梧州学院学生实验报告
成绩：
指导教师：
专业：
班别：
实验时间：
实验人：
学号：
同组实验人：
实验名称：
实验六拉伸法测定杨氏模量
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。
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
实验原理：
1胡克定律和杨氏弹性模量胡克定律指出，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
FELSL
（61）
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s1d2，将此公式代4
入上式整理以后得
E4FLd2L
（62）
上式表明，对于长度L，直径d和所加外力F相同的情况下，杨氏模量E大的金属丝的伸长量L小。因而，
杨氏模量表达了金属材料抵抗外力产生拉伸或压缩形变的能力。
2．光杠杆和镜尺系统是测量微小长度变化的装置
ta
22
i
0

D
D
即：
2D
（63）
又从ΔOPP’，得ta
Li64b
式中b为后足至前足连线的垂直距离，称为光杠杆常数。从以
上两式得：
Li

b
2D
W

65
12D，可称作光杠杆的“放大率”，上式中b和D可以直接测量，因此当增加质量为m的砝码时，Wb
只要在望远镜测得标尺刻线移过的距离
，即可算出钢丝的相应伸长Li。将Li值代入62式后得
E8mgLD8mgLDbd2
i
0bd2
3实验数据记录与处理
66常用单位是：牛顿米2
数据测量记录：单位：mm
光杠杆平面镜到标尺的距离D
D
光杠杆前后足尖的垂直距离b
b
钢丝长度L
L
表（61）钢丝直径
物理量
1
2
3
4
5
平均值误差
钢丝直径
dmm
1
f表（62）钢丝伸长记录单位：cm
次数

0

1
对应砝码质量
1kg
2kg
加砝码
减砝码
加砝码
减砝码
读数平均值

0

1
应用逐差法处理数据：
每个砝码的质量m1kg

2

3

4
3kg
4kg
5kg

2

3

4

5
6kg
5

3
0
钢丝的杨氏模量：

4
1

5
2
每kg砝码拉力钢线伸长
＝
3项平均＝
E8mgLD8mgLD＝bd2
i
0bd2

测量结果分析：
【思考题】1．从光杠杆的放大倍数考虑，增大D与减小b都可以增加放大倍数，那么它们有何不同2．怎样提高测量微小长度变化的灵敏度？是否可以增大D无限制地增大放大倍数。其放大倍数是否越大
越好？放大倍数增大有无限制？3．为什么在测量中，望远镜中标尺的读数应尽可能在望远镜所在处标尺位置的上下附近？4．拉伸法测量钢丝的杨氏弹性模量中需要测量那些物理量？分r