杨氏模量的测定

1、杨氏模量的测定 2原长为原长为1m1m的皮筋伸长了的皮筋伸长了0.1m,0.1m,原长为原长为1000m1000m的钢丝伸长了的钢丝伸长了1m,1m,两者比较，两者比较，哪个的形变量大？哪个的形变量大？哪个的形变程度大？哪个的形变程度大？【问题讨论问题讨论】杨氏模量的测定 3物理学中，物理学中，哪个物理量描述物体形变程度的大小？哪个物理量描述物体形变程度的大小？哪个物理量描述物体变形的难易程度？哪个物理量描述物体变形的难易程度？【问题讨论问题讨论】杨氏模量的测定 4【实验预习准备实验预习准备】 1 1、本实验的目的是测量材料的杨氏模量、本实验的目的是测量材料的杨氏模量, , 这一物理量与什么因

2、素有关这一物理量与什么因素有关? ?2 2、本实验的器材中有一关键装置：光杠杆，、本实验的器材中有一关键装置：光杠杆， 该装置由哪些组成部分？简要叙述利用光杠杆该装置由哪些组成部分？简要叙述利用光杠杆 测量微小长度变化量的原理。测量微小长度变化量的原理。3 3、在实验过程中如何粗调光杠杆和望远镜尺组？、在实验过程中如何粗调光杠杆和望远镜尺组？4 4、本试验用什么方法处理数据？、本试验用什么方法处理数据？ 这样处理数据有何好处？这样处理数据有何好处？杨氏模量的测定 5实验目的实验仪器实验原理实验步骤杨氏模量的测定 6实 验 目 的 掌握用拉伸法测量金属丝杨氏模量的方法。 掌握用光杠杆法测量微小伸

3、长量的原理。 学会用逐差法处理数据。杨氏模量的测定 7杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪螺旋测微计（千分尺）螺旋测微计（千分尺）游标卡尺游标卡尺钢卷尺钢卷尺砝码砝码待测金属丝待测金属丝实验器材杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪杨氏模量的测定 8 实验原理S S 为金属丝横截面积。为金属丝横截面积。L0为金属丝的长度。为金属丝的长度。 L为其受拉力后的伸长量。为其受拉力后的伸长量。杨氏模量定义为：杨氏模量定义为：LSFLLLSFY00F本质为内力，其值等于外力大小本质为内力，其值等于外力大小。杨氏模量的测定 9 分组讨论S S 为金属丝横截面积。为金属丝横截面积。L0为金属丝的长度。为金属丝的长度。 L为其

4、受拉力后的伸长量。为其受拉力后的伸长量。杨氏模量定义为：杨氏模量定义为：LSFLLLSFY00F本质为内力，其值等于外力大小本质为内力，其值等于外力大小。如何获得如何获得这四个物这四个物理量的值理量的值呢？呢？ 10杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪螺旋测微计（千分尺）螺旋测微计（千分尺）游标卡尺游标卡尺钢卷尺钢卷尺砝码砝码待测金属丝待测金属丝实验器材杨氏模量测定仪杨氏模量测定仪 11 12螺丝螺丝三角底座三角底座水准仪水准仪立柱立柱 13金属丝金属丝横梁横梁夹头夹头平台平台光杠杆光杠杆 14圆孔圆孔夹头夹头 15夹头夹头挂钩挂钩砝码托砝码托砝码槽口砝码槽口交错放置交错放置 16前足前足镜架镜架平面

5、镜平面镜后足后足后足尖后足尖沟槽沟槽 17底座底座立柱立柱标尺标尺望远镜望远镜目镜目镜物镜物镜调焦手轮调焦手轮水平水平调节调节螺丝螺丝尺尺 读读 望望 远远 镜镜 18杨氏模量杨氏模量LSFLLLSFY00如何获得如何获得这四个物这四个物理量的值理量的值呢？呢？两者顶端对齐两者顶端对齐水平水平调节调节螺丝螺丝平面镜竖直平面镜竖直后足放置在后足放置在夹头平面上夹头平面上约约11.5m 190LFG,42dS LLSLFY0微小变化量？微小变化量？ 20平面镜向后平面镜向后倾斜的很小倾斜的很小的角度的角度 21光杠杆放大原理图光杠杆放大原理图0I 22光杠杆放大原理图光杠杆放大原理图Db0ILI1

6、I 23光杠杆放大原理图光杠杆放大原理图DItg2DI2DIbL2052 Db0ILI1IbLtg05bL 24光杠杆放大原理图光杠杆放大原理图Db0ILI1I光杠杆的作用在于将微小的伸长量光杠杆的作用在于将微小的伸长量 L放大为标放大为标尺上的位移尺上的位移 。DIbL2I 25 LSFLY042dS IbdDFLDIbdFLSFLY20200824DIbL2 26实验步骤（课本P44P44二、测量）1 1、调节仪器处于备用状态：、调节仪器处于备用状态：（1 1）调整望远镜与平面镜调整望远镜与平面镜高度相同，高度相同，平面镜与标尺距离平面镜与标尺距离为为1-1.5m。调整望远镜调整望远镜水平

7、水平, 平面镜平面镜竖直，竖直，后足放置在夹头平面上。后足放置在夹头平面上。两者顶端对齐两者顶端对齐水平水平调节调节螺丝螺丝平面镜竖直平面镜竖直后足放置在后足放置在夹头平面上夹头平面上 27（2 2）沿）沿望远镜上方望远镜上方使缺口、准星、平面镜中标尺的像三者在同使缺口、准星、平面镜中标尺的像三者在同一直线上一直线上( (三点一线三点一线）：左、右移动望远镜在平面镜中找到标尺）：左、右移动望远镜在平面镜中找到标尺的像的像; ;若找不到若找不到, ,可微调镜子的角度可微调镜子的角度, ,直到找到为止。直到找到为止。三点一线1点点2点点3点点 28（3 3）旋动望远镜目镜）旋动望远镜目镜, ,使十

8、字叉丝清晰使十字叉丝清晰; ; 再旋动调焦手轮再旋动调焦手轮, ,直到看清竖直尺的像。直到看清竖直尺的像。调节目镜，看清十字叉丝调节目镜，看清十字叉丝目镜目镜目镜目镜 29调节调焦手轮，直到看清调节调焦手轮，直到看清标尺的像。标尺的像。调焦手轮调焦手轮 30读数读数 31 逐次加一个砝码，在望远镜中读出对应逐次加一个砝码，在望远镜中读出对应标尺的位置，共标尺的位置，共1010次；然后将所加砝码逐次次；然后将所加砝码逐次去掉（每次减一个），并读取相应读数。去掉（每次减一个），并读取相应读数。P44P44：2-52-5、观察金属丝伸长变化情况。、观察金属丝伸长变化情况。注意：注意： I I1 1和

9、和I I1 1对应的都是一个砝码的读数；对应的都是一个砝码的读数； I I2 2和和I I2 2对应的都是两个砝码的读数；对应的都是两个砝码的读数； . . . . . I I1010和和I I1010对应的都是十个砝码的读数；对应的都是十个砝码的读数； 32(2)(2)在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量在钢丝上选不同部位用螺旋测微计测量d d 。P44： 6-86-8、测量金属丝长度测量金属丝长度L、平面镜与标尺之、平面镜与标尺之间的距离间的距离D，金属丝直径，金属丝直径d以及光杠杆的数据以及光杠杆的数据b。(1)(1)用钢卷尺测量用钢卷尺测量L L和和D D。(3)(3)取下光杠杆在展开的

10、白纸上同时按下三个取下光杠杆在展开的白纸上同时按下三个尖脚的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前尖脚的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前两尖脚连线的垂线，用游标卡尺测出两尖脚连线的垂线，用游标卡尺测出b b。 33 34S S 为金属丝横截面积。为金属丝横截面积。-螺旋测微计测得直径，计算得出面积。螺旋测微计测得直径，计算得出面积。L0金属丝的长度。金属丝的长度。-上夹头平面到下夹头平面之间的距离，用钢卷尺测。上夹头平面到下夹头平面之间的距离，用钢卷尺测。L受拉力后的伸长量受拉力后的伸长量-利用利用光杠杆光杠杆测得。测得。LSFLLLSFY00F内力，其值等于外力大小内力，其值等于外力大小。 -所加

11、砝码重力大小所加砝码重力大小 35注意事项2 2、实验系统调好后，一旦开始测量，在实验过程、实验系统调好后，一旦开始测量，在实验过程中不能对系统的任何一部分进行调整，否则，所中不能对系统的任何一部分进行调整，否则，所有数据将重新再测。有数据将重新再测。3 3、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能读取、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能读取数据。数据。4 4、光杠杆后足尖不能接触金属丝。、光杠杆后足尖不能接触金属丝。1 1、如果金属丝有弯曲，可以挂上砝码拉直，但、如果金属丝有弯曲，可以挂上砝码拉直，但这时挂的砝码重力不计入这时挂的砝码重力不计入F F值。值。 36注意事项6 6、注意保护实验器材，尤其是望远镜等光学、注意保护实验器材，尤其是望远镜等光学 仪器。仪器。5 5、实验中注意安全，砝码不能放置到桌面上，、实验中注意安全，砝码不能放置到桌面上， 不能摞高。不能摞高。 37问 题 讨 论 1 1、实验系统调好开始测量后，在实验过程中能不、实验系统调好开始测量后，在实验过程中能不能对系统的任何一部分进行重新调整，然后继续能对系统的任何一部分进行重新调整，然后继续读数？为什么？读数