粘滞系数123.pptVIP

各位老师，请您在实验前检查以下物品，并在实验开始后发给每组学生 ！小球10个、重锤、小球导向器、镊子、烧杯、磁性拾球杆 做完实验后认真验收以上物品并妥善保管！！ 兰登堡（Ladenburg）修正公式 小球是在内径为D，液体高度为H的管中下落，不能满足无限宽广的条件，因此，对上式要加以实际条件的修正 大学物理实验中心 落球法测量液体的粘滞系数 一、实验目的 观察液体的内摩擦现象； 学会用落球法测量液体的粘滞系数； 测定蓖麻油的粘滞系数。 二、实验原理 如果一小球在液体中下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。根据斯托克斯定律，小球所受到的粘滞阻力为: 式中 是小球的直径，v是小球的速度，η为液体粘滞系数。 它要求液体是无限深广、均匀的液体中下落。 实验时，待测液体必须盛于容器中，其边界不可能是无限深广的，小球不可避免会受到容器壁及液体有限深度的影响，故须对粘滞阻力公式进行修正。 小球在液体中作自由下落时，受到三个力的作用，且都在竖直方向：重力mg、浮力ρgV 和粘滞阻力F 。 开始下落时小球运动速度较小，相应的阻力也小，重力大于粘滞阻力和浮力，所以小球作加速运动。由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加，加速度越来越小，最后，三个力达到平衡，即： 整理得 的测定：设小球匀速下落时，在t时间内下落距离为L，则 则上式变为： 在小球的质量m 、液体的密度 、重力加速度g和小球的直径 d已知的情况下，只要测出圆筒的直径 D、小球下落的高度L和小球通过L所用时间t ，就可以算出液体的粘滞系数 。 三、实验仪器 型落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、游标卡尺、激光光电计时仪、温度计等。 . 四、实验内容 1．调整粘滞系数测定仪及实验准备： （1）调整底盘水平，在仪器横梁中间部位放重锤部件，调节底盘旋纽，使重锤对准底盘的中心圆点。 （2）调节上、下两个激光器，使其红色激光束平行地对准铅锤线。 （3）收回重锤部件，将盛有被测液体的量筒放置到实验架底盘中央，在实验中保持位置不变。 （4）在实验架上放上钢球导管。 （5）将小球放入导管，看其下落过程中能否阻挡光线，若不能，则适当调整激光器位置。 （6）将FB213A毫秒计时仪调整为“计时”状态，量程为9.9999s 2.用游标卡尺测量圆筒的内直径 D，测6次。3.测量小球下落的匀速运动速度（注意：激光束必须通过玻璃圆筒中心轴）。（1）从立柱刻度尺上读上、下二个激光束的位置,计算它们之间的距离L 。（2）将小球放入导管，当小球落下，阻挡上面的红色激光束时，此时计时仪器开始计时，到小球下落到阻挡下面的红色激光束时，计时停止，读出下落时间t，重复测量6次以上。 次数 i 下落 时间ti （s） 量筒 内直径Di （mm） 上激 光器Li0 （mm） 下激 光器Lit （mm） 下落 距离L （mm） 1 2 3 4 5 6 备 注 小球的质量m=0.110g , 小球的直径d=3.002mm, 蓖麻油的密度 重力加速度 η （30℃）=0.451 Pa· S 记录表格 : 蓖蔴油粘度与温度关系曲线如图3所示 0.231 0.312 0.451 0.621 0.950 1.514 2.418 5.300 η Pa· S 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 0 t ℃ 六、注意事项 液体粘滞系数随温度的变化而变化，因此测量中不要用手摸量筒。 避免激光束直接照射人的眼睛，以免造成眼睛损伤。 保护好仪器上的小螺钉，不要拧掉！ 做完实验后，务必将以下物品交还老师： 小球10个、重锤、小球导向器、镊子、烧杯、磁性拾球杆 请各位老师认真验收以上物品并妥善保管！！