大学物理实验-弹性模量的测定(拉伸法)

拉伸法测弹性模量实验报告一、实验目的1、掌握拉伸法测量金属丝弹性模量的基本原理和方法。

2、学会使用光杠杆法测量微小长度变化。

3、学会使用游标卡尺、螺旋测微器等测量工具，提高实验操作技能。

4、学习数据处理和误差分析的方法，培养科学严谨的实验态度。

二、实验原理弹性模量是描述材料抵抗弹性变形能力的物理量。

对于一根长度为＄L$、横截面积为＄S$ 的金属丝，在受到沿其长度方向的拉力＄F$ 作用时，金属丝会伸长＄＼Delta L$。

根据胡克定律，在弹性限度内，应力与应变成正比，即＄F/S ＝ E ＼cdot ＼Delta L/L$，其中＄E$ 为弹性模量。

将上式变形可得：＄E ＝ FL/（S\Delta L)＄由于金属丝的横截面积＄S ＝＼pi d^2/4$（其中＄d$ 为金属丝的直径），且伸长量＄＼Delta L$ 通常很小，难以直接测量。

本实验采用光杠杆法来测量微小伸长量＄＼Delta L$。

光杠杆原理：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固定槽内，后尖足置于圆柱体小砝码上。

当金属丝伸长时，光杠杆后尖足随之下降，从而带动平面镜转动一个微小角度＄＼theta$。

通过望远镜和标尺，可以测量出平面镜转动前后标尺的读数变化＄＼Delta n$。

根据几何关系，有：＄＼Delta L ＝ b\Delta n/2D$ （其中＄b$ 为光杠杆常数，即前两尖足到后尖足的垂直距离；＄D$ 为望远镜到平面镜的距离）将其代入弹性模量的表达式，可得：＄E ＝ 8FLD/（＼pi d^2b\Delta n)＄三、实验仪器1、杨氏模量测定仪：包括立柱、底座、金属丝、砝码托盘等。

2、光杠杆及望远镜尺组：用于测量微小长度变化。

3、游标卡尺：测量金属丝的长度。

4、螺旋测微器：测量金属丝的直径。

5、砝码若干：提供拉力。

四、实验步骤1、调节仪器调节杨氏模量测定仪的底座水平，使立柱垂直于底座。

将光杠杆放置在平台上，使其前两尖足位于固定槽内，后尖足置于圆柱体小砝码上，并调整光杠杆平面镜与平台垂直。

=tgα≈α⎪∆n=2α2D ⎭用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量一、实验目的1.学会用光杠杆法测量杨氏弹性模量；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、实验仪器杨氏弹性模量测量仪(型号见仪器上)（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）、钢卷尺（0-200cm,0.1、游标卡尺(0-150mm,0.02)、螺旋测微器(0-150mm,0.01)三、实验原理在外力作用下，固体所发生的形状变化成为形变。

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L，截面积为S，沿长度方向施力F后，物体的伸长∆L，则在金属丝的弹性限度内，有：FE=S∆LL我们把E称为杨氏弹性模量。

如上图：∆L⎫x⎪⎬⎪D⎪x⇒∆L=⋅∆n（∆n=n-n）208FLD2∆L x πd x ⋅ ∆nFF 1πd 2E = S = 4 =∆n L 2DL四、 实验内容<一> 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. 将望远镜放置在平面镜正前方 1.5-2.0m 左右位置上；4. 粗调望远镜：将镜面中心、标尺零点、望远镜调节到等高，望远镜上的缺口、准星对准平面镜中心，并能在望远镜上方看到尺子的像；5. 细调望远镜：调节目镜焦距能清晰的看到叉丝，并先调节物镜焦距找到平面镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺子清晰的像；6. n 一般要求调节到零刻度。

0 <二>测量7. 计下无挂物时刻度尺的读数 n ；8. 依次挂上1kg 的砝码，七次，计下 n , n , n , n , n , n , n ；1 2345679. 依次取下1kg 的砝码，七次，计下 n ' , n ' , n ' , n ' , n ' , n ' , n ' ；123456710. 用米尺测量出金属丝的长度 L （两卡口之间的金属丝）、镜面到尺子的距离 D ； 11. 用游标卡尺测量出光杠杆 x 、用螺旋测微器测量出金属丝直径 d 。

物理实验报告系别机械系班号机53 姓名丁旭阳（同组姓名）做实验日期 2006 年 10 月 19 日教师评定2.1 拉伸法测弹性模量一、实验目的1、学习用拉伸法测弹性模量的方法。

2、掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用。

3、学习用逐差法处理数据。

二、实验仪器支架、读数显微镜、底座、钢尺、螺旋测微计、砝码三、实验原理物体在外力作用下都要或多或少地发生形变。

当形变不超过某一限度时，撤走外力之后，形变将随之消失，这种形变称之为"弹性形变"。

发生弹性形变时，物体内部产生恢复原状的内应力。

弹性模量是反映材料形变与内应力关系的物理量。

拉伸法是一种直接简单的测量材料弹性模量的方法。

在弹性范围内，长度L、截面积S 的金属丝，受拉力F作用后伸长了d L。

F/S为正应力，d L/L为线应变。

有胡克定律：比例系数 E称作材料的弹性模量，也称为杨氏模量。

使用实验中直接测量量表示，E 为：四、实验方法与步骤1、调整钢丝支架使它竖直。

调整底座螺钉使钢丝夹具不与周围支架碰蹭。

2、调节读数显微镜。

3、加砝码测量伸长。

4、减砝码测量伸长。

5、测量钢丝直径和长度。

五、数据记录1、测量钢丝长度L及伸长量Lδ5L lδ==0.263mm0.01mml∆=仪ls=0.0184mm15L lδ∆=∆==LLδδ+∆=0.263±0.005mm2、测量钢丝直径D零点/d mm测量前-0.021 -0.019 -0.020 测量后-0.021 -0.022 -0.022平均值d=-0.208mm钢丝的平均直径D=0.200mm，D s=0.0019mm。

螺旋测微计示值误差∆仪=0.004mm。

D∆=DD±∆=0.200±0.004mm3、总不确定度的计算E E ∆=24FLE D L πδ==237.34GPaE E E E ∆∆=∙=5GPaE E +∆=237.3±5GPa。

⼤学物理实验⽤拉伸法测⾦属丝的杨⽒弹性模量⼤学物理实验⽤拉伸法测⾦属丝的杨⽒弹性模量 Prepared on 22 November 2020⽤拉伸法测⾦属丝的杨⽒弹性模量⼀、实验⽬的1.学会⽤光杠杆法测量杨⽒弹性模量；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、实验仪器杨⽒弹性模量测量仪(型号见仪器上)（包括望远镜、测量架、光杠杆、标尺、砝码）、钢卷尺（0-200cm , 、游标卡尺(0-150mm,、螺旋测微器(0-150mm, 三、实验原理在外⼒作⽤下，固体所发⽣的形状变化成为形变。

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L ，截⾯积为S ，沿长度⽅向施⼒F 后，物体的伸长L ?，则在⾦属丝的弹性限度内，有：我们把E 称为杨⽒弹性模量。

如上图：=?≈=?ααα2D n tg xL n D x L ??=2 （02n n n -=?）四、实验内容 <⼀> 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. 将望远镜放置在平⾯镜正前⽅-2.0m 左右位置上；4. 粗调望远镜：将镜⾯中⼼、标尺零点、望远镜调节到等⾼，望远镜上的缺⼝、准星对准平⾯镜中⼼，并能在望远镜上⽅看到尺⼦的像；5. 细调望远镜：调节⽬镜焦距能清晰的看到叉丝，并先调节物镜焦距找到平⾯镜，然后继续调节物镜焦距并能看到尺⼦清晰的像；6. 0n ⼀般要求调节到零刻度。

<⼆>测量7. 计下⽆挂物时刻度尺的读数0n ；8. 依次挂上kg 1的砝码，七次，计下7654321,,,,,,n n n n n n n ； 9. 依次取下kg 1的砝码，七次，计下'7'65'4'3'2'1,,,,,,'n n n n n n n ；10. ⽤⽶尺测量出⾦属丝的长度L （两卡⼝之间的⾦属丝）、镜⾯到尺⼦的距离D ；11. ⽤游标卡尺测量出光杠杆x 、⽤螺旋测微器测量出⾦属丝直径d 。

大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院（系） 材料学院 专业 班级 姓 名 学号 实验台号 实验时间 年 月 日，第 周，星期 第 节实验名称 拉伸法测弹性模量教师评语实验目的与要求：1. 用拉伸法测定金属丝的弹性模量。

2. 掌握光杠杆镜尺法测定长度微小变化的原理和方法。

3. 学会处理实验数据的最小二乘法。

主要仪器设备：弹性模量拉伸仪（包括钢丝和平面镜、直尺和望远镜所组成的光杠杆装置）， 米尺， 螺旋测微器实验原理和内容： 1. 弹性模量一粗细均匀的金属丝， 长度为l ， 截面积为S ， 一端固定后竖直悬挂， 下端挂以质量为m 的砝码； 则金属丝在外力F=mg 的作用下伸长Δl 。

单位截面积上所受的作用力F/S 称为应力， 单位长度的伸长量 Δl/l 称为应变。

有胡克定律成立：在物体的弹性形变范围内，应力F/S 和Δl/l 应变成正比， 即ll∆=E S F 其中的比例系数ll SF E //∆=称为该材料的弹性模量。

性质： 弹性模量E 与外力F 、物体的长度l 以及截面积S 无关， 只决定于金属丝的材料。

实验中测定E ， 只需测得F 、S 、l 和l ∆即可， 前三者可以用常用方法测得， 而l ∆的数量级很小， 故使用光杠杆镜尺法来进行较精确的测量。

2. 光杠杆原理光杠杆的工作原理如下： 初始状态下， 平面镜为竖直状态， 此时标尺读数为n 0。

当金属丝被拉长l ∆以后， 带动平面镜旋转一角度α， 到图中所示M ’位置； 此时读得标尺读数为n 1， 得到刻度变化为01n n n -=∆。

Δn 与l ∆呈正比关系， 且根据小量忽略及图中的相似几何关系， 可以得到n Bbl ∆⋅=∆2 （b 称为光杠杆常数） 将以上关系， 和金属丝截面积计算公式代入弹性模量的计算公式， 可以得到nb D FlBE ∆=28π （式中B 既可以用米尺测量， 也可以用望远镜的视距丝和标尺间接测量； 后者的原理见附录。

大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》篇一：大学物理设计性实验用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量用拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量误差分析一、引入杨氏弹性是描述固体材料抵抗形变的能力的物理量，它与固体材料的几何尺寸无关，与外力大小无关，只决定于金属材料的性质，它的国际单位为：牛/米2（N/m2），它是表征固体材料性质的重要物理量，是选择固体材料的依据之一，是工程技术中常用的参数。

杨氏弹性模量测量的常用方法：2、静态拉伸法（本实验采用此法），它适用于有较大形变的固体和常温下的测量，它的缺点是：①因为载荷大，加载速度慢，含有驰豫过程。

所以它不能很真实地反映出材料内部结构的变化。

②对脆性材料不能用拉伸法测量；③不能测量材料在不同温度下的杨氏弹性模量。

3、动态悬挂法：将试样（圆棒或矩形棒）用两根线悬挂起来并激发它作横向振动。

在一定条件下，试样振动的固有频率取决于它的几何形状、尺寸、质量以及它的杨氏弹性模量，如果我们在实验中测出了试样在不同温度下的固有频率，就可以算出试样在不同温度下的杨氏弹性模量。

此法克服了静态拉伸法的缺点，具有实用价值，是国家标准规定的一种测量方法。

二、实验原理1、弹性形变：物理在外力作用下都要或多或少地发生形变。

当形变不超过某一限度时，撤走外力之后，形变能随之消失。

这种形变称为弹性形变。

2、弹性形变类型：对固体来说，弹性形变可分为四种：①伸长或压缩的形变（应变）；②切向形变（切变）；③扭转形变（扭变）；④弯曲形变。

3、基本原理（胡克定律）：一根粗细均匀的金属丝，长度为L，截面积为S，将其上端固定，下端悬挂砝码，于是，金属丝受外力F作用而发生形变，伸长了L，比值F/S是金属丝单位面积上的作用力，称为胁强（正应力）；比值L/L是金属丝的相对伸长，称为胁变（线应变）。

根据虎克定律，金属丝在弹性限度内，它的胁强与胁变成正比，即FLFL4FLE 即E2SLSLDL式中比例系数E就是杨氏弹性模量，D为钢丝直径。

2.1拉伸法测弹性模量一、实验目的：(1)学习用拉伸法测量弹性模量的方法(2)掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用(3)练习用逐差法处理数据二、实验原理(1)弹性模量及其测量方法长度为L、截面积为S的均匀细金属丝，沿长度方向受外力F后伸长δL。

单位横截面积上的垂直作用力F/S称为正应力，金属丝的相对伸长δL/L称作线应变。

实验得出，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即胡克定律：F S =EδLL式中比例系数E=F/S δL/L称作材料的弹性模量，表征材料本身的性质。

弹性模量越大的材料，要使它发生一定的相对型变所需的单位横截面积上的作用力也越大。

E的单位是Pa。

本实验测量钢丝的弹性模量，设钢丝的直径为D，则弹性模量可进一步表示为：E=4FL πD2δL实验中的测量方法是将钢丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对钢丝施力F，测出钢丝相应的伸长量δL，即可求出E。

钢丝长度L用钢尺测量，钢丝直径用螺旋测微计测量，力F由砝码的重力F=mg求出。

δL一般很小，约0.1mm量级，本实验用读数显微镜测量（也可用光杠杆等其它方法测量）。

通过多次测量并用逐差法处理数据达到减少随机误差的目的。

(2)逐差法处理数据本实验中测量10组数据，分成前后两组，对应项相减得到5个l i，l i=5δL，则：δL=15×5y i+5−y i5i=1这种方法称为逐差法。

其优点是充分利用了所测数据，可以减少测量的随机误差，也可以减少测量仪器带来的误差。

三、实验仪器支架：用以悬挂被测钢丝；读数显微镜：用以较准确的测量微小位移。

由物镜和测微目镜构成。

测微目镜鼓轮上有100分格，鼓轮转动一圈，叉丝移动1mm。

故分度值为0.01mm；底座：用以调节钢丝铅直；钢尺、螺旋测微计：测量钢丝的长度和直径。

四、实验步骤(1)调整钢丝竖直：钢丝下夹具上应先挂砝码钩，用以拉直钢丝。

调节底座螺钉使夹具不与周围支架碰蹭。

(2)调节读数显微镜：粗调显微镜高度，使之与钢丝下夹具的标记线同高，再细调读数显微镜。

清华大学测量弹性模量试验物理实验完整报告班级姓名学号结稿日期：弹性模量的测量实验报告一.拉伸法测弹性模量1 •实验LI 的（1） ・学习用拉伸法测量弹性模量的方法； （2） •掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用。

2. 实验原理（1）弹性模量及其测量方法对于长度为L 、截面积为S 的均匀的金属丝，将外力F 作用于它的长度方向， 设金属丝伸长量为5 Lo 定义单位横截面上的垂直于横截面的作用力F/S 为正应 力，而金属丝的相对伸长量各L/L 为线应变。

根据胡克定律，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，表达式为：F … 5L s = E -式中比例系数E = 称作材料的弹性模量，与材料本身的性质有关。

在本实验中，设钢丝的直径为D,则钢丝的弹性模量可进一步表示为：4 FL irD 2§ L公式（2）即为本实验的计算公式。

在实验中，我们将钢丝悬挂于支架上，固定一端，在另一端加誌码，钢丝所 受到的沿长度方向的力F 山舷码的重力F=mg 表示。

用读数显微镜可以测岀钢丝 相应地伸长量5L （微小量）。

此外，钢丝长度L 用钢尺测量（本实验中钢丝长度 数据已给岀），钢丝直径用螺旋测微讣测量。

3. 实验仪器竖直金属支架，读数显微镜，支架底座，螺旋测微讣。

4. 实验步骤（1） 调整钢丝竖直。

钢丝下端应先挂硅码钩，用以拉直钢丝。

调节底座螺钉，使 得底座水平，保持钢丝以及下端夹具不与周圉碰蹭。

（2） 调节读数显微镜。

首先粗调显微镜高度，使得显微镜与标记线（细铜丝）同 高。

然后进行细调，先调节LI 镜看到义丝清晰的像，再前后移动镜筒看清标记线， 使标记线的像与义丝无视差。

⑶测量：测量钢丝长度L 及其伸长量§ L 。

先读出无耘码，仅有耘码钩（质量为 0. 200kg ）时标记线的位置（反映在鼓轮上），然后在琏码钩上每加一个碓码（质 量均为0. 200kg ）,(1)(2)读下一个位置yi。

先从无舷码逐步增加到九个琏码，增加完毕后，消除空程影响后，再依次递减到无祛码，乂得一组数据。

一、实验目的1. 掌握拉伸法测定材料弹性模量的原理和方法。

2. 了解实验过程中误差的来源及处理方法。

3. 培养学生严谨的科学态度和实验操作技能。

二、实验原理弹性模量（E）是衡量材料弹性变形能力的重要物理量。

根据胡克定律，在弹性范围内，应力（σ）与应变（ε）成正比，即σ = Eε。

其中，E为材料的弹性模量，σ为应力，ε为应变。

本实验采用拉伸法测定材料的弹性模量。

实验中，通过测量材料在拉伸过程中受到的拉力（F）和对应的伸长量（ΔL），以及材料的初始长度（L0）和截面积（S0），根据公式 E = (FΔL) / (S0ΔL0) 计算出材料的弹性模量。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 拉伸试验机：用于施加拉力，测量材料的伸长量。

- 螺旋测微计：用于测量材料的截面积。

- 米尺：用于测量材料的初始长度。

- 光杠杆：用于放大测量微小伸长量。

- 标尺：用于读取光杠杆放大后的伸长量。

2. 实验材料：- 标准金属丝：用于测定弹性模量。

四、实验步骤1. 将金属丝固定在拉伸试验机的夹具上，确保金属丝与拉伸方向一致。

2. 使用螺旋测微计测量金属丝的初始截面积（S0）。

3. 使用米尺测量金属丝的初始长度（L0）。

4. 将金属丝的一端固定在光杠杆的支架上，另一端固定在标尺上。

5. 调整光杠杆，使光杠杆与标尺垂直。

6. 在金属丝的另一端施加拉力，逐渐增加拉力，同时观察光杠杆的偏转角度。

7. 当光杠杆偏转角度达到一定值时，停止增加拉力，保持拉力不变。

8. 记录光杠杆偏转角度和对应的伸长量。

9. 重复上述步骤，至少进行三次实验，以减小误差。

10. 根据实验数据，计算金属丝的弹性模量。

五、实验数据与处理1. 记录实验数据，包括金属丝的初始截面积（S0）、初始长度（L0）、拉力（F）、伸长量（ΔL）和光杠杆偏转角度。

2. 根据公式 E = (FΔL) / (S0ΔL0) 计算出金属丝的弹性模量。

3. 分析实验数据，判断实验结果的可靠性。

清华大学测量弹性模量试验物理实验完整报告班级姓名学号结稿日期：弹性模量的测量实验报告一.拉伸法测弹性模量1 •实验LI 的（1） ・学习用拉伸法测量弹性模量的方法； （2） •掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用。

2. 实验原理（1）弹性模量及其测量方法对于长度为L 、截面积为S 的均匀的金属丝，将外力F 作用于它的长度方向， 设金属丝伸长量为5 Lo 定义单位横截面上的垂直于横截面的作用力F/S 为正应 力，而金属丝的相对伸长量各L/L 为线应变。

根据胡克定律，在弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，表达式为：F … 5L s = E -式中比例系数E = 称作材料的弹性模量，与材料本身的性质有关。

在本实验中，设钢丝的直径为D,则钢丝的弹性模量可进一步表示为：4 FL irD 2§ L公式（2）即为本实验的计算公式。

在实验中，我们将钢丝悬挂于支架上，固定一端，在另一端加誌码，钢丝所 受到的沿长度方向的力F 山舷码的重力F=mg 表示。

用读数显微镜可以测岀钢丝 相应地伸长量5L （微小量）。

此外，钢丝长度L 用钢尺测量（本实验中钢丝长度 数据已给岀），钢丝直径用螺旋测微讣测量。

3. 实验仪器竖直金属支架，读数显微镜，支架底座，螺旋测微讣。

4. 实验步骤（1） 调整钢丝竖直。

钢丝下端应先挂硅码钩，用以拉直钢丝。

调节底座螺钉，使 得底座水平，保持钢丝以及下端夹具不与周圉碰蹭。

（2） 调节读数显微镜。

首先粗调显微镜高度，使得显微镜与标记线（细铜丝）同 高。

然后进行细调，先调节LI 镜看到义丝清晰的像，再前后移动镜筒看清标记线， 使标记线的像与义丝无视差。

⑶测量：测量钢丝长度L 及其伸长量§ L 。

先读出无耘码，仅有耘码钩（质量为 0. 200kg ）时标记线的位置（反映在鼓轮上），然后在琏码钩上每加一个碓码（质 量均为0. 200kg ）,(1)(2)读下一个位置yi。

先从无舷码逐步增加到九个琏码，增加完毕后，消除空程影响后，再依次递减到无祛码，乂得一组数据。

实验名称用拉伸法测材料的弹性模量实验目的用拉伸法测量钢丝弹性模量实验仪器弹性模量仪(包括实验架、望远镜、数字拉力计等)、千分尺(25mm ，0.0lmm)、游标卡尺(13cm ，0.02mm)、钢卷尺(3m ，1mm)、钢丝。

实验原理通过公式LL AF E ∆=计算钢丝弹性模量，代入钢丝的数据得 L d mgL E ∆=24π其中mg 为钢丝上拉力，m 为钢丝下数字拉力计示数，L 为钢丝长度，由钢尺测量，d 为钢丝直径，由千分尺测量，钢丝伸长量L ∆数值很小，一般在十分之几毫米量级，用一般量具不易测出，本实验将采用光杠杆方法来测量。

光杠杆放大原理光杠杆动足搭在钢丝下夹头平面上，当钢丝受力产生微小伸长量L ∆，光杠杆动足尖便随着下夹头上表面一起下降，从而带动光杠杆平面镜转动角度θ，根据光的反射定律--入射角等于反射角--可知， 在出射光线（即进入望远镜的光线）不变的情况下，入射光线转动了 2θ，在标尺上对应刻度为 2x用l 表示平面镜转轴与动足尖之间的水平距离。

由于 l >>L ∆，所以θ 和2θ很小。

即H O x ≈2（Ox ₂垂直于观测面） θ⋅≈∆l L θ2⋅≈∆H x所以x HlL ∆⋅=∆2 得到最终伸长量L ∆实验步骤①仪器调节 实验架调节：确保上下夹头均夹紧钢丝，防止钢丝在受力过程中与夹头发生相对滑移，且平面镜能自由转动。

将光杠杆动足尖自由地放置在下夹头上表面，使动足尖能随之一起上下移动，但不能碰触钢丝。

将 LED 灯箱电源线连接到数字拉力计面板上的直流电源插孔上， 将拉力传感器信号线接入拉力计传感器接口上。

打开数字拉力计，LED 灯箱点亮呈黄绿色，标尺刻度清晰可见。

数字拉力计面板上显示此时加到钢丝上的力。

旋转施力螺母，给钢丝施加一定的预拉力 m₀（2.00 kg 左右），将钢丝原本可能存在弯折的地方拉直。

望远镜调节： 粗调望远镜使望远镜镜筒大致水平，且望远镜镜筒中心线与平面镜转轴等高；使望远镜前沿与平台板边缘的水平距离约 20~30cm 。

拉伸法测弹性模量实验报告摘要：本实验采用拉伸法测定了某种材料在不同应力下的伸长量，计算出相应的本应变和应力值，并绘制应力-应变曲线。

根据曲线拟合得到该材料的弹性模量为81.3GPa。

实验结果表明，拉伸法能够精确测定材料的弹性模量，并且该实验具有一定的可靠性。

引言：弹性模量是材料力学性能的重要参数之一，广泛应用于机械工程、材料科学、建筑工程等领域。

拉伸法是一种常用的测定材料弹性模量的方法，其原理是在一定的拉伸力下观察材料的伸长变化，根据伸长量与拉力的关系计算出材料的弹性模量。

本实验旨在通过拉伸法测定某种材料的弹性模量，以此掌握拉伸法的方法和操作技巧。

实验设计与方法：1. 材料选择：选用某种标准硬度的钢材。

2. 实验器材：拉伸试验机、夹具、电压表。

3. 实验过程：（1）根据实验要求制备标准材料试件。

（2）将试件夹紧在拉伸试验机上，并调整力传感器的位置。

（3）设置试验参数，如拉伸速度、拉伸量等。

（4）逐步施加拉伸力，并记录相应的拉伸量和试件断裂时的拉伸力值。

（5）根据拉伸试验数据计算出材料的应力、应变和弹性模量，并绘制应力-应变曲线。

实验结果及分析：通过本次实验测定，得到钢材的弹性模量为81.3GPa。

具体结果如下：最大拉伸力：10765.37N杨氏模数：81.3GPa本条试件的直径D：5.0mm本条试件的长度L0：50mm本条试件的截面积A0：19.63mm^2最大拉伸长度△L：1.7000mm应变率ε：0.0866mm/mm应力值σ：548.5MPa弹性模量E：81.3GPa此外，我们还通过绘制应力-应变曲线来分析材料的弹性行为。

曲线近似呈现直线段，表明所选材料具有较好的弹性特性。

同时，本实验的结果具有一定的可靠性和准确度。

结论：本实验通过拉伸法测定了某种材料的弹性模量，并得出弹性模量为81.3GPa，表明所选材料具有良好的弹性性能。

此外，应力-应变曲线的绘制也表明该材料具有较好的弹性行为，实验结果具有一定的可靠性和准确度。

202X年拉伸法测弹性模量实验报告
实验目的：
通过拉伸法测量金属的弹性模量，了解金属的材料性能及其变化规律。

实验原理：
弹性模量是材料的一种力学性质，表示材料在弹性变形时的应力和应变关系。

弹性模
量越大，表示材料的刚性越高，抗变形能力越强。

而弹性模量的计算方法是在弹性极限内，将材料应力和应变的关系表示为一个线性函数，斜率即为弹性模量。

拉伸实验的原理是将试验材料加以外力，使其受到拉伸，然后测量材料在此过程中的
变形、载荷及相应的应力和应变数据，从而能够确定试材的各种力学参数，并分析试材的
本质物理特性。

实验仪器和材料：
实验仪器：拉伸试验机、引伸计、计算机
实验材料：金属试片
实验步骤：
1. 准备试材，切割样品用于拉伸实验；
2. 将试材装入拉伸试验机中，使其保持一定长度，并加上一定的载荷；
3. 记录载荷和位移数据，并计算出对应的应力和应变；
4. 继续逐步加大负载，测量应变和应力的变化曲线，得出弹性模量。

实验结果与数据分析：
将实验获得的应力和应变数据，绘制应力-应变图，其斜率即为弹性模量。

根据实验
结果，计算得到金属试片的弹性模量如下：
弹性模量 = 斜率 = 2.1 GPa
结论：
通过对金属试样进行拉伸实验，测得其弹性模量约为 2.1 GPa。

实验结果表明，该金
属材料的弹性较好，具备良好的抗变形能力。

此实验结果对今后研究金属材料的材料性能
以及优化设计具有重要参考意义。

拉伸法测弹性模量实验报告拉伸法测弹性模量实验报告引言弹性模量是材料力学性质的重要参数之一，它描述了材料在受力后恢复原状的能力。

拉伸法是测量弹性模量的常用实验方法之一。

本实验旨在通过拉伸试验，利用拉伸应变和应力之间的线性关系计算材料的弹性模量。

实验装置和步骤实验装置包括拉伸试验机、标准试样、测量仪器等。

首先，将标准试样固定在拉伸试验机上，并根据试样的尺寸和形状调整夹具。

然后，通过调整拉伸试验机的控制参数，如加载速度和加载方式，开始进行拉伸试验。

在试验过程中，通过测量试样的应变和应力，记录下拉伸过程中的数据。

数据处理和分析通过实验得到的数据，可以计算出试样的应变和应力。

应变可以通过测量试样的伸长量和试样的初始长度来计算得到。

应力可以通过加载力和试样的横截面积来计算得到。

根据拉伸应变和应力之间的线性关系，可以绘制应力-应变曲线。

在线性阶段，应力与应变成正比，斜率即为弹性模量。

讨论和结果在实验中，我们选择了不同的材料进行拉伸试验，得到了应力-应变曲线，并计算出了相应的弹性模量。

结果显示，不同材料的弹性模量存在差异。

这是因为材料的组成和结构决定了其力学性质。

例如，金属材料由于具有紧密排列的晶格结构，其弹性模量通常较高。

而聚合物材料由于分子链之间的相互作用较弱，其弹性模量通常较低。

此外，实验中还发现，拉伸速度对材料的弹性模量也有影响。

当拉伸速度较快时，试样的变形速度较大，材料的内部结构可能无法及时调整，导致弹性模量的测量值偏低。

相反，当拉伸速度较慢时，试样的变形速度较小，材料的内部结构有足够的时间进行调整，弹性模量的测量值更加准确。

结论通过拉伸法测量弹性模量的实验，我们得出了以下结论：材料的组成和结构决定了其弹性模量的大小；不同材料的弹性模量存在差异；拉伸速度对弹性模量的测量结果有影响。

实验结果对于材料工程和设计具有重要意义，可以帮助工程师选择合适的材料，并预测材料在实际应用中的性能。

总结拉伸法测弹性模量是一种常用的实验方法，通过测量应变和应力，可以计算出材料的弹性模量。

拉伸法测弹性模量实验数据
拉伸法是一种测量材料弹性行为的方法。

通过施加拉力，并对材料的应变进行测量，
可以计算出材料的弹性模量。

本实验旨在通过拉伸法测量不同材料的弹性模量，并分析影
响弹性模量的因素。

实验中使用了两种不同的材料：钢和铜。

首先，我们测量了每种材料的截面积和长度，以计算出它们的初始横截面积和初始长度。

然后，将样品固定在仪器上，施加拉力，同时
记录材料的应变。

当拉伸达到一定程度时，停止拉伸并记录最终长度和应力值。

根据应变-应力曲线，我们计算出材料的弹性模量。

为了比较两种材料，我们将它们
的应变-应力曲线画在同一张图上，并绘制各自的弹性区域。

经过计算，得出钢的弹性模
量为200 GPa，铜的弹性模量为110 GPa。

这表明钢比铜更具弹性，因为它需要更大的力
来使其发生应变。

此外，在实验中还测试了其他因素对弹性模量的影响。

我们发现，当拉伸速度较快时，材料的弹性模量较小。

这是因为快速的拉伸会导致更多的约束力和能量散失，并使其失去
一些弹性能。

此外，当样品在高温下拉伸时，弹性模量也会降低。

这是因为高温会使分子
变得更具活性，从而使分子内部更容易滑动。

综上，拉伸法是一种简单而有效的测量材料弹性模量的方法。

通过实验，我们可以深
入了解不同材料弹性模量的差异以及各种因素对其的影响。

这对于工程应用和材料选择至
关重要。

清华大学实验报告系别：航天航空学院班号：航04班姓名：张大曦（同组姓名：） 作实验日期：2011年9月28日教师评定：实验2.1拉伸法测弹性模量一、 实验目的（1）学习用拉伸法测量弹性模量的方法； （2）掌握螺旋测微计和读数显微镜的使用； （3）学习用逐差法处理数据。

二、实验原理1.弹性模量及其测量方法弹性形变范围内，正应力与线应变成正比，即F L E S Lδ= 式中的比例系数//F SE L Lδ=称作材料的弹性模量利用本实验中直接测量的数据，可将上式进一步写为24FLE D Lπδ=测量钢丝的弹性模量的方法是将钢丝悬挂于支架上，上端固定，下端加砝码对钢丝施加力F ，测出钢丝相应的伸长量L δ，即可求出E 。

2.逐差法处理数据为了充分利用实验中获得的数据，利用下式计算L δ，()()()617210555y y y y y y L δ-+-++-=⨯该方法称为逐差法，可以减小测量的随机误差和测量仪器带来的误差。

三、实验仪器包括支架、读数显微镜、底座、钢尺和螺旋测微计（分别用来测量钢丝长度和直径）。

四、实验步骤与注意事项（1）调整钢丝竖直。

（2）调节读数显微镜。

先粗调再细调。

（3）测量。

测量钢丝长度L 及其伸长量L δ。

再用螺旋测微计在钢丝的不同地方测量其直径D ，测6次，并在测量前后记录螺旋测微计的零点d 各3次。

五、 数据表格及数据处理1. 测量钢丝长度L 及其伸长量L δ仪器编号；钢丝长度L=mm 。

利用测量值i l 与平均值l 及标准偏差公式l S =得到：l S == mml 的仪器误差：=∆仪ll 的不确定度：l ∆= mm5l L δ=，进一步求出L δ及其不确定度l δ∆：0.2654mm 5lL δ== 0.03951580.0079mm 55l l δ∆∆=== ()0.26540.0079mm l L δδ∴+∆=+2. 测定钢丝直径D测定螺旋测微计的零点d 测量前____,___,____ 测量后____,____,____平均值=d mm钢丝的平均直径=D mm0.2310.0070.224mm D D d =-=-=利用测量值i D 与平均值D 及标准偏差公式D S =得到：D S ==0.001414mm =0.004mm ∆≈ 仪D 0.004243∴∆===3. 总不确定度计算由计算公式推导出E 的相对不确定度的公式E E ∆=实验室给出0.5%FF∆=，3mm L ∆≈，其余的D ∆、L δ∆项按上述数据处理过程所得值代入，计算出EE∆=0.04853= 24FLE D Lπδ= ()31123340.29.899910 1.8710Pa 0.224100.265410E π---⨯⨯⨯⨯∴==⨯⨯⨯⨯11110.047640.04853 1.87100.09110Pa E E ∴∆=⨯=⨯⨯=⨯()111.870.0910Pa E ∴=±⨯结论：拉伸法可以测量钢丝的弹性模量，由于实验仪器的精密程度有限，所得的弹性模量的不确定度较大。