液体粘滞系数的测定
? 实验原理
? 实验步骤
? 实验数据处理
? 实验注意事项
? 实验目的
? 实验预习思考题
? 实验课后思考题
? 实验数据记录
1,掌握用落球法测定液体粘滞
系数的原理和方法 。
2,了解雷诺耳数与斯托克斯定
律的修正 。
【 实验目的 】
1,测量的公式中, 各物理量的意
义是什么, 是用什么仪器测量的, 仪
器的最小分度值是多少? 仪器误差是
多少?
2,能不能在小球刚进入液面就测
量时间, 为什么?
3,为什么要测量圆筒内径? 为什
么要在圆筒轴心处放入小球?
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【 实验 预习思考题 】
【 实验原理 】
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当光滑小球在均匀、
各个方向上都无限广阔
的液体中下落时,只要
小球本身的线度很小,
速度很小,则它所受的
粘滞阻力为
___斯托克斯定律
是液体的粘滞系数,v是小球下落
的速度,r是小球的半径。
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小球在液体中下落时,受到三个力的
作用, 重力,浮力和粘滞阻力
小球开始下落时速度小,所受粘
滞阻力也小,随着速度不断增大,粘
滞阻力亦不断增大,粘滞阻力 =浮力
之 =重力小球开始匀速下落(此时小
球的速度称为收尾速度)。
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3
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是小球的密度,是液体密度 ?
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因为液体放在并不是无限宽广的
容器内 如果小球沿内半径为 Do的圆
筒下落,筒内液体高度为 h,那么考
虑容器的影响,式上式变为
)
2
3.31)(4.21(
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18
1
)3.31)(4.21(
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D
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D
r
v
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d为小球的直径,D为圆筒的内直径
1,调整仪器底座,使圆筒中心轴
线尽量处于铅直位置。确定小球开始
匀速下落的位置并做标记线 A,在适
当位置做另一标记线 B,如上图所示。
2,取小球 5个, 用螺旋测微计分别
测量其直径 d。 对每个小球在不同方
向上测三次, 求出平均值作为每个小
球的直径 d,并编号待用 。
【 实验步骤 】
3,用镊子夹起小球,使其尽量处
在圆筒中心并靠近液面然后放入液体
中。用停表测出小球匀速通过 所需
的时间 t(5个小球分别测量 )。
AB
4,用米尺测量标记线 A,B间的距
离 L,筒内液体高度 h;用游标卡尺测
量圆筒的内径 D;液体的密度,小
球的密度 由实验室给出,用温度计
测量液体的温度。
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5,由 计算小球的收尾速度 。
将 d,D,h,带入式 (4)求出的平均
值, 并将 结果表示成标准形式 。
6,用不同直径的小球重复实验步
骤 1~5,计算相应的, 试分析小球的
直径对 的影响 。
7,计算液体的粘滞系数及其不确
定度, 并把结果写成标准形式 。
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1.测 5个钢珠的直径 d和下落时间 t。
钢珠序号
1
2
3
4
5
6
直径 d( cm)
时间 t( s)
2,测钢珠匀速下落的距离 ( 钢板尺 ),
L= ± 0.05 cm
3.测量筒内径 ( 游标卡尺 ),
D= ± 0.002 cm
【 实验数据记录 】
4.测量筒内液体的高度 (钢板尺),
h= ± 0.05 cm
5.实验室给出, ρ=7.775g/cm3
ρ0=1.264 g/cm3 g=980.4cm/s2
1.钢珠直径,
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1
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2.钢珠匀速下落时间,
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【 实验数据处理 】 (要求写出计算过程)
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【 注意事项 】
1,实验时,液体中应无气泡,小
球应彻底清掉油污,且在实验前应保
持干燥。
2,选定标记线 A的位置, 应保证
小球在通过 A之前已达到它的收尾速
度 。
3,粘滞系数随温度变化很显著,
因此在实验中不要长时间用手接触圆
筒。
1.试分析选用不同密度和半径的小
球做此试验, 对实验结果 的误差影响 。
2.实验中引起测量误差的主要因素
是哪些?
3.在特定溶液中当小球半径减小时
其下降的收尾速度如何变化? 当小球
密度增大 时, 又将如何变化?
4.在温度不同的两种液体中同一小
球下降的收尾速度是否相同, 为什么
?
【 实验课后思考题 】