测量金属杨氏弹性模量实验中哪直接测量量的误差对测量结果影

2021-04-17 15:00:36 字数 5176 阅读 9144

1楼:匿名用户

测量误差对结果影响较大的量主要是钢丝直径、标尺读数,因为这些量的测量相对误差比较大。 提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度,主要需要增加平面镜到标尺的距离,这样可以增加光杠杆的放大倍数。

记得采纳啊

金属杨氏弹性模量的测定的试验中哪一个直接测量量的误差对测量结果的影响大,为什么?

2楼:匿名用户

金属的杨氏模量测试方法好多种,有静态和动态之分,静态法引入的误差主要是应专力值,最大的误差属是应变值,也就是变形量,一般比较难准确测试,而且拟合后的斜率即杨氏模量 误差更大。相比静态法,动态法更准确,引入的误差主要是尺寸,整体偏差在1%以内。静态法,若是脆性材料误差多在50%以上,甚至更大。

3楼:匿名用户

蒙吧,有50%的机率呢

测量金属丝的杨氏弹性模量的实验报告怎么写?

4楼:上下求索

【实验目的】

1. 掌握用光杠杆装置测量微小长度变化的原理和方法;

2. 学习一种测量金属杨氏弹性模量的方法;

3. 学习用逐差法处理资料。? 【实验仪器】

杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜及标尺、螺旋测微器、游标卡尺、卷尺等

【实验原理】

一根均匀的金属丝或棒(设长为l,截面积为s),在受到沿长度方向的外力f作用下伸长?

δl。根据胡克定律:在弹性限度内,弹性体的相对伸长(胁变)?δl/l与外施胁强f/s

成正比。即:

? δl/l=(f/s)/e (1)

?式中e称为该金属的杨氏弹性模量,它是描述金属材料抗形变能力的重要物理量,其单

位为?n·m-2?。?

?设金属丝(本实验为钢丝)的直径为d,则s=πd2/4,将此式代入式(1),可得:

e=4fl/πd2δl (2)

?根据式(2)测杨氏模量时,f,d和l都比较容易测量,但δl是一个微小的长度变化,很

难用普通测长器具测准,本实验用光杠杆测量δl。

【实验内容】

1. 实验装置如图2-9,将重物托盘挂在螺栓夹b的下端,调螺栓w使钢丝铅直,并注意使

螺栓夹b位于平台c的圆孔中间,且能使b在上下移动时与圆孔无摩擦。

?2. 放好光杠杆,将望远镜及标尺置于光杠杆前约1.5~2m处。目测调节,使标尺铅直

,光杠杆平面镜平行于标尺,望远镜与平面镜处于同一高度,并重直对向平面镜。

?3. 微调平面镜或望远镜倾仰和望远镜左右位置,并调节望远镜的光学部分,使在望远镜

中看到的标尺像清晰,并使与望远镜处于同一高度的标尺刻度线a0和望远镜的叉丝像的横

线重合,且无视差。记录标尺刻度a0值。

?4. 逐次增加相同质量的砝码,在望远镜中观察标尺的像,依次读记相应的与叉丝横线重

合的标尺刻度读数a1,a2,…然后,再逐次减去相同质量的砝码,读数,并作记录。

?5. 用米尺测量平面镜面至标尺的距离r和钢丝原长l。

?6. 将光杠杆取下,并在纸上压出三个足尖痕,用游标卡尺测出后足尖至两前足尖联机的

垂直距离d。

?7. 用螺旋测微器在钢丝的不同位置测其直径d,并求其平均值。

【数据处理】

本实验要求用以下两种方法处理资料,并分别求出待测钢丝的杨氏模量。

一、用逐差法处理资料

?将实验中测得的资料列于表2-4(参考)。

l= ± ?cm?

?l= ± ?cm?

?r= ± ?cm?

?d= ± ?cm?

?注:其中l,r和d均为单次测量,其标准误差可取测量工具最小刻度的一半。

? d= ± ?cm?

?将所得资料代入式(4)计算e,并求出s(e),写出测量结果。

?注意,弄清上面求得的l是对应于增加多少千克砝码钢丝的伸长量。

二、用作图法处理资料

?把式(4)改为:

??其中:

??根据所得资料列出l~m资料**(注意,这里的l各值为 ),作

l~m图线(直线),求其斜率k,进而计算e;

?【实验报告】

【特别提示】

【思考问答】

1. 光杠杆的原理是什么?调节时要满足什么条件?

2. 本实验中,各个长度量用不同的器具来测定,且测定次数不同,为什么这样做,试从

误差和有效数字的角度说明之。

3. 如果实验中操作无误,但得到如图2-14所示的一组资料,这可能是什么原因引起的, 如何处理这组资料?

4. 在数据处理中我们采用了两种方法,问哪一种所处理的资料更精确,为什么?

5. 本实验中,哪一个量的测量误差对结果的影响最大?

【附录一】

【仪器介绍】

一、杨氏模量仪

??杨氏模量仪的示意图见图2-9。图中,a,b为钢丝两端的螺栓夹,在b的下端挂有砝码托盘,调节仪器底座上的螺栓w可使钢丝铅直,此时钢丝与平台c相垂直,并使b刚好悬在平台c的圆孔**。?

二、光杠杆

?1. 光杠杆是测量微小长度变化的装置,如图2-9所示。

将一个平面镜p固定在t型支架上,在支架的下部有三个足尖,这一组合就称为光杠杆。在本实验中将两个前足尖放在平台c前沿的槽内,后足尖搁在b上,借助望远镜d及标尺e,由后足尖随b的位置变化测出钢丝的伸长量。

?2. 图2-10为光杠杆的原理示意图,光杠杆的平面镜m与标尺平行,并垂直于望远镜,此时在望远镜中可看到经由m反射的标尺像,且标尺上与望远镜同一高度的刻度a0的像与望远镜叉丝像的横丝相重合(参看图2-11,相当于本实验中砝码托盘挂重物前望远镜中标尺的读数),即光线a0o经平面镜反射返回望远镜中。

当光杠杆后足下降一微小距离δl时,平面镜m转过θ角到m′位置。此时,由望远镜观察到标尺上某刻度a1的像与叉丝横线相重合(参看图2-12,相当于本实验中砝码托盘挂重物后望远镜中标尺的读数),即光线a1o经平面镜反射后进入望远镜中。根据反射定律,得∠a1oa0=2θ,由图2-10可知:???

?式中,d为光杠杆后足尖至两前足尖联机的垂直距离,r为镜面至标尺的距离,l为光杠杆后足尖下移δl前后标尺读数的差值。由于偏转角度θ很小(因δl<>d,经光杠杆转换后的量l却是较

大的量,并可以用望远镜从标迟上读得,若以l/δl为放大率,那么光杠杆系统的放大

倍数即为2r/d。在实验中通常d为4~8cm,r为1~2m,放大倍数可达25~100倍。

将式(3)和f=mg(m为所挂砝码的质量)代入式(2),可得:

? (4)

?此即为本实验所依据的测量式。

?还有一种光杠杆,其结构与上一种相似,只是把平面反射镜换成带有反射面的平凸透镜,

把望远镜换成光源。实际应用时,通过调节反射镜到标尺的距离和光源位置等,使光源前面

玻璃上的十字线清晰地成像到标尺上,通过标尺上十字线的偏移测出微小长度变化δl

,其δl计算式与前一种完全相同。

图2?11挂重物前的读数

图2?12挂重物后的读数

??三、望远镜

?望远镜的结构如图2-13所示,其主要调节如下:

?1. 调节目镜(即转动目镜筒h),使观察到的叉丝清晰。

1-目镜;2-叉丝;3-物镜?图2-13望远镜示意图

?2. 调节物镜,即将筒i从物镜筒k中缓缓推进或拉出,直到能从望远镜中看到清晰的

目标像。

?3. 消除视差,观察者眼睛上下晃动时,从望远镜中观察到目标像与叉丝像之间相对位置

无偏移,称为无视差。如果有视差,则要再仔细调节物镜与目镜的相对距离(即将i筒再稍

微推进或拉出),直到消除视差为止。

拉伸法测杨氏模量实验中哪个量的测量误差对结果影响最大?如何改进? 10

5楼:墨汁诺

伸长法测定杨氏du弹性模量-注意事项:在增减钢丝的负荷,测量钢丝伸长量的过程中,不要中途停顿而改测其他物理量,因为钢丝在增减负荷时,如果中途受到另外干扰,则钢丝的伸长(或缩短)量将产生变化,导致误差增大。

其它各量应在钢丝伸长量之后进行测量。影响较大的测量误差应该是在望远镜中对标尺的读数。为了测量细钢丝的微小长度变化,实验中使用了光杠杆放**,光杠杆的作用是将微小长度变化放大为标尺上的位置变化,通过较易准确测量的长度,测量间接求得钢丝伸长的微小长度变化。

当自变量与因变量成线性关系时,对于自变量等间距变化的多次测量,如果用求差平均的方法计算因变量的平均增量,就会使中间测量数据俩两抵消,失去利用多次测量求平均的意义。为了避免这种情况下中间数据的损失,可以用逐差法处理数据。

扩展资料;

测量杨氏模量的方法一般有拉伸法、梁弯曲法、振动法、内耗法等,还出现了利用光纤位移传感器、莫尔条纹、电涡流传感器和波动传递技术(微波或超声波)等实验技术和方法测量杨氏模量。

拉伸试验中得到的屈服极限бs和强度极限бb,反映了材料对力的作用的承受能力,而延伸率δ或截面收缩率ψ,反映了材料塑型变形的能力,为了表示材料在弹性范围内抵抗变形的难易程度,在实际工程结构中;

材料弹性模量e的意义通常是以零件的刚度体现出来的,这是因为一旦零件按应力设计定型,在弹性变形范围内的服役过程中,是以其所受负荷而产生的变形量来判断其刚度的。一般按引起单位应变的负荷为该零件的刚度。

6楼:什么不晓得

为了测量细钢丝的微小长度变化,实验中使用了光杠杆放**,光杠杆的作用是将微小长度变化放大为标尺上的位置变化,通过较易准确测量的长度测量间接求得钢丝伸长的微小长度变化。

利用光杠杆不仅可以测量微小长度变化,也可测量微小角度变化和形状变化。由于光杠杆放**具有稳定性好、简单便宜、受环境干扰小等特点,在许多生产和科研领域得到广泛应用。

提高光杠杆测量微小长度变化的灵敏度,主要需要增加平面镜到标尺的距离,这样可以增加光杠杆的放大倍数。

测量误差对结果影响较大的量主要是光杠杆常数、钢丝直径、标尺读数,因为这些量的测量相对误差比较大。

当自变量与因变量成线性关系时,对于自变量等间距变化的多次测量,如果用求差平均的方法计算因变量的平均增量,就会使中间测量数据俩两抵消,失去利用多次测量求平均的意义。为了避免这种情况下中间数据的损失,可以用逐差法处理数据。

7楼:崔思慧全奇

我记得有实验验证过,拉伸法测金属丝杨氏模量实验中测量误差对结果影响较大的是,支架的竖直程度。也就是必须在实验开始时,调节水平仪使得底座水平。然后,必须保证支架本身制作精度较高,与地面严格垂直。