(4.2.10)--实验31 动态法测杨氏模量-预习报告模板.doc

PAGE

第PAGE5页共NUMPAGES5页

大学物理实验报告

第PAGE1页共NUMPAGES5页

实验题目动态法测杨氏模量班级姓名学号

日期2017年月日实验室任课教师签字报告成绩

【实验目的】

1.学会用动态悬挂法测量材料的杨氏模量；

2.学会用动态支撑法测量材料的杨氏模量；

3.学习用外延法测量，处理实验数据；

4.了解换能器的功能，熟悉测试仪器及示波器的使用。

请课前阅读教材或其他资料回答以下问题

【预习问题】（不需要写出答案，课堂上教师会提问，回答正确才能开始实验）

1.什么是材料的杨氏模量？

2.静态法和动态法各有什么特点？

3.根据动态法的原理，需要测量哪些物理量？

4.不同长度的物理量应怎样选择测量工具？

5.换能器的原理是什么？

6.激振器和拾振器的作用有什么不同？

7.共振频率和固有频率有什么不同？

8.测试棒的节点在什么位置？

9.怎样在示波器中观察共振信号？

10.怎样才能准确找到信号振幅最大时的频率？

11.实验过程中，频率应怎样调节，才能快速找到共振频率？

12.什么是外延法？

13.使用外延法作图，横坐标、纵坐标怎样定义？

14.节点处基频的振幅为什么是零？

15.大范围调节频率时，为什么会有很多个共振图像？

16.不同材料的金属棒，共振频率大概在什么范围内？

【实验原理】

1、动态法测量杨氏模量的原理是什么？实验中需要测量哪些物理量？

2、画出实验装置连接的示意图，并说明信号发出和接收的过程。

3、共振信号怎样判断？怎样才能提高共振频率的测量精度，减小误差。

【实验仪器】（阅读教材或其他资料尽量写出所有用到的仪器）

【注意事项】

1.测试棒不可随处乱放，保持清洁，拿放时应特别小心。

2.安装测试棒时，应先移动支架到既定位置，再安放测试棒，应确保测试棒横向水平，棉线与测试棒轴向垂直，两棉线悬挂点到测试棒端点距离相等，且测试棒处于静止状态。

3.更换测试棒要细心，避免损坏激振和拾振传感器；特别注意不要用手掰、碰激振器2和拾振器2上面的支撑海绵。

4.寻找共振频率时，要先将频率粗调到共振频率附近，此时注意观察示波器显示屏，同时细调频率，避免错过共振峰。

【实验内容】

1、熟悉仪器，明确各部分名称、作用，熟悉各种基本测量工具；

2、调节支架，安装测试棒，连接信号发生器、示波器；

3、根据测试棒共振频率的大致范围，调节信号发生器的频率，并在示波器中调节出共振信号；

4、可以选择悬挂法或支撑法测量室温下黄铜棒、铝棒、不锈钢棒的共振频率，将信号发生器显示的频率读数记录下来；

【实验数据处理】

实验数据处理

表1金属棒直径的测量

直径d

零点误差

1

2

3

4

5

6

平均值

黄铜棒

铝棒

不锈钢棒

（注：表格内应填测量时的直读值，计算平均值时应考虑零点误差，填入修正后的结果）

表2外延法确定共振频率（节点位置约为刻度49.68mm处，共振频率精确到小数点后一位即可）

测量位置(mm)

共振频率(Hz)

20

30

40

60

70

80

黄铜棒

铝棒

不锈钢棒

以测量位置为x轴，共振频率为y轴作图，通过外延法确定基频共振频率。

（手工坐标纸作图或计算机作图，标清楚坐标轴物理量、单位、刻度等信息）

（在图中通过外延法找到基频共振频率填入表3对应位置）

表3金属棒物理参数的总表

测试样品材质

黄铜

铝

不锈钢

直径d(mm)

样品长度L(mm)

样品质量m(g)

41.0917

13.6435

38.6599

基频共振频率f1(Hz)

二、杨氏模量的计算

将各物理量的平均值代入求出各种材料的杨氏模量。

（写清公式、代入数据过程、单位，注意结果保留的有效数字的位数。）

黄铜：

铝：

不锈钢：

【思考题】

1、请分析共振频率测试时，干扰信号的来源？这些干扰信号应怎样避免？（可以从改进实验仪器、改善实验环境、提高实验技巧等角度分析）

【实验小结及建议】