丝的杨氏模量原理是通过对金属丝在外力作用下产生的弹性变形进行测试,计算出其应力和应变之间的比值即为该金属丝所具有的杨氏模量。
三、实验步骤1. 准备工作:选择合适尺寸和长度的金属丝,并将其固定在测试机上。
2. 施加外力:通过测试机施加外力使得金属丝发生弹性变形。
3. 测定数据:在施加外力过程中,记录下相应的载荷值和伸长值等数据。
4. 计算结果:根据所记录下来的数据计算出金属丝所具有的杨氏模量。
四、实验注意事项1. 选择合适尺寸和长度的金属丝,并将其固定在测试机上,保证金属丝处于水平状态。
2. 在施加外力时,应逐渐增加外力的大小,避免瞬间施加过大的载荷导致金属丝断裂。
3. 在测定数据时,应注意记录下相应的载荷值和伸长值等数据,并进行准确计算。
4. 在实验过程中应注意安全,避免发生意外事故。
五、实验结果分析通过实验可以得到金属丝的杨氏模量。
根据实验结果可以了解到该金属丝在受力时变形程度的大小,为设计和制造各种机械零件和结构件提供了重要参考依据。
六、结论拉伸法测定金属丝的杨氏模量是一种常用方法,通过实验可以得到该金属丝所具有的杨氏模量。
了解杨氏模量对于设计和制造各种机械零件和结构件具有重要意义。
在实验过程中应注意安全,并进行准确计算。