關(guān)于液體表面張力的測(cè)定實(shí)驗(yàn)第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日一、表面張力現(xiàn)象與形成條件為什么水面上的小昆蟲能在水面上行走，而不會(huì)沉入水中？用水吹不出氣泡，而洗衣粉水、肥皂水則可以？第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日大珠小珠落玉盤第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9二、表面張力的定性解釋

分子間既有引力作用又有斥力作用r第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層。第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，具有收縮趨勢(shì)，所受合外力指向液體內(nèi)部，因此有向液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，就是表面張力產(chǎn)生的原因。第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9如果液面是水平的，則表面張力f也是水平的。當(dāng)平衡時(shí)，沿周界的表面張力互相抵消。此時(shí)液體表面內(nèi)外壓相等，而且等于表面上的外壓力P0。第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9如果液面是彎曲的，則沿AB周界面上的表面張力f不是水平的。當(dāng)平衡時(shí)，表面張力將有一合力。當(dāng)液面為凸形時(shí)，合力指向液體內(nèi)部。表面內(nèi)部的液體分子所受壓力必大于外部壓力。第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9當(dāng)液面為凹形時(shí)，合力指向液體外部。液體內(nèi)部的壓力將小于外面的壓力。第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9影響表面張力的因素溫度雜質(zhì)含量第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日三、實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法:

拉脫法毛細(xì)管升高法

液滴測(cè)重法

我們的實(shí)驗(yàn)采用第一種實(shí)驗(yàn)方法。裝置示意圖如下：

第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日拉脫法1、基本原理膜拉脫時(shí)的最大力2、要解決的技術(shù)問題

微小變力的測(cè)量方法3、微小變力的測(cè)量方法

非電量電測(cè)，通過物理效應(yīng)將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量進(jìn)行測(cè)量。在本實(shí)驗(yàn)中利用壓電效應(yīng)將力轉(zhuǎn)換為電壓進(jìn)行測(cè)量。第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/91）.標(biāo)定力傳感器靈敏度(求斜率)；U為測(cè)量電壓，F(xiàn)是拉力，B是靈敏度2)測(cè)量水的表面張力系數(shù)

D2吊環(huán)外徑;D1吊環(huán)內(nèi)徑;U1吊環(huán)脫離水面前電壓極大值；U2吊環(huán)脫離水面后電壓穩(wěn)定值；第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)儀器：電壓表第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9五、實(shí)驗(yàn)步驟：

1.定標(biāo)的實(shí)驗(yàn)步驟：調(diào)節(jié)儀器水平調(diào)傳感器高度和位置，注意其水平。掛上掛環(huán)后，調(diào)節(jié)傳感器高度、方位、長(zhǎng)度，讓其處于升降臺(tái)的中央；在測(cè)量過程中不能變動(dòng)。掛上砝碼托盤,打開電壓表電源，將起始讀數(shù)調(diào)在之間。加砝碼，穩(wěn)定后讀電壓表示數(shù)（加、減砝碼各測(cè)一次）。第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日2.測(cè)量水的表面張力的實(shí)驗(yàn)步驟：掛上吊環(huán)，注意掛環(huán)水平；以順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)升降臺(tái)使液面上升至環(huán)下沿部分沒入液體中；改為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)升降臺(tái)使液面下降；試測(cè)，若數(shù)據(jù)問題即可開始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄；觀察環(huán)浸入液體中及從液體中拉起時(shí)的電壓表最大讀數(shù)和拉斷穩(wěn)定后的讀數(shù)并記錄在表格中。第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9操作注意事項(xiàng)掛上砝碼托盤后，電壓表起始讀數(shù)調(diào)在之間；掛上吊環(huán)時(shí)要用力較輕，以免損壞傳感器掛鉤；調(diào)節(jié)傳感器水平、高度和長(zhǎng)短并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中保持不變。同時(shí)，掛鉤位置也不變；取放砝碼必須用鑷子不能用手直接拿；仔細(xì)檢查吊環(huán)水平，在旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)時(shí)，盡量使液體的波動(dòng)要?。还ぷ魇也灰孙L(fēng)力較大，以免吊環(huán)擺動(dòng)致使零點(diǎn)波動(dòng)，所測(cè)系數(shù)不正確；完成實(shí)驗(yàn)后，將水盤中的水倒掉并擦拭干凈；關(guān)掉電源，擺放整齊。第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日1.力敏傳感器定標(biāo)

g=9.794m/s2砝碼6個(gè)，每個(gè)質(zhì)量0.500g，注意力的單位和數(shù)量級(jí)六、數(shù)據(jù)處理砝碼個(gè)數(shù)

123456力U+U-電壓（mV，平均值）第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日利用圖解法求解B（參考值B=3.00V/N）說明：1.橫坐標(biāo)是力，縱坐標(biāo)為電壓。注意標(biāo)度、單位和數(shù)量級(jí)；2.連線時(shí)必須連直線；

3.取點(diǎn)，取相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)非測(cè)量點(diǎn)并讀出其值；

4.計(jì)算出傳感器的靈敏度。B應(yīng)該取幾位？第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/9數(shù)據(jù)處理舉例

(注意單位、有效數(shù)字、數(shù)量級(jí)3.013）

一、力敏傳感器定標(biāo)

g=9.794m/s2

砝碼個(gè)數(shù)123456電壓mV，U1U2U3U4U5U6平均值9.624.639.354.068.683.51、逐差法求靈敏度BU4—U1=44.4U5-U2=44.0U6-U3=44.22、平均法求B列出6個(gè)方程前三個(gè)方程相加有73.5=3.00gB+3A(1)后三個(gè)方程相加有206.1=7.50gB+3A(2)

所以，

算出表面張力系數(shù)第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日2023/1/92.計(jì)算表面張力系數(shù)計(jì)算公式測(cè)定次數(shù)

1

2

3

4

5

6

U1（mV）

U2(mV)

U1-U2第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日關(guān)于有效數(shù)字20元=20.00元

?數(shù)字儀表顯示

20mV=20.0mV?20mV=19.5----20.4mV（范圍）20.0mV=19.95----20.04mV（范圍）二者意義不一樣。計(jì)算時(shí)，中間結(jié)果的有效位數(shù)不能少于直接測(cè)量數(shù)據(jù)的