内容发布更新时间 : 2024/5/12 14:08:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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落球法测量液体的粘滞系数

腿一、实验内容：

袄熟悉斯托克斯定律，掌握用落球法测量液体的粘滞系数的原理和方法。

蚀二、实验仪器：

膀落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、千分尺、激光光电计时仪

蚆三、实验原理：

薃如图1，当金属小球在粘性液体中下落时，它受到三个铅直方向的力：小球的重力mg、液体作用于小球的

浮力?gV（V为小球体积，?为液体密度）和粘滞阻力F（其方向于小球运动方向相反）。如果液体无限深广，在小球下落速度v较小的情况下，有：

蚀F?6??rv（1）

薀

袀图

1液体的粘滞系数测量装置

膈 上式称为斯托克斯公式，式中?为液体的粘滞系数，单位是Pa ?s，r为小球的半径。

薈 斯托克斯定律成立的条件有以下5个方面：

膃1）媒质的不均一性与球体的大小相比是很小的；

芄2）球体仿佛是在一望无涯的媒质中下降；

蕿3）球体是光滑且刚性的；

羆4）媒质不会在球面上滑过；

膆5）球体运动很慢，故运动时所遇的阻力系由媒质的粘滞性所致，而不是因球体运动所推向前行的媒质的惯性

所产生。

芃小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力不大，但是随着下落速度的增大，阻力也随之增大。最后，三个

力达到平衡，即：

羀于是小球开始作匀速直线运动，由上式可得：

蚈令小球的直径为d，并用m??ld

d3?，v?，r?代入上式得： 6t2

(????)gd2t羅??（2）

18l

莃其中??为小球材料的密度，l为小球匀速下落的距离，t为小球下落l距离所用的时间。

莁实验时，待测液体盛于容器中，故不能满足无限深广的条件，实验证明上式应该进行修正。测量表达式为：

(????)gd2t?膆??18l1dd(1?2.4)(1?1.6)DH（3）

螄其中D为容器的内径，H为液柱高度。

蒃四、实验步骤：

1．调整粘滞系数测量装置及实验仪器

蒈

袈1）调整底盘水平，在仪器横梁中间部位放重锤部件，调节底盘旋钮，使重锤对准底盘的中心圆点。

蒃2）将实验架上的两激光器接通电源，并进行调节，使其红色激光束平行对准锤线。

薃3）收回重锤部件，将盛有待测液体的量筒放置到实验架底盘中央，并在实验中保持位置不变。

衿4）在实验架上放上钢球导管。小球用酒精清洗干净，并用滤纸吸干。

莅5）将小球放入钢球导管，看其能否阻挡光线，如不能，则适当调整激光器位置。

薆2．用温度计测量油温，在全部小球下落完后再测一次油温，取其平均值。

蚃3．测量上下两激光束之间的距离l。

艿4．将小球放入钢球导管，当小球落下，阻挡上面的红色激光束，秒表开始记时，到小球落到阻挡下面的红色

激光束时，停止记时，读出下落时间，重复6次。

肇5．计算蓖麻油的粘滞系数。

芄五、数据记录和数据处理

表格一

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