拉伸法测量金属丝的弹性模量.docx
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1、实验三拉伸法测量金属丝的模量一、实验目的1 .掌握用拉伸法测量金属丝弹性模量的原理和方法。2 .学习光杠杆测量微小长度变化的原理和方法。二、实验原理1 .弹性模量在外力作用下,固体所发生的形状变化称为形变。如果力较小时,一旦外力停止了作用,形变将随之消失,这种形变称为弹性形变。如果外力足够大,当停止作用时,形变不能完全消失,留下剩余的形变称之为塑性形变。当开始出现塑形形变时,表明材料达到了弹性限度。1FIS4F1E=_=-V针对连续,均匀,各向同性的材料做成的钢丝,设其长为1,横截面积为S。沿长度方向施力F后,钢丝绳伸长或缩短A1单位长度的伸长量A1/1称为线应变,单位横截面积所受的力F/S称
2、为正应力。根据胡克定律,在金属丝弹性限度内正应力和线应变呈正比关系。比例系数11称为弹性模量,旧城杨氏模量,他表征材料本身的弹性性质。E越大的材料,要使他发生一定的相对形变所需的单位横截面积上的作用力就越大。实验表明,弹性模量E与外力F,物体的原长1和横截面积S的大小无关。仅与材料的性质有关。为测定弹性模量E值,式中F,S,1都可以用普通仪器及一般方法测出。唯有A1是一个微小的变化量。很难用普通测长的仪器准确的量度。本实验将采用光杠杆方法进行准确的测量。2 .光杠杆装置初始时,平面镜处于垂直状态。标尺通过平面镜反射后,在望远镜中呈像。则望远镜可以通过平面镜观察到标尺的像。望远镜中十字线处在标尺
3、上刻度为与。当钢丝下降1时,平面镜将转动。角。则望远镜中标尺的像也发生移动,十字线降落在标尺的刻度为七处。由于平面镜转动。角,进入望远镜的光线旋转2角。从图中看出望远镜中标尺刻度的变化-0。因为。角很小,由上图几何关系得:,tan夕=K2=-D则:(2)KZ=2D由(1)(2)得:(3)E=誓1dKAn三、实验器材弹性模量测定仪(包括:拉伸仪、光杠杆、望远镜、标尺),水平仪,钢卷尺(5M),螺旋测微器(0.01mm),游标卡尺(AX=O.05),台灯,破码(IKg)若干四、实验步骤1调弹性模量测定仪底角螺钉,使钢丝位于平台圆孔中间且能上下自由移动。使工作台水平。2 .放上光杠杆,T形架的两前足
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