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全国中学生物理竞赛复赛实验考查
实验三：测定金属的杨氏模量
一、实验目的1掌握用拉伸法测定金属丝的杨氏模量；2学会用光杠杆测量长度的微小变化；3学会用逐差法处理数据。二、实验仪器杨氏模量测量仪、光杠杆、镜尺组、钢卷尺、螺旋测微计、钢直尺、砝码三、实验原理
胡克定律指出，在弹性限度内，弹性体的应力和应变成正比。设有一根长为L，横截面
积为S的钢丝，在外力F作用下伸长了L，则FEL；SL
式中的比例系数E称为杨氏模量，单位为Nm－2。设实验中所用钢丝直径为d，则
s

1d4
2
，将此公式代入上式整理以后得
E

4FLd2L
如上图所示：
ta
L，ta
2
，因为0，所以ta
，ta
22
b
D
即：2L
，所以：Lb

bD
2D
补充：统计误差（精度）；系统误差（准度）：测量值与真实值距离
实验六：测量空气中的声速
一、实验目的：1、了解超声压电换能器的结构和原理，进一步掌握信号源和示波器的使用；2、加深对驻波及波的振动合成理论的理解；3、学习用驻波法和相位比较法测试超声波在空气中的传播速度。二、实验仪器：THSS1型声速测试仪，低频信号发生器（带频率显示），示波器。
三、实验原理：vf
1驻波法（共振干涉法）测波速当换能器S1与S2的表面平行时，由换能器S1的震动产生的超声波在S1、S2两表面之间形成
驻波，如图所示。两相邻波节（或波腹）之间的距离是。2
由波动理论知，波腹处声压最大，转换后的电压信号也最
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强，在示波器上观察到的信号振幅达到极大。移动S2可在示波器上看到信号振幅由大到小呈周期性变化。因此，只要测出两相邻极大值时S2的位置值，就可测出声波的波长。即：
L
L
1L

，2L2
2相位比较法测波速
声波从声源经过传输媒质到达接收器，在发射波和接收波之间产生相位差，此相位差和角频
率ω、传播时间t、声速υ、距离L、波长λ之间有下列关系：
t2f
L2L，Lv
L
1L

，L
四、实验内容及步骤
一、驻波法（也称共振干涉法）
1首先将信号源输出端与换能器发射头S1连接，再将换能器接收头S2与示波器CH1通道连
接。
2然后移动S2，使S1与S2的间距大于3cm。分别打开示波器和信号源电源开关
3各仪器都正常工作以后，调整信号频率，对示波器的扫描时基TIMEDIV进行调节，使在
示波器上获得稳定的正弦波。
4微微改变S2的位置，使正弦波振幅达最大；调信号源“频率调节”钮，使正弦波r