实验6 落球法测液体的粘滞系数
落球法测量液体的黏滞系数实验报告
落球法测量液体的黏滞系数实验报告一、实验题目落球法测量液体的黏滞系数二、实验目的学会使用PID温控试验仪掌握用落球法测量液体的黏滞系数的基本原理掌握实验的操作步骤及实验数据的处理三、实验器材变温黏度测量仪、，ZKY—PID温控实验仪、秒表、螺旋测微器，钢球若干实验仪器简介：1、变温黏度仪如右图所示，待测液体在细长的样品管中能使液体温度较快地与加热水温达到平衡，样品管壁上有刻度线,便于测量小球下落的距离。
样品管外的加热水套连接到温控仪，通过热循环水加热样品。
底座下有调节螺丝钉，用于调节样品管的铅直。
2、开放式PID温控实验仪温控实验仪包含水箱、水泵、加热器、控制及显示电路等部分。
本实验所用温控实验仪能根据实验对象选择PID参数以达到最佳控制,能显示温控过程的温度变化曲线和功率的实时值,能存储温度及功率变化曲线,控制精度高等特点。
仪器面板如右图所示:开机后水泵开始运转,显示屏显示操作菜单，可选择工作方式,输入序号及室温，设定温度及PID参数。
使用左右键选择项目，上下键设置参数,按确认进入下一屏，按返回键返回上一屏。
进入测量界面后屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号,设定温度、初始温度、当前温度、当前功率、调节时间等参数。
图形以横坐标代表时间,纵坐标代表温度(以及功率)，并可用上下键改变温度坐标值.仪器每隔15秒采集一次温度及加热功率值,并将采得的数据示在图上。
温度达到设定值并保持2min温度波动小雨0.1℃,仪器自动判定达到平衡，并在图形区右边显示过渡时间t s，动态偏差σ，静态偏差e。
四、实验原理1、液体的黏滞系数:如果将黏滞流体分成许多很薄的流层，个流层的速度是不相同的.当流速不大时，流速是分层有规律变化的，流层之间仅有相对滑动而不混合。
这中流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向做平滑直线运动的流动成为层流。
如下图所示实际流体在水平圆形管道中作层流时的速度分布情况，附着在管壁的一层流体流速为0，从管壁到管轴流体的速度逐渐增大,管轴出速度最大，形成不同流层。
实验六 液体粘滞系数的测定(落球法)
实验六 液体粘滞系数的测定（落球法） 实验目的使用下落小球的方法测定液体的粘滞系数，掌握用斯托克斯公式测定液体的粘滞系数的方法。
实验仪器玻璃圆筒，温度计，密度计，螺旋测微器，游标卡尺，天平，米尺，秒表，镊子，落球，蓖麻油等。
实验原理由于液体具有粘滞性，固体在液体内运动时，附着在固体表面的一层液体和相邻层液体间有内摩擦阻力作用，这就是粘滞阻力的作用。
对于半径r 的球形物体，在无限宽广的液体中以速度v 运动，并无涡流产生时，小球所受到的粘滞阻力F 为 rv F πη6= （6－1）公式（6－1）称为斯托克斯公式。
其中η为液体的粘滞系数，它与液体性质和温度有关。
如果让质量为m 半径为r 的小球在无限宽广的液体中竖直下落，它将受到三个力的作用，即重力mg 、液体浮力f 为g r ρπ334、粘滞阻力rv πη6，这三个力作用在同一直线上，方向如图6－1所示。
起初速度小，重力大于其余两个力的合力，小球向下作加速运动；随着速度的增加，粘滞阻力也相应的增大，合力相应的减小。
当小球所受合力为零时，即063403=--rv g r mg πηρπ （6－2） 小球以速度v 0向下作匀速直线运动，故v 0称收尾速度。
由公式（6－2）可得36)34(rv g r m πρπη-= （6－3） 当小球达到收尾速度后，通过路程L 所用时间为t ，则v 0＝L /t ，将此公式代入公式（6－3）又得t rLg r m ⋅-=πρπη6)34(3 （6－4） 上式成立的条件是小球在无限宽广的均匀液体中下落，但实验中小球是在内半径为R 的玻璃圆筒中的液体里下落，筒的直径和液体深度都是有限的，故实验时作用在小球上的粘滞阻力将与斯托克斯公式给出的不同。
当圆筒直径比小球直径大很多、液体高度远远大于小球直径时，其差异是微小的。
为此在斯托克斯公式后面加一项修正值，就可描述实际上小球所受的粘滞阻力。
加一项修正值公式（6－4）将变成t R r rL g r m ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=4.216)34(3πρπη （6－5） 式中R 为玻璃圆筒的内半径，实验测出m 、r 、ρ、t 、L 和R ，用公式（6－5）可求出液体的粘滞系数η。
落球法测液体的粘滞系数
落球法测液体的粘滞系数落球法是一种测定液体粘滞系数的方法，它是通过测量液体小球在垂直于其运动方向的平面上所受阻力来得出液体粘滞系数的。
该方法适用于各种流体，如液体、半固体或高分子体系，可用于研究定量性质，如粘度、流动性、粘滞作用等。
该方法简便易行，不需要特殊设备和条件，适用于实验室教学和科学研究等方面。
实验原理液体粘滞现象是由于粘性阻力的存在而引起的，这种阻力是由分子间的吸引和分子间摩擦力的相互竞争造成的。
落球法是利用这种阻力，通过测量液体小球在垂直于其运动方向的平面上所受的阻力来计算液体的粘滞系数。
实验步骤1.准备实验材料：落球法测定液体粘滞系数所需的材料包括：液体、球体、容器、计时器、温度计等。
2.将球体放入液体中：将球体轻轻地落入液体中，记录球体下落的时间t1。
（球体要保持光滑，不锈钢球较好用）3.测量空气中的自由落体时间：用同样的方法将球体轻轻落入向上的空气中，记录球体上升的时间t2。
4.重复步骤2和步骤3几次，记录其数据，并求其平均值。
5.计算液体的粘滞系数：根据忽略气体粘滞力和重力加速度的条件，在球体下落的过程中，假设液体存在的粘滞阻力是稳定的，则液体的粘滞系数可以通过以下公式进行计算：η = 2(R^2ρgvt) / 9v(1 + 2.4R/d)其中：η为液体粘滞系数；R为球体半径；ρ为液体的密度；g为重力加速度；v为球体的下落速度；d为容器与球体的直径差。
实验注意事项1.实验室环境条件要控制在较稳定的范围内，如温度、湿度、气压等。
2.液体的温度要保持恒定，以便消除温度差异引起的误差。
3.球体的表面要光滑，不锈钢球较好用。
4.实验数据的取值要尽量准确，数据平均值的误差不能超过实验要求的误差范围。
5.仪器要静置一段时间后才开始实验。
6.实验仪器应定期维护保养，并按时校准。
实验结果与分析落球法测定液体粘滞系数的实验结果是根据实验条件和数据计算出的一个值。
对于同一液体，它的粘滞系数往往随着温度的升高而降低，随着浓度的升高而增加，随着分子量的增加而增大。
用落球法测定液体的粘滞系数
用落球法测定液体的粘滞系数液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度。
是描述液体内摩擦力性质的一个重要物理量。
它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。
粘滞系数除了因材料而异之外还比较敏感的依赖温度，液体的粘滞系数随着温度升高而减少，气体则反之，大体上按正比例的规律增长。
研究和测定液体的粘滞系数，不仅在材料科学研究方面，而且在工程技术以及其他领域有很重要的作用。
◆【实验目的】1.学习用落球法测定液体的粘滞系数的原理和方法2.熟悉流动液体中的粘滞现象，掌握粘滞现象的一般规律3.测定蓖麻油的粘滞系数◆【仪器及用具】玻璃量筒、待测液体、游标卡尺、秒表、温度计、米尺、小钢球、读数显微镜◆【实验原理】当流体流动时，各层的流速不同，相邻两层中由于流体分子的热运动，流速慢的流层中的分子进入流速快的流层；同时，流速快的流层中的分子进入流速慢的流层，结果流速快的将变慢，流速慢的将变快。
在宏观上就相当于在两流层间产生了相互作用力，我们称这一对相互作用力为内摩擦力或者粘滞力。
流体中的这一现象称为粘滞现象。
一个半径为r的金属小球在无限广延的粘滞液体中自由下落时，它受到3个力的作用:（1）小球W=ρVg（V为小球体积；ρ为小球密度；g为重力加速度），方向向下；（2）液体作用于小球的浮力F=ρ0Vg（ρ0为液体的密度），方向向上；（3）由于附着于球面的液体与周围其他液层之间的摩擦力，即小球受到的粘滞阻力f，方向向上。
由于液体是无限广延的，而且小球的半径r很小，小球下落的速度v也很小，这由斯托克斯公式可知：f=6πrηv=3πdηv式中，d为小球直径；η为该液体在T℃时的粘滞系数，它只与液体性质和温度有关。
一般的，液体温度越高，η越小。
在CGS制中η的单位是泊（P），1P=1g/（cm•s）；在SI制中，η的单位是帕斯卡•秒（Pa•s），1Pa•s=1kg/m•s=10P。
小球在液体中下落时重力ρVg和浮力ρ0Vg为恒力，而粘滞阻力f与小球下落的速度v 成正比。
落球法测量液体粘滞系数
落球法测量液体的粘滞系数实验报告一、问题背景液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力（或粘滞系数），它的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。
液体的粘滞系数和人们的生产，生活等方面有着密切的关系，比如医学上常把血粘度的大小做为人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
测量液体粘度可用落球法，毛细管法，转筒法等方法，其中落球法适用于测量粘度较高的透明或半透明的液体，比如：蓖麻油、变压器油、甘油等。
二、实验目的1．学习和掌握一些基本物理量的测量。
2．学习激光光电门的校准方法。
3．用落球法测量蓖麻油的粘滞系数。
三、实验仪器DH4606落球法液体粘滞系数测定仪、卷尺、螺旋测微器、电子天平、游标卡尺、钢球若干。
四、实验原理处在液体中的小球受到铅直方向的三个力的作用：小球的重力mg（m为小球质量）、液体作用于小球的浮力gVρ（V是小球体积，ρ是液体密度）和粘滞阻力F（其方向与小球运动方向相反）。
如果液体无限深广，在小球下落速度v较小情况下，有（1）上式称为斯托克斯公式，其中r是小球的半径；η称为液体的粘度，其单位是sPa⋅。
小球在起初下落时，由于速度较小，受到的阻力也就比较小，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（2） 此时，小球将以0v 作匀速直线运动，由（2）式可得：（3）令小球的直径为d ，并用'36ρπd m =，t lv =0，2dr =代入（3）式得（4）其中'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l 距离所用的时间。
实验过程中，待测液体放置在容器中，故无法满足无限深广的条件，实验证明上式应进行如下修正方能符合实际情况：（5）其中D 为容器内径，H 为液柱高度。
用落球法测定液体的粘滞系数
用落球法测定液体的粘滞系数液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度。
是描述液体内摩擦力性质的一个重要物理量。
它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。
粘滞系数除了因材料而异之外还比较敏感的依赖温度，液体的粘滞系数随着温度升高而减少，气体则反之，大体上按正比例的规律增长。
研究和测定液体的粘滞系数，不仅在材料科学研究方面，而且在工程技术以及其他领域有很重要的作用。
◆【实验目的】1.学习用落球法测定液体的粘滞系数的原理和方法2.熟悉流动液体中的粘滞现象，掌握粘滞现象的一般规律3.测定蓖麻油的粘滞系数◆【仪器及用具】玻璃量筒、待测液体、游标卡尺、秒表、温度计、米尺、小钢球、读数显微镜◆【实验原理】当流体流动时，各层的流速不同，相邻两层中由于流体分子的热运动，流速慢的流层中的分子进入流速快的流层；同时，流速快的流层中的分子进入流速慢的流层，结果流速快的将变慢，流速慢的将变快。
在宏观上就相当于在两流层间产生了相互作用力，我们称这一对相互作用力为内摩擦力或者粘滞力。
流体中的这一现象称为粘滞现象。
一个半径为r的金属小球在无限广延的粘滞液体中自由下落时，它受到3个力的作用:（1）小球W=ρVg（V为小球体积；ρ为小球密度；g为重力加速度），方向向下；（2）液体作用于小球的浮力F=ρ0Vg（ρ0为液体的密度），方向向上；（3）由于附着于球面的液体与周围其他液层之间的摩擦力，即小球受到的粘滞阻力f，方向向上。
由于液体是无限广延的，而且小球的半径r很小，小球下落的速度v也很小，这由斯托克斯公式可知：f=6πrηv=3πdηv式中，d为小球直径；η为该液体在T℃时的粘滞系数，它只与液体性质和温度有关。
一般的，液体温度越高，η越小。
在CGS制中η的单位是泊（P），1P=1g/（cm•s）；在SI制中，η的单位是帕斯卡•秒（Pa•s），1Pa•s=1kg/m•s=10P。
小球在液体中下落时重力ρVg和浮力ρ0Vg为恒力，而粘滞阻力f与小球下落的速度v 成正比。
落球法测量液体粘滞系数
落球法测量液体的粘滞系数实验报告一、问题背景液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力（或粘滞系数），它的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数η称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。
液体的粘滞系数和人们的生产，生活等方面有着密切的关系，比如医学上常把血粘度的大小做为人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
测量液体粘度可用落球法，毛细管法，转筒法等方法，其中落球法适用于测量粘度较高的透明或半透明的液体，比如：蓖麻油、变压器油、甘油等。
二、实验目的1．学习和掌握一些基本物理量的测量。
2．学习激光光电门的校准方法。
3．用落球法测量蓖麻油的粘滞系数。
三、实验仪器DH4606落球法液体粘滞系数测定仪、卷尺、螺旋测微器、电子天平、游标卡尺、钢球若干。
四、实验原理处在液体中的小球受到铅直方向的三个力的作用：小球的重力mg（m为小球质量）、液体作用于小球的浮力gVρ（V是小球体积，ρ是液体密度）和粘滞阻力F（其方向与小球运动方向相反）。
如果液体无限深广，在小球下落速度v较小情况下，有（1）上式称为斯托克斯公式，其中r是小球的半径；η称为液体的粘度，其单位是sPa⋅。
小球在起初下落时，由于速度较小，受到的阻力也就比较小，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（2）此时，小球将以0v 作匀速直线运动，由（2）式可得：（3）令小球的直径为d ，并用'36ρπd m =，t lv =0，2dr =代入（3）式得（4）其中'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l 距离所用的时间。
实验过程中，待测液体放置在容器中，故无法满足无限深广的条件，实验证明上式应进行如下修正方能符合实际情况：（5）其中D 为容器内径，H 为液柱高度。
落球法测液体粘滞系数实验报告
落球法测液体粘滞系数实验报告落球法测液体粘滞系数实验报告引言液体的粘滞性质是指其内部分子间的摩擦阻力，是液体流动过程中的重要参数。
粘滞系数是描述液体粘滞性质的物理量，它与液体的黏度密切相关。
本实验采用落球法测量液体的粘滞系数，通过实验数据的分析，探究不同液体的粘滞性质以及其与温度的关系。
实验步骤1. 实验器材准备：实验所需的器材包括落球仪、计时器、温度计、容器等。
2. 实验液体准备：选择不同液体进行实验，如水、甘油、酒精等，分别倒入容器中。
3. 实验环境准备：将实验室温度调整到稳定状态，并记录下实验开始时的温度。
4. 实验操作：将落球仪放置在容器中，将液体从仪器顶部注入，待液体稳定后，观察落球的速度，并用计时器记录下落球所需的时间。
5. 实验数据记录：根据实验操作的结果，记录下不同液体在不同温度下的落球时间。
实验结果与分析根据实验数据，我们可以计算出不同液体在不同温度下的粘滞系数。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 不同液体的粘滞系数不同：根据实验数据，我们可以发现不同液体的粘滞系数存在差异。
例如，水的粘滞系数较小，而甘油的粘滞系数较大。
这是因为液体的粘滞系数与其分子间的相互作用力有关，不同液体的分子结构和化学性质不同，因此其粘滞系数也会有所差异。
2. 温度对粘滞系数的影响：通过对不同温度下的实验数据进行比较，我们可以发现温度对液体的粘滞系数有一定的影响。
一般来说，随着温度的升高，液体的粘滞系数会减小。
这是因为温度的升高会增加液体分子的热运动能量，使得分子间的相互作用力减弱，从而降低了液体的粘滞性。
3. 实验误差的考虑：在实验过程中，由于各种因素的影响，可能会存在一定的误差。
例如，由于仪器的精度限制或操作不准确等原因，实验数据可能会有一定的偏差。
为了减小误差的影响，我们可以多次进行实验，并取平均值来提高数据的准确性。
结论通过落球法测量液体的粘滞系数，我们可以得出不同液体的粘滞性质以及其与温度的关系。
实验6 落球法测液体的粘滞系数
实验6 落球法测液体的粘滞系数
落球法是用于测量液体粘滞系数的一种常见的实验方法。
它的主要原理是球体穿过液
体时，就可以测量液体的粘滞系数。
实验过程是将一个经验值圆柱形体，如铝筒，悬挂在小钢筋上方。
筒子高度为悬挂筋
的长度减去筒子长度，即可保证实验中运动的稳定性。
接着用密封容器，装入一定量的液体，调整液体温度，然后将测试体放入空气中，调整测试体的质量以保证正确的落球运动
轨道。
将测试体放入液体中，以给定的速度开始落球，记录落球的时间同时做好安全措施，以免测试过程中造成安全事故。
落球过程应尽量控制好高度和液体的温度。
测量完毕后对实验数据进行计算处理，得出液体的粘滞系数。
实验结果受多种因素的
影响，如液体粘度、液体厚度、皮带高度等，因此改变以上参数即可改变实验结果，也可
以得出正确的粘滞系数数据。
落球法测量液体的粘滞系数是简单可行的，节省金钱和精力，也有很高的准确性和稳
定性。
但同时还需要考虑一些安全因素，如防止落球设备造成危险，以及保证实验精度和
效率，避免因参数的不足而使实验结果变得不准确的情况发生。
落球法测定液体的粘滞系数
落球法测定液体的粘滞系数目录实验目的 (2)实验仪器 (2)实验原理 (2)实验装置 (4)实验内容 (5)实验数据及处理 (5)观察与思考 (12)实验总结 (13)落球法测定液体的粘滞系数实验目的1、用落球法测定液体的粘滞系数。
2、进一步熟悉基本测量工具的使用。
实验仪器FD —VM —II型落球法液体粘滞系数测定仪（激光光电传感器计时）、甘油、游标卡尺、温度计、小刚球、小磁钢、螺旋测微器、液体密度计。
实验原理各种实际流体在流动时，平行于流动方向的内部各层速度是不同的，于是作相对运动的各层流体间存在着粘滞性摩擦阻力，简称内摩擦力。
牛顿给出了表征内摩擦力f的定律：f A——，即f的大小正比于流层移动的dx速度梯度和流层间的接触面积，比例系数叫做粘滞系数，它是表征流体相邻流层内摩擦力大小的一个物理量。
它的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数n称为粘度，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数，液体的粘滞性的测量是非常重要的，例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态，这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。
因此，测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
测量液体粘度有多种方法，本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。
如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。
当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。
物体的粘滞系数值因温度不同而变化很大，因而没有注明温度的任何流体的粘滞系数值是毫无意义的。
半径为r的光滑球，以速度v在均匀的无限宽广的液体中下落时，若速度不大，球的半径也很小，在液体中不产生涡流时，斯托克斯指出，小球在液体中受到阻力为：f 6r ，必须指出，这阻力并非是球和液体之间的阻力，而是球面上附着一层液体和不随球运动的液体之间的阻力，亦即流体的内摩擦力或粘滞阻力，方向与小球运动方向相反。
用落球法测量液体的粘度实验报告
一、实验名称：落球法测量液体粘度二、实验目的：1. 了解液体粘度的基本概念及其测量方法。
2. 掌握落球法测量液体粘度的原理和实验操作。
3. 学会使用实验器材，并对实验数据进行处理和分析。
三、实验原理：落球法测量液体粘度的原理基于斯托克斯公式。
当小球在液体中匀速下落时，所受的粘滞阻力与重力、浮力达到平衡。
根据斯托克斯公式，粘滞阻力F与液体的粘度η、小球半径r和速度v之间存在如下关系：\[ F = 6\pi \eta r v \]其中，F为粘滞阻力，η为液体粘度，r为小球半径，v为小球在液体中的速度。
实验中，通过测量小球下落的时间t和距离l，可以计算出小球的速度v，进而根据斯托克斯公式求得液体的粘度η。
四、实验器材：1. 落球法液体粘滞系数测定仪2. 小球3. 激光光电计时仪4. 读数显微镜5. 游标卡尺6. 温度计7. 记录纸和笔五、实验步骤：1. 将液体倒入实验装置的容器中，确保液体高度适中。
2. 将小球放入容器中，调整激光光电计时仪，使其发射的两束激光交叉于小球下落的路径上。
3. 启动计时仪，观察小球下落过程，记录下落时间t和距离l。
4. 使用读数显微镜测量小球的直径d，在不同方位测量6次，取平均值。
5. 使用游标卡尺测量容器内径D，记录数据。
6. 记录室温。
六、数据处理：1. 根据斯托克斯公式，计算小球的速度v：\[ v = \frac{l}{t} \]2. 根据斯托克斯公式，计算液体的粘度η：\[ \eta = \frac{2\pi r^3 (g - \frac{4\pi r^2\rho}{3\rho_{\text{液}}})}{9l} \]其中，r为小球半径，ρ为小球密度，ρ_{\text{液}}为液体密度，g为重力加速度。
3. 对实验数据进行处理，分析误差来源，并对结果进行讨论。
七、实验结果与分析：1. 根据实验数据，计算液体的粘度η。
2. 分析实验误差来源，如测量误差、仪器误差等。
3. 对实验结果进行讨论，与理论值进行比较，分析实验结果的准确性。
落球法测液体粘滞系数实验报告
落球法测液体粘滞系数实验报告嘿，大家好，今天我们要聊聊一个非常酷的实验，叫做落球法测液体粘滞系数。
说到粘滞系数，听上去是不是有点科学严谨的感觉？这个东西就像是液体的“稠度”，就像蜂蜜比水粘稠得多。
我们这次的实验就是用一个小小的球体，来测量液体的粘稠程度。
听起来很简单，但可别小看这小球，里面可是有大学问的。
咱们得准备好实验材料。
说白了，咱们需要一个透明的容器，最好能看得清楚球的落下过程，接下来就是不同种类的液体，比如水、油、还有一些特殊的液体。
球的话，选择小一点的金属球，重重的，才能在液体中快速下沉。
实验开始前，心里难免有点小紧张，但更多的是好奇，想看看这小球究竟能给我们带来什么样的“惊喜”。
准备工作做好后，咱们就可以开始了。
把液体倒入容器中，先给它们混合均匀，尽量不要有气泡，气泡可是会捣乱的。
然后，轻轻把小球放入液体中，像放一颗小星星一样。
哦，那一瞬间，真的是太美了，球在液体中划过的轨迹，仿佛在跳舞。
开始的时候，球落得挺快，突然间速度就慢下来了。
这时候，我心里想着，哇，这就是液体的“粘性”在作怪啊。
观察球的下落速度，记下时间，这就是咱们的关键数据。
每次实验都要认真对待，不能马虎。
慢慢的，我发现每种液体的表现都不一样。
水，真是快得飞起，跟小鸟似的；而油呢，慢悠悠的，像个懒汉。
每次看到球在油里缓慢下沉，我都忍不住想笑，简直就像在说：“嘿，慢点嘛，我还有时间呢！”通过这样的实验，我们可以计算出液体的粘滞系数。
公式一看，心里就一阵晕，数学真的是老大难啊。
不过，细想想，也不就是把观察到的数据代入公式嘛。
用力一算，结果就出来了。
嘿，这时候的成就感，真是让人兴奋得不行。
每一次看到自己计算出的结果，都像是揭开了一层神秘的面纱，感受到了科学的魅力。
有趣的是，实验过程中，有一次我不小心把液体洒了一地，搞得实验室乱七八糟，心里那个尴尬啊。
可是看到同学们围着笑，心里也觉得好玩，这就是实验的乐趣呀。
搞科学嘛，总是会有些小意外的，没什么大不了的，关键是从中学到东西。
落球法测量液体粘滞系数
参考：
钢球平均密度：
' 9.725 10 3 kg / m3
蓖麻油出厂密度：
0.97 10 3 kg / m3
束（挡住两光束时会有时间值显示），若不能， 六、实验注意事项
适当调整光电门的位置。
1、测量时，将小球用毛巾擦拭干净；
2．用温度计测量待测液体温度T0 ,当全部小球 投下后再测一次液体温度T1 ，求其平均温度T 。
3、影响测量精度的因素有哪些
答:第一:实验中液体油筒不水平引起误差。如果忽略油筒垂直,将给整个实验带来误 差。 第二:温 控仪未达到设定温度,便开始操作实验。因为设定温度后,必须使待测液体的温 度与水的温度完全 一致才可以测量。如果实验中操作不够重视,设定的温度与待测液体 的温度是不一致的,测量的粘 滞系数不是设定温度下的粘滞系数,此时记录数据是有误 差的。 第三:实验开始后,不可以碰撞油 筒,否则会引入横向力,造成液面漩涡,使小球靠近油筒 壁下落,带来测量误差。 第四:小球下落偏 离轴线方向,小球释放到油筒中时,下落轨迹偏离轴线,从而增加油筒 壁对小球运动状态的影响,
3．用螺旋测微器测量20个小球的直径，求其平
均值 d 。
2、等被测液体稳定后再投放小球； 3、全部实验完毕后，将量筒轻移出底盘中心位 置后用磁钢将钢球吸出，将钢球擦拭干净，以 备下次实验用。
4. 计算 d 的方差，去除不合格的小球，重新选
择其他小球，重复3、4，直到所有小球合格。
5．用电子天平测量20个小球的质量，求其平均
1-3Re/16,（8）式又可表示为：
1
3 16
v0 d
(9)
已知或测量得到 ' 、 、 D 、 d 、 v0 等参数
后，由（5）式计算粘度 ，再由（7）式计算 Re ，
落球法测量液体的粘滞系数
3 v0 d 16
(9)
已知或测量得到 ' 、 、 D 、 d 、 v0 等参数后，由（5）式计算粘度 ，再由（7）
式计算 Re ，若需计算的 Re 的1级修正，则由（9）式计算经修正的粘度1 。在国际单 位制中， 的单位是Pa·s（帕斯卡·秒），在厘米，克，秒制中， 的单位是P（泊） 或cP（厘泊），它们之间的换算关系是： 1Pa·s = 10P = 1000cP 仪器说明 1． 整体部件 DH4606落球法液体粘滞系数测定仪主要包括两部分： 测试架和测试仪。 图1为测试架 结构图：
4. 计算 d 的方差，去除不合格的小球，重新选择其他小球，重复3、4，直到所有小球 合格。5．用电子天平测量20个小球的质量，求平均质量 m 。6. 计算小球的密度 ' 。 7．用卷尺测量光电门的距离 L ；测量10次小球下落的时间，并求其平均值时间 s 。 8．用游标卡尺测量量筒内径 D 。9. 测量液柱高度H。 10．相关量代入公式（5），计算液体的粘滞系数 ，并与该温度 T 下的粘滞系数相比 较。不同温度下的蓖麻油的粘滞系数可参照附表1。 参考： 钢球平均密度： ' 9.725 103 kg / m3 蓖麻油出厂密度： 0.97 103 kg / m3 五、实验注意事项 1、测量时，将小球用毛巾擦拭干净； 2、等被测液体稳定后再投放小球； 3、全部实验完毕后，将量筒轻移出底盘中心位置后用磁钢将钢球吸出，将钢球擦拭干 净，以备下次实验用。 六、预习思考题 1、为何要对公式（4）进行修正？ 2、如何判断小球在液体中已处于匀速运动状态？
3、影响测量精度的因素有哪些？
( ' ) gd 2 t 18l
1 d d (1 2.4 )(1 1.6 ) D H
[精品]落球法测液体的粘滞系数
![[精品]落球法测液体的粘滞系数](https://img.taocdn.com/s3/m/af08f4e332d4b14e852458fb770bf78a65293ae0.png)
[精品]落球法测液体的粘滞系数落球法是一种简单直观的测量液体粘滞系数的方法，基于斯托克斯定律，也称为斯托克斯法则。
该方法通过测量液体中小球自由下落的时间来计算液体的粘滞系数。
实验原理根据斯托克斯定律，一个小球（半径为r）在粘性液体中以稳定速度下落时，其速度v 和液体粘滞系数η相关，公式为：v = (2/9) * r^2 * g * (ρ1 - ρ2) / η其中，g为重力加速度，ρ1为球的密度，ρ2为液体的密度。
对公式进行变形，可得：由上述公式，可以发现当小球下落至恒稳速度时，斯托克斯定律便可适用，可以通过上述公式计算出液体的粘滞系数。
实验步骤1. 准备实验器材：落球器、数码秒表、小球、棕色滤纸、吸水纸、注射器等材料。
2. 清洗实验仪器：清洗干净装载小球的密封柱和注射器，确保器材表面干燥洁净。
3. 选取小球：在选取小球时，球的密度要比液体小，不会沉到底部。
根据液体的粘滞性质与小球直径，选择大小适当的小球。
4. 条件调节：通过调节落球器前后水平度，使得下落小球的路径段零摆度。
5. 准备工作：涂上润滑油，用吸水纸将多余的润滑油擦掉，只留下个位点。
6. 准备液体：在注射器中吸取待测液体，确保液体底部无气泡。
7. 开始实验：将小球放入密封柱，用吸水纸吸取多余润滑油，放置于落球器端口位置。
打开注射器出口，将液体缓慢注入密封柱，使其完全覆盖小球，注满后用棕色滤纸擦去密封柱表面的液体。
同时开启数码秒表，记录小球下落经过密封柱下端的时间t。
8. 重复实验：多次进行实验，每次更换不同大小的小球，得到多次实验测量数据。
实验数据处理根据实验步骤所得到的数据，可以按照下列公式计算液体粘滞系数η：根据多次实验所得到的数据，取平均值，得到液体的粘滞系数。
注意在测量过程中应当保证实验室的温度和湿度基本不变，并且实验所用的小球必须是完全相同的。
否则，实验数据的准确性将会受到影响。
总结落球法是一种测量液体粘滞系数的简单方法，通过测量小球自由下落的时间来计算液体的粘滞系数，非常适用于学生课堂实验和初学者的实验。
落球法测量液体粘滞系数
落球法测量液体得粘滞系数实验报告一、问题背景液体流动时,平行于流动方向得各层流体速度都不相同,即存在着相对滑动,于就是在各层之间就有摩擦力产生,这一摩擦力称为粘滞力(或粘滞系数),它得方向平行于接触面,其大小与速度梯度及接触面积成正比,比例系数η称为粘度,它就是表征液体粘滞性强弱得重要参数。
液体得粘滞系数与人们得生产,生活等方面有着密切得关系,比如医学上常把血粘度得大小做为人体血液健康得重要标志之一。
又如,石油在封闭管道中长距离输送时,其输运特性与粘滞性密切相关,因而在设计管道前,必须测量被输石油得粘度。
测量液体粘度可用落球法,毛细管法,转筒法等方法,其中落球法适用于测量粘度较高得透明或半透明得液体,比如:蓖麻油、变压器油、甘油等。
二、实验目得1.学习与掌握一些基本物理量得测量。
2.学习激光光电门得校准方法。
3.用落球法测量蓖麻油得粘滞系数。
三、实验仪器DH4606落球法液体粘滞系数测定仪、卷尺、螺旋测微器、电子天平、游标卡尺、钢球若干。
四、实验原理处在液体中得小球受到铅直方向得三个力得作用:小球得重力(为小球质量)、液体作用于小球得浮力(就是小球体积,就是液体密度)与粘滞阻力(其方向与小球运动方向相反)。
如果液体无限深广,在小球下落速度较小情况下,有(1)上式称为斯托克斯公式,其中就是小球得半径;称为液体得粘度,其单位就是。
小球在起初下落时,由于速度较小,受到得阻力也就比较小,随着下落速度得增大,阻力也随之增大。
最后,三个力达到平衡,即(2)此时,小球将以作匀速直线运动,由(2)式可得:(3)令小球得直径为,并用,,代入(3)式得(4)其中为小球材料得密度,为小球匀速下落得距离,为小球下落距离所用得时间。
实验过程中,待测液体放置在容器中,故无法满足无限深广得条件,实验证明上式应进行如下修正方能符合实际情况:(5) 其中为容器内径,为液柱高度。
当小球得密度较大,直径不就是太小,而液体得粘度值又较小时,小球在液体中得平衡速度会达到较大得值,奥西思果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式得影响:(6)其中,Re称为雷诺数,就是表征液体运动状态得无量纲参数。
落球法测量液体的黏滞系数实验报告
落球法测量液体的黏滞系数实验报告实验报告：落球法测量液体的黏滞系数一、前言大家好，今天我们要进行一项非常有趣的实验——落球法测量液体的黏滞系数。
这个实验看似复杂，但其实很简单，只要我们跟着我一步一步来，一定能成功完成。
那么，让我们开始吧！二、实验目的1. 学习落球法测量液体黏滞系数的方法。
2. 掌握液体黏滞系数的概念。
3. 通过实验，了解液体黏滞系数与日常生活中的现象的关系。
三、实验原理1. 落球法测量液体黏滞系数的基本原理是利用重力作用下的落球运动轨迹来反映液体的黏滞性质。
2. 液体黏滞系数越大，落球在液体表面反弹的高度越低。
3. 通过测量落球反弹的高度，可以计算出液体的黏滞系数。
四、实验器材与试剂1. 落球仪。
2. 液体样品。
3. 其他辅助器材。
五、实验步骤1. 我们需要将液体样品倒入落球仪的容器中，注意不要超过容器的最大高度。
2. 然后，将落球仪放在一个平稳的平台上，打开电源，调整落球仪的角度和速度。
3. 接着，用手轻轻推动落球仪上的小球，使其从一定高度自由落下，观察其在液体表面的运动轨迹。
4. 重复以上操作若干次，记录下每次小球在液体表面反弹的高度。
5. 根据记录的数据计算出液体的黏滞系数。
六、实验数据处理与分析1. 根据实验步骤，我们得到了一组关于小球在液体表面反弹高度的数据。
2. 利用公式：反弹高度 = (初始高度最终高度) / 时间，计算出每次小球反弹的时间。
3. 将每次实验的数据代入公式，计算出小球在液体表面的平均反弹时间。
4. 根据黏滞系数的定义，我们可以得到液体的黏滞系数与小球在液体表面的平均反弹时间之间的关系。
5. 通过对比不同液体的实验数据，我们可以得出结论：液体黏滞系数越大，小球在液体表面的平均反弹时间越长。
七、实验总结通过本次实验，我们学会了如何利用落球法测量液体的黏滞系数，并掌握了液体黏滞系数的概念。
我们还发现了一个有趣的现象：液体黏滞系数越大，小球在液体表面的平均反弹时间越长。
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实验6 落球法测液体的粘滞系数
【粘滞系数知识和斯托克斯公式】
液体都具有粘滞性，液体的粘滞系数（又称内摩擦系数或粘度）是液体粘滞性大小的量
度，也是粘滞流体的主要动力学参数。
研究和测定流体的粘滞系数，不仅在物性研究方面，
而且在医学、化学、机械工业、水利工程、材料科学及国防建设中都有很重要的实际意义。
例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入
人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足状态，可能引发
多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状，因此，测量血液粘度的大小是检查人体血液健
康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，
因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
液体的粘度受温度的影响较大，通常随着温
度的升高而迅速减小。
测定粘滞系数的方法有多种，如转筒法、毛细管法、落球法等。
转筒法，利用外力矩与
内摩擦力矩平衡，建立稳定的速度梯度来测定粘度，常用于粘度为0.1～100的流体；
毛细管法，通过一定时间内流过毛细管的液体体积来测定粘度，多用于粘度较小的液体如水、
乙醇、四氯化碳等；落球法，通过小球在液体中的匀速下落，利用斯托克斯公式测定粘度，
常用于粘度较大的透明液体如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等。
本实验学习用落球法测定
蓖麻油的粘滞系数，如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他
液层之间存在着相对运动，因此小球爱到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。
当小
球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。
液体的粘滞系数又称内摩擦系数，在工程技术和生产技术以及医学等方面，测定液体的
粘滞系数具有重大的意义，例如研究水、石油等流体在长距离输送时的能量损耗，造般工等，
这些均与测定液体的粘滞系数有关，斯托克斯法是测定液体粘滞系数的基本方法。
在稳定流
动的流体中，各层流体的速度不同就会产生切向力，快的一层给慢的一层以拉力，慢的一层
给快的一层以阻力，这一对力称为流体的内摩擦力或粘滞力。
液体都具有粘滞性，这种粘滞
力与相对速度成正比。
斯托克斯公式指出，光滑的小球在无限广延的液体中运动时，当液体
的粘滞性较大，小球的半径很小，且在运动中不产生旋涡，那么小球所受到的粘滞阻力F为：
rv
6
=（1）
Fπη
式中r是小球的半径，v是小球的速度，η为液体粘滞系数，是液体粘滞性的度量，单位是⋅
s 。
它与温度有密切的关系，对液体来说，η随温度的升高而减少。
所以研究和测定液
体的粘度，不仅在物理研究方面，而且在医学、机械工程、水利工程、材料学及国防建设中都有很重要的意义。
【实验仪器】
量筒，蓖麻油，千分尺，游标卡尺，钢板尺，钢球，塑料夹，秒表，温度计。
【方案设计】
当小球在无限大的粘滞液体中以不大的速度直线下降时，作用于小球粘滞阻力大小可由（1）式斯托克斯定律给出。
当小圆球在粘滞液体中垂直下降时，除受粘滞阻力以外，还要
受到重力mg 和浮力f 的作用，如果以m 和ρ分别表示圆球的质量和密度，ρ'
表示液体密
度，那么
g
r mg ρπ3
3
4=
（2）
g
r f ρπ'=
3
3
4 （3）
由此可列出小球运动的动力学方程
ma f F mg =-- （4）
式中
mg
、
f
为恒量，F 随小球运动速度v 的增加而增加，小球运动的
加速度将逐渐减小，当F 增大到f mg F -=时，小球开始匀速下降，此时的速度称为收尾速度v 0，可由下式求出
()3
0463
'=
-rv r
g
πηπρρ （6）
如果用实验的方法测出小球的收尾速度v 0，那么通过上式就可以求出该液体的粘滞系数为
()2
29
'-=
r g
v ρρη （7）
图1
上式是小球在无界均匀流体中运动条件下导出的，如果小球在半径为R 、深为H 的流体中沿轴心下落，考虑容器壁、界面的影响，应修正为
()2
029
124
133
'-=
++(.)(.)
r g
r r v R
H
ρρη （8）
【实验注意事项】
1 待测液体应加注至管子内刻线A 上一定位置，以保证小球在刻线A 、B 间匀速运动。
2 小球要于管子轴线位置表面轻轻放入。
3 放入小球与测量其下落时间时，眼与手要配合一致。
4 管子内的液体应无气泡，小球表面应光滑无污垢。
5 测量过程中液体的温度应保持不变，实验测量过程持续的时间间隔应尽可能短。
【实验目的】
1 观察液体中的摩擦现象。
2 掌握用落球法测定液体的粘度的原理和方法。
【实验内容与步骤】
1 用钢卷尺测量液体的深度H 。
（选不同位置测量五次后取平均）
2 用螺旋测微器测量小钢球的直径d 。
（选不同方向测量五次后取平均）
3 用游标卡尺测量量筒的内直径D 。
（选不同方向测量五次后取平均）
4 用钢板尺测量管子上A 、B 刻线间的距离l 。
为保证是匀速运动，上刻线A 应在液面6cm 以下；为减小记时的相对误差，l 尽可能取大，如装满液体，可将A 、B 刻线取在量筒上最上面和最下面的刻度。
（选不同方向测量五次后取平均）
5 用塑料夹将浸润后的小钢球依次从各管子上端中心处放入，并用秒表记下小钢球在管子中A 、B 刻线间下落的时间t 。
（选10个同样的小球测量10次）
6 测量液体的密度ρ和温度T 。
7实验后将小球全部取出。
【实验数据记录】 1 液体的深度h :
2 钢球的直径d ：
4 标示,A B 间距离l ：
5 小球下落时间i t
6 液体的密度3
g cm
ρ-=⋅，液体的温度
T C
=
数据处理要求: 计算粘滞系数的平均值。
【思考题】
1 小球为什么必须在液体中央下落？否则会产生什么样的结果？
2 如果小球不是标准的球形，对实验结果会有什么样的影响？
3 查资料，思考更简单、精确的测量方案。
落球法测定粘滞系数
1 根据实际情况分析实验中引起测量误差的主要原因是哪些？
2 用不同半径的小球做实验时，对于实验结果的误差影响如何？
3 为了较迅速的判断小球的匀速区，有一种方法是先让小球从液面处落下，记下小球通过某一区间的时间，再让小球离液面一定高度落下，记下小球通过同一区间的时间，若时间相等，则小球在该区间的速度为匀速。
为什么？。