液體表面張力系數(shù)的測(cè)定報(bào)告

1、南昌高校物理試驗(yàn)報(bào)告 課程名稱(chēng)： 高校物理試驗(yàn) 試驗(yàn)名稱(chēng)： 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定 學(xué)院： 管理學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 同學(xué)姓名： 學(xué)號(hào)： 試驗(yàn)地點(diǎn)： 基礎(chǔ)試驗(yàn)大樓608 座位號(hào)： 試驗(yàn)時(shí)間： 第三周星期天下午四點(diǎn)開(kāi)頭 液體表面張力系數(shù)的測(cè)定試驗(yàn)報(bào)告【試驗(yàn)?zāi)康摹?了解水的表面性質(zhì)，用拉脫法測(cè)定室溫下水的表面張力系數(shù)。2學(xué)會(huì)使用焦利氏秤測(cè)量微小力的原理和方法?！驹囼?yàn)儀器】焦利秤，砝碼，燒杯，溫度計(jì)，鑷子，水，游標(biāo)卡尺等?！驹囼?yàn)原理】液體表面層內(nèi)分子相互作用的結(jié)果使得液體表面自然收縮猶如緊急的彈性薄膜。由于液面收縮而產(chǎn)生的沿著切線(xiàn)方向的力稱(chēng)為表面張力。設(shè)想在液面上作長(zhǎng)為L(zhǎng)的線(xiàn)段，線(xiàn)段兩側(cè)液面便有張力f相

2、互作用，其方向與L垂直，大小與線(xiàn)段長(zhǎng)度L成正比。即有： 稱(chēng)為液體表面張力系數(shù)，單位：N/m。將一表面潔凈的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為d的矩形金屬片(或金屬絲)豎直浸入水中，然后漸漸提起一張水膜，當(dāng)金屬片將要脫離液面，即拉起的水膜剛好要裂開(kāi)時(shí)，則有F=mg+f。其中，F(xiàn)為拉出時(shí)所用的力，mg為金屬片和帶起的水膜的總質(zhì)量，f為表面張力。試驗(yàn)中利用金屬圓環(huán)，則： f=F-mg【試驗(yàn)步驟】1安裝好儀器，掛好彈簧調(diào)整底板的三個(gè)水平調(diào)整螺絲，使焦利秤立柱豎直。在主尺頂部掛入吊鉤再安裝彈簧和配重圓柱體使小指針被夾在兩個(gè)配重圓柱中間，配重圓柱體下端通過(guò)吊鉤鉤住砝碼托盤(pán)。調(diào)整小游標(biāo)的高度使小游標(biāo)左側(cè)的基準(zhǔn)線(xiàn)大致對(duì)準(zhǔn)指針，鎖緊

3、固定小游標(biāo)的鎖緊螺釘然后調(diào)整微調(diào)螺絲使指針與鏡子框邊的刻線(xiàn)重合當(dāng)鏡子邊框上刻線(xiàn)、指針和指針的像重合時(shí)(即稱(chēng)為“三線(xiàn)對(duì)齊”)，讀出游標(biāo)0線(xiàn)對(duì)應(yīng)刻度的數(shù)值L0.2測(cè)母彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)K：依次增加1.0g砝碼即將質(zhì)量為1.0g，2.0g3.0g，9.0g的砝碼加在下盤(pán)內(nèi)。調(diào)整小游標(biāo)的高度每次都重新使三線(xiàn)對(duì)齊，分別登記游標(biāo)0線(xiàn)所指示的讀數(shù)L1L2，L9；再逐次削減1.0g砝碼調(diào)整小游標(biāo)的高度每次都重新使三線(xiàn)對(duì)齊，分別登記游標(biāo)。線(xiàn)所指示的讀數(shù)L9，L8，L0，取二者平均值，用逐差法求出彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)。即 3 測(cè)(F一mg)值。將潔凈的金屬圓環(huán)掛在彈簧下端的小鉤子上，調(diào)整小游標(biāo)的高度使三線(xiàn)對(duì)齊登記此時(shí)游標(biāo)0

4、線(xiàn)指示讀數(shù)S0。把裝有蒸餾水的燒杯置于焦利平臺(tái)上，調(diào)整平臺(tái)位置，使金屬片浸入水中，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)旋鈕使平臺(tái)緩緩下降，下降的過(guò)程中金屬圓環(huán)底部會(huì)拉成水膜，在水膜還沒(méi)有裂開(kāi)時(shí)需調(diào)整三線(xiàn)對(duì)齊，然后再使平臺(tái)下降一點(diǎn)，重復(fù)剛才的調(diào)整，直到平臺(tái)略微下降，金屬圓環(huán)剛好脫出液面為止，登記此時(shí)游標(biāo)0線(xiàn)所指示的讀數(shù)S，算出S=SS0的值，即為在表面張力作用下彈簧的伸長(zhǎng)量，重復(fù)測(cè)量5次，求出平均值，此時(shí)有F-mg=f=KS代入可得: 4用卡尺測(cè)出d1，d2值，將數(shù)據(jù)代入式中即可算出水的值。再記錄室溫，可查出此溫度下蒸餾水的標(biāo)準(zhǔn)值，并做比較.【數(shù)據(jù)處理】1.用逐差法計(jì)算彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)（試驗(yàn)溫度：180C）砝碼數(shù)增重讀數(shù)(m

5、m)減重讀數(shù)(mm)平均數(shù)(mm)(mm)0298.62299.04298.8318.171302.16302.72302.4418.142306.00306.40306.2018.183309.26310.14309.7018.484313.68313.42313.5518.205317.22316.78317.00     6320.46320.70320.587324.46324.30324.388328.24328.12328.189331.72331.76331.7518.234 mm= 2.695 N/m0.139 mm0.167

6、mm=0.019 mm=0.168 mm2計(jì)算液體表面張力次數(shù)初始位置S0(mm)水膜裂開(kāi)時(shí)讀數(shù)Si(mm)S=SiS0(mm)(mm)1279.32281.382.062.0282280.04281.601.563279.30281.302.004279.38281.382.005279.12281.642.520.116 mm0.140 mm0.019 mm=0.141 mm3. 金屬環(huán)外、內(nèi)直徑的測(cè)量(本試驗(yàn)直接給同學(xué)結(jié)果)平均值(mm)d1 34.92d2 33.120.0256 N/m3計(jì)算表面張力系數(shù)及不確定度0.0909 N/m4. 表面張力系數(shù)的理論值：0.

7、0728 N/m【誤差分析】1. 由于水是自來(lái)水,其中還有漂白粉,金屬離子等雜質(zhì),故導(dǎo)致試驗(yàn)誤差較大!2. 操作中,無(wú)法保證金屬環(huán)面水平,使得液膜提前裂開(kāi),導(dǎo)致消滅誤差.3. 讀數(shù)時(shí)很難保證確定靜止時(shí)讀數(shù),導(dǎo)致讀數(shù)的人為誤差.4. 由數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差可知,數(shù)據(jù)偏離程度較大, 擬合程度不好5. 試驗(yàn)的焦利秤立柱未達(dá)到豎直.【思考題】1. 用焦利稱(chēng)測(cè)量微小力的依據(jù)是什么？答：焦利稱(chēng)就是一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，它的刻度分度值為0.02mm，三線(xiàn)合一時(shí)可以精確測(cè)量。2金屬圓環(huán)浸入水中，然后輕輕提起到底面與水面相平常，試分析金屬圓環(huán)在豎直方向的受力。答：受到豎直向下的重力，收到向下的液體表面張力，粘附在金屬環(huán)上的液珠的重力，以及金屬絲對(duì)圓環(huán)向上拉力。3 分析（2）式成立的條件，試驗(yàn)中應(yīng)如何保證這些條件實(shí)現(xiàn)？答：試驗(yàn)器材保持潔凈，不用手觸摸，用鑷子夾取。保持金屬環(huán)底部水平，試驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定。4 本試驗(yàn)中為何支配測(cè)（Fm