大学物理实验-杨氏模量市公开课一等奖省赛课获奖课件

杨氏模量测量大学物理试验第1页内容试验目标1试验仪器2试验原理3试验内容和步骤4数据统计和处理5第2页试验目标掌握用伸长法测量金属丝杨氏模量方法了解光杠杆测量长度微小改变原理学会用逐差法处理数据进行测量结果不确定度分析第3页试验仪器杨氏模量测定仪螺旋测微计游标卡尺米尺砝码待测金属丝第4页试验原理1、杨氏模量物理意义：描述材料抵抗形变能力物理量，该值越大，材料越不轻易变形。式中S为金属丝横截面积：L为金属丝长度

L为其受拉力F后伸长量应变杨式模量定义为：第5页试验原理金属丝横截面积S：杨式模量定义为：式中金属丝原长L可由米尺测量，钢丝直径d可用螺旋测微仪测量，外力F可由试验中钢丝下面悬挂砝码重力给出，而ΔL是一个微小长度改变量，本试验利用光杠杆光学放大作用实现对金属丝微小伸长量

L间接测量。d为细铁丝直径第6页试验原理2、光杠杆测量长度微小改变：杨氏模量测定仪：关键部件是光杠杆系统（由光杠杆镜架与望远镜组成）。第7页1-金属丝2-光杠杆

3-平台4-挂钩5-砝码6-三角底座7-标尺

8-望远镜

杨氏模量仪示意图第8页光杠杆常数

b光杠杆原理bf1f2f3Db△Lθθθ光杠杆放大原理图第9页Db△Lθθθ光杠杆放大原理图第10页Db△Lθθθ光杠杆放大原理图

叫光杠杆放大率光杠杆作用在于将微小伸长量

L放大为竖尺上位移l。l

叫ΔL

光杠杆放大量第11页

第12页尺读望远镜组：测量时，望远镜水平地对准光杠杆镜架上平面反射镜，经光杠杆平面镜反射标尺虚象又成实象于分划板上，从两条视距线上可读出标尺像上读数。第13页试验内容和步骤1、调整仪器：调整光杠杆和望远镜：（1）调整望远镜水平,光杠杆平面镜竖直（2）调整望远镜与光杠杆平面镜高度相同（3）沿望远镜外侧边缘上方使凹口、瞄准星、平面镜在同一直线上，左、右移动望远镜在镜子里找到竖直尺像;若找不到,可微调镜子角度,直到找到为止。（4）旋动望远镜目镜,使十字叉丝清楚;再旋动聚焦手轮,直到看清竖直尺像。第14页逐次加360g砝码，在望远镜中读计对应标尺位置，共7次；然后将所加砝码逐次去掉（每次减360g），并读取对应读数。2、观察金属丝伸长改变试验内容和步骤第15页(2)在钢丝上选不一样部位用螺旋测微计测量d3、测量金属丝长度L、平面镜与竖尺之间距离D，金属丝直径d，光杠杆常数b。试验内容和步骤(1)用钢卷尺测量L和D(3)取下光杠杆在展开白纸上同时按下三个尖脚位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到前两尖脚连线垂线，用游标卡尺测出b第16页注意事项1、试验系统调好后，一旦开始测量ri，在试验过程中不能对系统任何一部分进行调整，不然，全部数据将重新再测。2、加减砝码时要轻拿轻放，系统稳定后才能读取刻度尺，读数过程中不要按压桌面。3、光杠杆后脚尖不能接触钢丝。第17页数据统计和处理1、金属丝原长L=

(cm)

光杠杆与望远镜镜尺距离D=

(cm)

光杠杆常数b=

(cm)2、金属丝直径d测量数据3、加减砝码后金属丝长度改变测量4、用逐差法处理数据第18页逐差法加砝码减砝码平均值为增加4个砝码铁丝拉伸量ΔL光杠杆放大量

其中第19页汇报要求1、计算杨氏模量E：2、计算△E：测量结果相对不确定度3、规范表示测量结果第20页不确定度一