长江大学：《大学物理》课程教学资源（物理实验报告）落球法测液体的粘滞系数

大学物理实验 落球法测液体的粘滞系数 000661

实验目的 l、观黎液体中的内享擦现隶 、掌握用落泶法测粘滞系数的原理和方法 重点:斯托克斯定律适应的条件 难点:激光光电计时仪的使用

1、观察液体中的内摩擦现象 2、掌握用落球法测粘滞系数的原理和方法 难点：激光光电计时仪的使用 重点：斯托克斯定律适应的条件

二、实验原理 当流体(液体和气体)在管道中流动时,管道 中心处流速最大。越靠近管壁流速越小,说明在各 流层间有内廖擦力(也称为粘滞力)存在,流体的 这种性质称为粘滞性。粘滞系数是反映流体内部内 享擦力大小的物理量,是流体的重要性质之一。 对于液体,粘滞系数与液体的性质,温度和流遠 有关。液体粘滞系数的测量在工程技术上有广泛的应 用。如:机橄的润滑,石油在管道中的輸送,油脂涂 料,医疗和药物等方面,都淠测定粘滞系数。 测量液体粘滞系教的方法有多种。如落ξ法、转 筒法、毛细管法等,其中落球法是最基本的一种,它 可用于测量粘度较大的透明或半明液体。如篦麻油 变压器油、甘油

当流体（液体和气体）在管道中流动时，管道 中心处流速最大，越靠近管壁流速越小，说明在各 流层间有内摩擦力（也称为粘滞力）存在，流体的 这种性质称为粘滞性。粘滞系数是反映流体内部内 摩擦力大小的物理量，是流体的重要性质之一。 对于液体，粘滞系数与液体的性质，温度和流速 有关。液体粘滞系数的测量在工程技术上有广泛的应 用。如：机械的润滑，石油在管道中的输送，油脂涂 料，医疗和药物等方面，都需测定粘滞系数。 测量液体粘滞系数的方法有多种，如落球法、转 筒法、毛细管法等，其中落球法是最基本的一种，它 可用于测量粘度较大的透明或半透明液体，如蓖麻油、 变压器油、甘油等

二、实验原理 当金属小球在粘性液体中下落时 f f 小球的重力m 受到三个铅直方向的力 →<液体作用于小球的浮力f ng 粘滞阻力F (其方向与小球运动方向相反)

当金属小球在粘性液体中下落时 受 到 三 个 铅 直 方 向 的 力 v mg 小球的重力mg 液体作用于小球的浮力f 粘滞阻力F （其方向与小球运动方向相反）。 f F

二、实验原理 如果液体无限深广,在小球下落速度较小的情况 下,有 F=tnr 上式称为斯托克斯公式,式中,η为液体的粘滞系数, 单位是PaS,r为小球的半径

如果液体无限深广，在小球下落速度较小的情况 下，有： 上式称为斯托克斯公式，式中，η为液体的粘滞系数， 单位是Pa•S，r为小球的半径。 F  6vr （1）

二、实验原理 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: m1g=液gV+67( 于是小球开始作匀速直线运动

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： mg   液 gV  6rv (2) 于是小球开始作匀速直线运动

二、实验原理 由(2)式可得: m-VP液)g 77 (3) 60v d 令小球的直径为d,可得: L (p-0液)gat 77 18L 式中,p为小球材料的密度,L为小球匀速下落的 距离,t为小球下落距离L所用的时间

由（2）式可得： 令小球的直径为d，可得： （3） vr m V g    6 (  液 )  L gd t 18 ( ) 2   液    （4） 式中，ρ为小球材料的密度，L为小球匀速下落的 距离，t为小球下落距离L所用的时间。   3 6 m  d t L v  2 d r 

二、实验原理 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: ( 液)gat 77 18L +2.4 H 式中D为容器的内径

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： (1 2.4 ) 1 18 ( ) 2 D L d gd t       液  式中D为容器的内径

三、奥验仪器 FD-VM-2 落球法粘滞系数测定仪 激光发射器 激光接收器 激光光电计 篦麻油 时仪

FD-VM-2 落球法粘滞系数测定仪 激光发射器 激光接收器 蓖麻油 激光光电计 时仪

四、实验内容 1、用千分尺测量小球的直径,共测5个球,每个球 从不同的方向测量3次 25mm 269579M

1、用千分尺测量小球的直径，共测5个球，每个球 从不同的方向测量3次