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察光杠杆镜面,并左右平移尺读望远镜或将光杠杆镜面作少量的倾斜调节,直到镜中出现标尺的反射像为止。
4.通过望远镜上的瞄准器调节望远镜倾角或左右摆角使其对准光杠杆镜面,然后调节望远镜目镜使观察到的分划板刻线(或叉丝)最清晰;其次调节物镜直到能从望远镜中看到标尺刻线的清晰象,并注意消除视差。
5.在砝码钩上逐次增加砝码(每次增加1kg)直加到5Kg为止.记下每次对应的标尺读数
0、
1、
2…、
5,将所得数据填入表1。
6.在加到5Kg后,再增加1Kg砝码、此时不必读数,取下1Kg砝码再读数,然后逐次减去1Kg砝码,记下每次对应的标尺读数为
5、
4
3、……、
0,减到与开始拉直金属丝所用码相同为止,将数据仍然填入表1。
7.用米尺测量金属丝的长度L和光杠杆镜面到标尺间的垂直距离D。用千分尺测出金属丝的直径d(要求在不同的位置测5次将测量值填入表2)。将光杠杆放在纸上压出三个脚的痕迹,量出后脚痕迹点到两前脚痕迹点连线的垂直距离K。
8.取同一负荷下标尺刻度的平均值
0
1
2
3
5,然后用逐差法处理实验数据,算出Δ
在m30Kg时的平均值
,将L、D、d、Δ
等代入(6)式求出金属丝的
扬氏模量E。(或者用作图法,最小二乘法处理数据求E)四.数据记录与处理
表1金属丝随砝码伸长读数记录
3
f项目
次数012345
砝码质量(kg)
mi012345
望远镜标尺读数(mm)加砝码减砝码

i

i
180
181
275
278
369
371
459
463
549
553
640
649
同一负荷下读数的平均值mm
i
180527653704615516445
等间隔相减
5
22745
4
12745
3
02805
27602
表2金属丝直径测量
单位:mm
次数di
10420
20422
30419
40420
50418
d04198
d
00007
d
d
d
0419800007
其它物理量测量值(单次):L8250±05(mm),D9930±05(mm),K725±05(mm)
由式(6)可得
8mgLD
839808250993
Ed2K
31410419810320072500276
17401011Nm2
式中由于L、D、K均是单次测量,须将其极限不确定度eL、eD、eK各除以3,分别化为
标准不确定度σL、σD、σK后再带入,根据不确定度传递公式:
E
L
2

D
2


2d
2

K
2



2
ELDdK

由上式可求得:
E
05
2


05
2

200007
2

05
2

02
2
E38253993041983725276
35104229104233103239810327251032
89103
σE0015×1011(Nm2)所以:E174±002×1011(Nm2)
五.实验结果:
所测金属丝扬氏弹性模量E为:174±002×1011(Nm2)。r
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