实验原理：简要说明本实验项目所涉及的理论知识。 一页左右。
实验过程（实验中涉及的记录、数据、分析）：写明具体上述实验方案的具体实施， 包括实验过程中的记录、数据处理和相应的分析（包括没有定量计算的系统误差）。
结论（结果）：即根据实验过程中所见到的现象和测得的数据，做出结论。 小结：对本次实验的心得体会、思考和建议。
每次实验开始时，交上一次的实验报告。 习题
一、回答下列问题
1. 误差和标准偏差有何联系与区别？ 2. 标准偏差和不确定度有何联系与区别？
3. 被测量的真值是不可知的，但在测量之后对真值有何了解？ 4. 如果在相同条件下多次测量的结果都相同，测量结果有无误差？ 二、指出下列各测量量为几位有效数字
0.0009mm 0.7008kg 7.00N 三、指出下列仪器读数记录中哪些有错误 1. 用米尺（最小分度为mm）测物体长度 15.266cm 15.32cm 15.3cm 26.00cm 2. 用安培计（最小分度为0.1mA）测电流强度 5.5mA 5.185mA 7.10mA 3mA 3. 用游标卡尺（精度为0.02mm）测长度 6.18cm 7.281cm 9.288cm 5.2585cm 四、纠错
1. L=(15.45±0.3)cm, 2. t=(6.40±0.218)s 3. V=(10.18×103±0.525×102 )cm3
4. L=66.0m=66000cm, 5. M=56.66g±100mg
五、一长度测量的结果为 L=(15.45±0.03)cm,（P=0.683），下列叙述中正确的是： 1. 待测长度L的真值是15.42cm或15.48cm。 2. 待测长度L的真值在15.42cm到15.48cm之间。
3. 待测长度L的真值在15.42cm到15.48cm之间的概率为68.3%。 六、按有效数字运算规则计算下列各式
1. 56.4+1.82 2. 302.8-5.66 3. 18.8×0.20 4. (152+45.9)/3.00
.30.
10.6×10m/s
2
七、求下列各式的不确定度传递（合成）公式 1. V=?R3 2. ??43
m1?0
m1?m2八、测弹簧劲度系数数据如下表 m/g 1 0.85 2 1.72 3 2.60 4 3.48 5 4.32 6 5.19 l/cm 分别用作图法、逐差法和最小二乘法求弹簧的劲度系数k。
.31.
实验1 金属材料弹性研究
【实验目的】
1. 利用光杠杆放大原理测微小长度变化。 2. 研究金属材料的一种特性—弹性。 3. 学习用逐差法处理数据。 【实验仪器】
弹性模量测定仪、光杠杆、尺度望远镜、螺旋测微计、游标卡尺、米尺、金属丝。 【预习要求】 1. 熟悉实验装置。
2. 推导光杠杆放大测量公式。 3. 设计研究方案。
4. 制定实验步骤和测量数据表。 【实验方案】 提示：
金属材料的弹性表现为受力情况下的伸缩变化，但在受力一定的情况下其伸缩量(△L)又与材料的线度（截面S）有关，同时也与材料（例如钢丝）的长短L有关。显然，材料受力后的伸缩量（△L)并不是能反映材料弹性特征的不变量。怎样通过以上各量的变化找到能反映材料弹性特征的不变量?类比材料的另一种特性——密度的发现和定义方法（通过质量和体积的变化而确定），应当可以从以上各量变化的测量结果中得出反映材料弹性特征的不变量。
你还能从以上测量结果发现F、S、L、△L与反映材料弹性特征的不变量E之间的依存关系吗？
【数据处理】
1. 用逐差法求每改变千克拉力下的伸长量△L。
2. 分析实验数据，确定能反映金属材料弹性特征的不变量E的表达式，并计算出本实验材料的E值。
3. 寻找各变量间关系的函数表达式。 【阅读材料】
物体(材料)受力作用会产生形变，在一定的受力范围内可以是弹性形变，发生弹性形变时，物体内部产生原状的弹力这种弹力又叫内应力。经验表明，在相同的条件下，不同材料弹性形变的情况是不同的。这证明材料的弹性是材料本身一种固有的特性，研究材料
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的弹性强度对制造、建筑等众多领域具有重要意义。
本实验要研究的材料是钢，这种材料具有较大的抗拉(压)强度，受力形变较小，为便于研究，特制成较细的钢丝，尽管如此，在数千克力的作用下的伸长量也是很微小的，解决微小长度变化量的测量问题是本研究的关键。
1. 实验装置示意图
该实验装置如图12-1所示。
图12-1 实验装置示意图
(1) 支架
其主要作用是用来固定钢丝及放置光杠杆。使用时，应先将钢丝在支架上的两端固定好，同时应调节支架底脚螺钉，观察支架上的水准仪，使气泡处于水准仪中央，这样夹住钢丝的圆柱才不会与平台磨擦。
(2) 读数望远镜
读数望远镜是用来观察较远距离物体的。其内部主要结构有两个透镜，前边为物镜，后面为目镜，中间有1个十字分划丝，是用来确定位置读数的。目镜、十字分划丝和物镜分别装在3个相互套合的套简上，其间的距离可相互移动。使用时，可根据需要调节。
调节步骤如下：
①先调目镜。旋转目镜，至能看到清晰的十字分划丝。
②调节望远镜的焦距。对准目的物，旋转调焦旋钮，直至能在视场中见到目的物没有视差、清晰的像。
2．光杠杆
光杠杆是根据几何原理中相似三角形对应边成比例而设计的。它是将△L放大的主要器件，如图12-2(a)所示，它由一面装在1个三足金属架上的平面反射镜构成。如图12-2 (b)所示，三足尖b1、b2、b3、构成一等腰三角形，b1到b2 b3连线的垂线长b称为光杠杆常数。
实验时，b1放在被测量点上，两前尖足放在支架平台上的横槽内。当尖b1的高低发生微小变化时，光杠杆则以b2 b3的连线为轴转动。
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图 12-2 光杠杆示意图
图 12-3 光杠杆放大光路图
3.光杠杆放大原理
如图12-3所示，设未加砝码时，从望远镜中读得标尺读数为n0，当增加砝码时，金属丝伸长?L，光杠杆后脚b1随夹钢丝的夹头平台下降?L，这时平面镜转过?角，镜面法线也转过?角。根据光的反射定律，反射线将转过2?角，即此时标尺上ni刻度经镜面反射后可从望远镜中看到，则有：
tg2??|ni?n0|?ni? (1) DD式中，D为光杠杆镜面到标尺间的距离。由光杠杆光路图中知，
tg???L (2) b.34.
因为?L是微小的长度变化，而?L??b, ?角很小，所以近似有：