大学物理实验切变模量的测量
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切变模量的测量
实 验 报 告 评分:
系 级 学号 姓名 日期
实验题目:切变模量的测量
实验目的:用扭摆来测量金属丝的切变模量,同时要学习尽量设法避免测量那些较难测的物理量,从而
提高实验精度的设计思想。
实验原理:(1)实验对象是一根上下均匀而细长的钢丝,几何上说是一个细长的圆柱
体(图1)。使其下端面发生扭转。扭转力矩使圆柱体各截面小体积元发生切应变。在弹性限度内,切应变?正比于切应力?:??G?(比例系数G即为材料的切变模量)。
(2)钢丝下端面绕中心轴OO’转过?角。单位长度的转角d?/dl??/L,
分析圆柱中长为dl的一小段,上截面为A,下截面为B(图2)。由于发生
’
切变,其侧面上的线ab的下端移至b。既ab 转过了一个角度?,
bb'??dl?Rd?,即切应变??Rd?。 dld? dl在钢丝内部半径为ρ的位置,其切应变为:????由剪切胡克定律???G???G?d?可得横截面上距轴线OO’为ρ处的切 dl
大学物理实验杨氏模量的测量模版
得分 教师签名 批改日期
深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称: 大学物理实验(1)
实验名称: 杨氏模量的测量
学院:
专业: 班级:
组号: 指导教师:
报告人: 学号:
实验时间: 年 月 日 星期
实验地点
实验报告提交时间:
一、实验目的 二、实验原理: \\ 三、实验仪器: 四、实验内容和步骤: 五、数据记录: 组号: ;姓名 1、 金属丝长度:L =
大学物理杨氏模量实验报告
篇一:大物仿真实验报告---金属杨氏模量的测定
大物仿真实验报告
金属杨氏模量的测定
化工12
一、 实验目的
1、掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理和方法 2、学会使用逐差法处理数据
二、 实验原理
人们在研究材料的弹性性质时,希望有这样一些物理量,它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S(即力与力所作用的面积之比)和应变ΔL/L(即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比)之比的概念。在胡克定律成立的范围内,应力和应变之比是一个常数,即
(1)
E被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大,该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。
通过式(1),在样品截面积S上的作用应力为F,测量引起的相对伸长量ΔL/L,即可计算出材料的杨氏模量E。因一般伸长量ΔL很小,故常采用光学放大法,将其放大,如用光杠杆测量ΔL。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架,平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直,其后足即杠杆的支脚与被测物接触,见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL时,镜面法线转过一个θ角,而入射到望远镜的光线转过2θ角,如图2所示。当θ很小时,
大学物理实验教案1-杨氏弹性模量的测定
大学物理实验教案
实验名称 教学时数 杨氏弹性模量的测定 2学时 1、掌握伸长法测量金属丝杨氏模量的原理和方法; 2、掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理和方法; 3、学习光杠杆和尺度望远镜的调节与使用; 4、学习处理数据的方法。 教学目的 和要求 1、伸长法测量杨氏弹性模量的基本原理。 教学重点 2、光杠杆测量长度微小变化量的原理和方法。 3、镜尺系统的调节。 4、异号法消除系统误差和最小二乘法处理数据。 1、镜尺系统的调节。 2、最小二乘法处理数据。 1、光杠杆法测量金属丝弹性模量的原理及公式; 2、弹性模量装置和镜尺系统的调节方法; 教学内容 3、异号法消除圆柱体与平台孔壁之间的微小摩擦和金属丝长度变化的滞后引起的系统误差; 4、各物理量的正确测量方法; 5、如何使用最小二乘法处理数据。 教学方法 先讲授,然后实际演示操作要点。 学生操作,随堂检查操作情况。根据学生的操作情况将容易犯错的问题做重点提示,学生可以根据操作中遇到的具体问题个别提问。 讲授25分钟,学生操作75分钟。 实验目的、测量关系式、原理图和数据记录表格。 1、杨述武等,《普通物理实验》(第四版)[M]. 北京:高等教育出版社,20
大学物理实验系列 - 杨氏模量数据处理
用列表法处理杨氏模量的测量数据
i Mi 望 远 镜 读 数 差值 ?n V2i Vi 增砝码 减砝码 平均值?V2i(g)?n i(cm)(cm)(cm2) (cm2)ni(cm) ni(cm) ni(cm) (cm) 0 n5?n0 1 500 = 2 1000 n6?n1 3 1500 = 4 2000 n7?n2 5 2500 = 6 3000 n8?n3 7 3500 = 8 4000 n9?n4 9 4500 = 测量结果的计算及不确定度的计算过程(公式——代入数据——计算结果) *注意有效数字的计算 N?cm u(N)?1(n?1)V212i?4Vi? D?D测?D0?mm u22a(D)?mm ub(D)?mm u2b(D)?mm2 u(D)?u22a(D)?ub(D)?mm 1
E?8MgLR?DbN?**N/m22 u(L)?0.3cm u(R)?0.5cm u(b)?0.5mm u(E)u(L)2u(R)22E?(L)?(u(D)2u(N)2u(M)2u(b)2R)?(
大学物理实验报告-基本测量
得分 教师签名 批改日期
深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称: 大学物理实验(一)
实验名称: 实验1 基本测量 学院: 物理科学与技术学院
专业: 课程编号: 2218008004 组号: 16 指导教师:
报告人: 学号: 实验地点 科技楼901 实验时间: 2011 年 04 月 02 日 星期 六
实验报告提交时间: 2010年04月11日
一、实验目的
___________________________________________________________________________________________________________________
大学物理实验课件实验4.2 静态拉伸法测材料的弹性模量 - 图文
实验4.2 静态拉伸法测材料的弹性模量
物理系:张师平
北京科技大学物理系张师平
引言
?英文名称:Elastic Modulus,
?弹性模量”(即杨氏模量)是描述物质弹性的一个物理量,是一个总称,包括“剪切模量”、“体积模量”等。所以,“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。?一般地讲,对弹性体施加一个外界作用(称为“应力”)后,弹性体会发生形状的改变(称为“应变”),“弹性模量”的一般定义是:应力除以应变。
北京科技大学物理系张师平
实验目的
1.学习用拉伸法测量材料的弹性模量。
2.了解光杠杆的结构原理,掌握使用方法。3.学习用EXCEL处理数据的方法。
北京科技大学物理系张师平
实验仪器
??????
测量杨氏模量专用装置一套,卷尺(3m,0.5mm)
游标卡尺(13cm,0.02mm)千分尺(25mm,0.004mm)砝码(500g,8个)钢丝
北京科技大学物理系张师平
实验原理(一)
?弹性模量又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性t变形难易程度的表征。用E表示。定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表
2示,单位为牛/米。模量的性质依赖于形变的性
质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称
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:
1、万能试验机法:在万能试验机上做拉伸或压缩试验,自动记录应力和应变的关系图线,从而计算出杨氏弹性模量。
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。
本实验学会用拉伸法测定
大学物理实验《用拉伸法测金属丝的杨氏弹性模量》
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:
F E?S
?LL我们把E称为杨氏弹性模量。
如上图:
?L??tg????x?x??L???n (?n?n2?n0) ?2D?n??2??D?
FF12?d8FLDSE??4?2
?Lx?dx??n?nL2DL四、 实验内容
大学物理空气比热容的测量实验报告
大物实验报告撰写模板2
空气比热容比的测定
在热学中比热容比是一个基本物理量。过去,由于实验测量手段的原因使得对它的测量误差较大。现在通过先进的传感器技术使得测量便得简单而准确。本实验通过压力传感器和温度传感器来测量空气的比热容比。 一、实验目的
1. 用绝热膨胀法测定空气的比热容。
2. 观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
3. 学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。 二、实验原理
理想气体定压摩尔热容量和定体摩尔热容量之间的关系由下式表示
Cp?Cv?R (4-6-1)
其中, R为普适气体常数。气体的比热容比?定义为
??CpCv
(4-6-2)
气体的比热容比也称气体的绝热系数,它是一个重要的物理量,其值经常出现在热力学方程中。
测量仪器如图4-6-1所示。1为进气活塞C1,2 为放气活塞C2,3为电流型集成温度传感器,4为气体压力传感器探头。实验时先关闭活塞C2,将原处于环境大气压强为P0、室温为T0的空气经活塞C1送入贮气瓶B内,这时瓶内空气压