下载后可任意编辑利用一小段金属丝讨论这种金属丝的伸长弹性规律王家柱云南省蒙自市红河学院 11 级物理二班 661100摘要: 用光杠杆装置测量金属丝伸长量, 在物体的弹性限度内, 应力与应变成正比关键字: 金属丝、 伸长量、 光杆杆、 1、 引言任何物体当受到外力作用时,其形状,大小都将发生变化,物体的这种变化,称为形变.形变一般可分为弹性形变和范性形变两类:当作用于物体的外力撤除后,假如物体的形状能够完全恢复,这种形变称为弹性形变;假如加在物体上的外力过大,以至外力撤除后,物体的形状不能完全恢复,留下剩余形变,这种形变称为范性形变.不过,在本文章中,只对弹性形变进行讨论,而且只讨论其中的一种—拉伸形变. 在外力作用下, 固体所发生的形状变化成为形变。它可分为弹性形变和塑性形变两种。本实验中, 只讨论金属丝弹性形变, 为此, 应当控制外力的大小, 以保证外力去掉后, 物体能恢复原状。经过给金属丝施加外力, 使金属丝受力发生伸长, 但伸长量很小, 肉眼无法观测。经过光杠杆装置能够测出微小的伸长量。伸长量与金属丝所受的力存在一定的线性关系。本文经过在不同外力下, 对金属丝伸长量的测量, 来讨论金属丝的伸长弹性规律。2、 光杠杆装置测量伸长量在不同外力 F 作用下, 测量金属丝伸长量: 下载后可任意编辑光杠杆法。利用光杠杆原理测量微小长度变化是大学物理实验中普遍采纳的测量方法,原理如图1所示。图1 光杠杆光路图它由一平面镜和T型架组成, T型架下有三尖足及后尖足。测量时,使光杠杆的后尖足落到被测物体上,调节镜面倾角使镜面基本上垂直向前。当被测物体发生微小位移变化,带动光杠杆后尖足一起移动时,光杠杆上的镜面随之改变了一个小角度,使入射光线和反射光线发生变化,经过望远镜及标尺测量平面镜的角偏移。当发生微小位移ΔL时,平面镜位置由M转过θ角到M’,反射光射则由X0 转动2θ角到X,变化量为ΔX。由光路图可知:ΔL = (b·ΔX) / 2D,光杠杆的放大倍数为2D / b。能够看到, b和D都对光杠杆的放大作用有影响。如:振动造成光杠杆移动;当b很小时,微小的位移变化就会带来相当大的倾角变化,破坏了小角度引入的近似原则。这就对实验装置,仪器精度存在一些制约。 理论分析: 设有一根长为L, 横截面积为S 的金属丝, 沿其长度方向施加外力F 后, 金属丝将伸长(或缩短)△L。比值F/S 为作用在金属丝单位面积上的力, 称为应力, 它决定了物体的形变。比值△L/L是物体的相对伸长量, 称为...
