(完整版)用静态拉伸法测材料的弹性模量

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实验目的

1)学习用拉伸法测量材料弹性模量

2)了解光杠杆结构及利用光杠杆测量微小长度变化量的原理,掌握使用方法

3)掌握各种测量长度量具的正确使用方法及仪器误差

4)学习用逐差法处理实验数据

5)学习直接测量量和间接测量量不确定度的计算,学习正确表示测量结果

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,0.1mm)、游标卡尺(13cm,0.02mm)、钢卷尺(3m,1mm)、钢丝

实验原理

1.测量原理

物体受力将发生形变,当外力去掉后能恢复原状的物体就是弹性体,相应形变称为弹性形变。实验结果表明,在弹性限度内,应力和相关应变成正比,这就是胡克定律

对于长度为L的细长物体,其均匀截面积为A,沿长度方向受拉力F作用时伸长为ΔL,根据胡克定律有 ,式中,F/A为作用在单位面积上的力,称为应力;ΔL/L为单位长度上的形变称为应变;比例系数E称为材料的弹性模量,单位是N/m^2。对钢材而言,拉伸和压缩时弹性模量相同。由 可得

若施加拉力为F=mg,对于直径为d的钢丝,其弹性模量可写成●

2.用光杠杆方法测量钢丝伸长量ΔL的原理

光杠杆放大原理:利用光的反射放大微小位移

3.常用长度测量量具的原理与使用

实验步骤

1.实验仪器调节

(1)调节实验架

1)将光杠杆动足尖自由地放置在下夹头上表面

2)连接电源

3)旋转施力螺母

(2)调节望远镜

1)粗调望远镜

2)细调望远镜

2.实验测量

1)用钢卷尺测量钢丝原长L

2)用千分尺测量钢丝直径d

3)测量标尺刻度x和拉力m

4)实验完成后,旋松施力螺母,关闭数字拉力计