《大学物理实验》课程教学资源（操作指导）拉脱法测液体表面张力系数

拉脱法测液体表面张力系数操作指导【实验目的】1.掌握用焦利秤测量微小力的原理和方法。2.了解液体表面的性质。3.测定液体的表面张力系数。【实验原理】F-mg公式推导见教材（41页）Q2(l +d)式中：2(l+d）为液体与门形丝接触面截面的周界长，实验测量时/用米尺测量，d可忽略不计。F-mg为门形丝拉破液面前的表面张力f。因f较小，实验中用焦利秤来测定。F-mg可通过测定弹簧的佩强系数k及门形丝拉破液面时弹簧的伸长来计算。既F-mg=k(s-so）。推导过程见教材（43页）。因此表面张力系数α的计算公式k(s-so)为：α=2(l +d)实验时：强系数k，门形丝长度及（s-s。）从实验测得。【实验内容】1.强系数k的测量，操作步骤见教材（43页）实验内容：1.校准焦利秤：（1）、（2）。2.（s-S。）的测量，操作步骤见教材（44页）实验内容：2.测量张力：（1）、（2）、（3）、(4)。以上两项均为多次测量，数据表格见教材附录（220页）。3.门形丝长度1可用焦利秤上米尺测量，单次测量即可。【数据处理】1.计算强系数k的平均值k及不确定度△=/s?+△仪2.计算(s-S）的平均值(s-So）及不确定度A(s-s%）=/S(s-%)）+△仪

拉脱法测液体表面张力系数操作指导 【实验目的】 1.掌握用焦利秤测量微小力的原理和方法。 2.了解液体表面的性质。 3.测定液体的表面张力系数。 【实验原理】 2( ) F mg l d σ − = + 公式推导见教材（41 页） 式中：2( 为液体与门形丝接触面截面的周界长，实验测量时l 用米尺测量，d 可 忽略不计。 l d + ) F mg − 为门形丝拉破液面前的表面张力 f 。因 f 较小，实验中用焦利秤来测定。 F mg − 可通过测定弹簧的倔强系数 及门形丝拉破液面时弹簧的伸长来计算。 k 既 F mg k s s −=− ( 0 ) 。推导过程见教材（43 页）。因此表面张力系数σ 的计算公式 为： 0 ( ) 2( ) ks s l d σ − = + 实验时：倔强系数 ，门形丝长度 k l 及 0 (s s − )从实验测得。 【实验内容】 1.倔强系数k 的测量，操作步骤见教材（43 页）实验内容：1.校准焦利秤：（1）、（2）。 2. 的测量，操作步骤见教材（44 页）实验内容：2.测量张力：（1）、（2）、（3）、 （4）。 0 (s s − ) 以上两项均为多次测量，数据表格见教材附录（220 页）。 3.门形丝长度l 可用焦利秤上米尺测量，单次测量即可。 【数据处理】 1.计算倔强系数k 的平均值 k 及不确定度 2 2 k k Δ = +Δ S 仪 2.计算 的平均值 0 (s s − ) 0 (s s − )及不确定度 0 0 2 2 () () ss ss S Δ − − = +Δ 仪

k(s-so)3.将平均值k、（s-s）及l代入公式α=（直径d忽略），计算表面张力2(I +d)系数。Ve(s-%))2 +U =+4.计算α的相对不确定度：-aV (s-so)k5.计算表面张力系数α的不确定度：△。=U,α。结果表达：±4（用百分数表示）a【操作要求】1.实验中，指标杆穿过玻璃管，禁止摩擦管壁（如何操作？）。2.数据记录时要求三线对齐（指标杆镜面刻线、玻璃管壁刻线及其在镜面中的像）。3.测量S时要求在液面破裂前瞬间三线对齐。4.测量s时要求门形丝在空气中或水中，那种情况更符合实际情况。【注意事项】1.严禁用手拉伸弹簧，使弹簧变形。2.码盒用完后，放回原处。3.整理仪器，清理桌面、地面后方可离开实验室

3.将平均值k 、 0 (s s − )及 代入公式 l 0 ( ) 2( ) ks s l d σ − = + （直径 忽略），计算表面张力 d 系数。 4.计算σ 的相对不确定度： 0 ( ) 2 2 0 ( )()( ( ) s s k l Ur ss k l σ σ Δ Δ Δ − == + + − 2 ) Δ 。 5.计算表面张力系数σ 的不确定度： Δσ = ⋅ Ur σ 。 结果表达： U r σ σ σ σ σ = ±Δ Δ = ⎧⎪ ⎨ ⎪⎩ （用百分数表示） 【操作要求】 1.实验中，指标杆穿过玻璃管，禁止摩擦管壁（如何操作？）。 2.数据记录时要求三线对齐（指标杆镜面刻线、玻璃管壁刻线及其在镜面中的像）。 3.测量 时要求在液面破裂前瞬间三线对齐。 s 4.测量 时要求门形丝在空气中或水中，那种情况更符合实际情况。 0 s 【注意事项】 1.严禁用手拉伸弹簧，使弹簧变形。 2.砝码盒用完后，放回原处。 3.整理仪器，清理桌面、地面后方可离开实验室