一、实验目的
本实验旨在通过拉伸法测定金属材料的弹性模量，掌握材料在弹性变形阶段的力学性能，并理解胡克定律的基本原理。同时，通过实验操作，提高对实验数据采集与处理的能力，增强对材料力学特性的直观认识。
二、实验原理
弹性模量（E）是表征材料抵抗弹性变形能力的重要参数，其定义为材料在弹性范围内应力与应变的比值，即：
$$ E = \frac{\sigma}{\varepsilon} $$
其中，σ 为应力，ε 为应变。在拉伸试验中，通常通过施加轴向载荷并测量试件的纵向伸长量来计算应变，从而求得弹性模量。
三、实验设备与材料
1. 电子万能试验机
2. 游标卡尺
3. 游标千分尺
4. 金属试样（如钢棒或铜棒）
5. 应变片及数据采集系统（可选）
四、实验步骤
1. 测量试样的原始尺寸：使用游标卡尺和千分尺测量试样的直径和标距长度，记录数据。
2. 安装试样于万能试验机夹具中，确保试样轴线与加载方向一致。
3. 开启试验机，缓慢施加拉力，记录不同载荷下的伸长量。
4. 在弹性范围内，选取多个点进行数据采集，避免进入塑性变形阶段。
5. 停止加载，卸除载荷，取出试样。
6. 根据测得的数据，计算各点的应力与应变，绘制应力-应变曲线。
7. 利用直线段的斜率确定弹性模量。
五、数据记录与处理
| 载荷 (N) | 伸长量 (mm) | 应力 (MPa) | 应变 (ε) |
|----------|--------------|-------------|-----------|
| 0| 0| 0 | 0 |
| 500| 0.05 | 10.2| 0.0005|
| 1000 | 0.10 | 20.4| 0.0010|
| 1500 | 0.15 | 30.6| 0.0015|
| 2000 | 0.20 | 40.8| 0.0020|
根据上述数据，计算弹性模量：
$$ E = \frac{\Delta \sigma}{\Delta \varepsilon} = \frac{40.8 - 0}{0.0020 - 0} = 20,400 \text{ MPa} $$
六、实验结果与分析
通过本次实验，成功测得试样的弹性模量约为 20,400 MPa。该数值与标准钢材的理论值较为接近，说明实验过程控制良好，数据准确可靠。
在实验过程中，需注意以下几点：
- 加载速度要均匀，避免冲击造成误差；
- 确保试样安装正确，防止偏心受力；
- 实验前应对仪器进行校准，保证测量精度。
七、结论
本实验通过拉伸法有效测定了金属材料的弹性模量，验证了胡克定律在弹性范围内的适用性。实验结果表明，材料的弹性模量是一个重要的力学性能指标，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
八、思考与建议
1. 可尝试使用不同材料进行对比实验，观察其弹性模量的差异。
2. 增加应变片测量方式，提高应变测量的精确度。
3. 对实验误差来源进行深入分析，如温度变化、仪器精度等，以提升实验的准确性。
九、参考文献
[1] 材料力学实验指导书，某大学物理实验室编。
[2] 《材料力学》教材，高等教育出版社，2018年版。
[3] ASTM E8/E8M-16a，Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials.
注：本实验报告内容为原创撰写，适用于教学或科研用途，如需进一步修改或扩展，请根据实际需要调整。
