基于SPSS的拉伸法測量金屬絲楊氏彈性模量實驗數據處理

張 燕

(運城學院 工科實驗實訓中心，山西 運城 044000)

大學物理實驗是高校理工科學生必修的一門理論結合實踐的基礎課程，學生通過實驗操作及對實驗數據的分析處理，能更好地為學習物理基礎理論提供幫助，提高學生的動手實踐能力、實驗操作能力及創新能力。本文以大學物理實驗中的必選實驗之一“拉伸法測量金屬絲的楊氏彈性模量實驗”為例，與以往文獻不同的是一般物理實驗教學和科研工作者借助的數據處理軟件有EXCEL、ORIGIN等[1]，該研究借助數理統計的實驗數據處理方法，利用SPSS軟件對測量數據進行二段最小平方法預測分析，建立預測模型，求得金屬絲楊氏模量的值。并將采用SPSS軟件進行二段最小平方法計算的楊氏模量值與借助EXCEL的逐差法計算的楊氏模量值進行比較，前者更接近公認值。

1 拉伸法測量金屬絲的楊氏彈性模量實驗

1.1 原理

固體材料在彈性形變范圍內，正應力與相應線應變的比值稱作楊氏彈性模量，它是度量固體材料受力時形變大小的重要參量。在機械材料、醫療、建筑、通訊等工程設計及材料選用中廣泛應用。

設一粗細均勻的金屬絲長為L，橫截面積為S，當金屬絲上端固定，下端懸掛砝碼，金屬絲在受砝碼重力F作用下沿線性方向發生形變，則根據胡克定律，金屬絲的應力和產生應變成正比，則：

(1)

(2)

本實驗采用LY-1CCD 型楊氏模量測量儀，如圖1所示：

圖1 LY-1CCD 型楊氏模量測量儀

1.2 原始數據

用外徑千分尺在金屬絲的5個不同部位測得其直徑，金屬絲長度用米尺測量見表1；……