广东工业大学物理实验——液体粘滞系数测定

43实验五 液体粘滞系数的测定【实验目的】学习用比较法测定液体的粘滞系数【实验原理】由实际液体在均匀细管中作层流的理论，可求得在时间t 内，当管长为L 、它的横截面的半径为r 、管两端的压强差为ΔP 时，流出液体的体积V 的公式：t LPr t Q V η8Δπ4== (1) 上式中η 是液体的粘滞系数．由此公式可得液体的粘滞系数为t VLPr 8Δπ4=η (2)用上述公式虽可直接测定η ，但因所测物理量多，测量又困难，误差较大。

为此奥斯华尔德设计出奥氏粘度计，采用比较法进行测量。

本实验所用毛细管粘度计(奥氏粘度计)如图1所示。

它是一个U 形玻璃管，玻璃管的一侧有一段毛细管C ，其上为一小玻璃泡B ，在小玻璃泡B 的上下有指示痕I 1，及I 2。

实验时以一定体积的液体从大管口D 注入A 泡内，再由小管口E 将液体吸入B 泡中，使液面升高到B 泡的指示痕I 1以上。

因两边液面的高度不同，B 泡内液体将经毛细管C 流回A 泡。

当液面由指示痕I 1下降到指示痕I 2时，测得其流动时间t ，即为I 1，与I 2刻痕间液体流经毛细管所需的时间。

如果以同样体积的水和被测液体先后注入粘度计，按上述步骤测出两种液体面从I 1降至I 2所需时间分别为t 1与t 2 。

则：1418Δπt VL P r =η2428Δπt VL Pr =η两式中r ，V ，L 相同，所以112212ΔΔt P t P =ηη (3)液体是受到重力的作用而流动．由于注入粘度计的两种液体的体积相等，因而在流动过程中相对应的液面高度差Δh 是相等的，因此有44121212ΔΔΔΔρρρρ==h g h g P P (4) 将(4)式代入(3)式，得到112212t t ρρηη=即112212t t ρρηη=(5)因此，从后面附表查得作为标准液体蒸馏水的η 1、ρ 1，从实验得到t 1、t 2 、ρ 2，即可求得被测液体粘滞系数η 2 。

第1篇一、实验目的1. 学习并掌握液体粘性系数的测量方法。

2. 了解斯托克斯公式在液体粘性系数测量中的应用。

3. 掌握实验数据的处理和误差分析。

二、实验原理液体粘性系数是描述液体流动阻力的物理量，其单位为帕·秒（Pa·s）。

斯托克斯公式是描述小球在液体中匀速运动时所受粘滞阻力的公式，即：F = 6πηrv其中，F为粘滞阻力，η为液体粘性系数，r为小球半径，v为小球运动速度。

当小球在液体中下落时，受到三个力的作用：重力、浮力和粘滞阻力。

当小球达到匀速运动时，这三个力的合力为零，即：mg - F浮 - F粘滞 = 0其中，m为小球质量，g为重力加速度，F浮为浮力。

根据上述公式，可以推导出液体粘性系数的测量公式：η = (mg - F浮) / (6πrv)三、实验仪器与材料1. 玻璃圆筒：用于盛放待测液体。

2. 小钢球：用于测量液体粘性系数。

3. 游标卡尺：用于测量小球直径。

4. 秒表：用于测量小球下落时间。

5. 电子天平：用于测量小球质量。

6. 温度计：用于测量液体温度。

四、实验步骤1. 准备实验器材，检查仪器是否完好。

2. 将玻璃圆筒置于水平桌面上，调整至竖直。

3. 在玻璃圆筒中倒入适量待测液体，确保液体高度超过小球直径。

4. 用游标卡尺测量小球直径，记录数据。

5. 用电子天平测量小球质量，记录数据。

6. 用温度计测量液体温度，记录数据。

7. 将小球轻轻放入玻璃圆筒中，用秒表测量小球从释放到达到匀速运动所需时间，记录数据。

8. 重复步骤7，至少测量3次，取平均值。

9. 根据斯托克斯公式和测量数据，计算液体粘性系数。

五、数据处理与结果1. 根据实验数据，计算小球下落时的匀速运动速度v。

2. 根据斯托克斯公式和测量数据，计算液体粘性系数η。

六、误差分析1. 实验误差主要来源于仪器精度和测量方法。

2. 游标卡尺、秒表和电子天平的精度对实验结果有较大影响。

3. 小球释放时的速度和释放点位置对实验结果有一定影响。

实验三 液体粘滞系数的测定方法一： 用乌式粘度计测定酒精的粘滞系数[实验目的]1． 1． 进一步巩固和理解粘滞系数的概念。

2． 2． 学会一种测定粘滞系数的方法。

[实验器材]粘度计、铁架台、秒表、温度计、打气球、玻璃缸、蒸馏水、酒精、量杯。

[仪器描述]如图3-1所示，粘度计是由三根彼此 相通的玻璃管A 、B 、C 构成。

A 管经一胶 皮管与一打气球相连，A 管底部有一大玻 璃泡，称为贮液泡；B 管称为测量管，B 管 中部有一根毛细管，毛细管上有一大和一 小两个玻璃泡，在大泡的上下端分别有刻 线N 、N ′；C 管称为移液管，C 管上端有 一乳胶管，为的是在C 管处设置夹子。

整个实验是在装满水的玻璃缸中进行。

[实验原理]图3-1乌式粘度计一切实际液体都具有一定的“粘滞性”，当液体流动时，由于粘滞性的存在，不同的液层有不同的流速v （如图3-2），流速大的一层对流速小的一层施以拉力，流速小的一层对流速大的一层施以阻力，因而各层之间就有内磨擦力的产生，实验表明，内磨擦力的大小与 相邻两层的接触面积S 及速度梯度d v /d y 成正比，即η=F ·y vd d ·S式中的比例系数η叫做粘滞系数，又叫内磨擦系数。

不同的液 体具有不同的粘滞系数。

一般情况下，液体的η值随温度的升高而减少。

在国际单位制中，η的单位为帕·秒（Pa ·s ）。

图3-2速度梯度当粘滞液体在细管中作稳恒流动时，若管的半径为R ，管长为L ，细管两端的压强差为ΔP 1 ，液体的粘滞系数为1η，则在时间t 1内液体流经细管的体积V 可依泊肃叶公式求出：11148t ⋅∆⋅⋅⋅=P L R V ηπ（3-1）同理，对于同一细管，若换用另一种粘滞系数为2η的液体，并假设这时细管两端的压强差为ΔP 2，体积仍为V 的液体流经细管所需时间为t 2，则有：22248t ⋅∆⋅⋅⋅=P L R V ηπ（3-2）由（3-1）式和（3-2）式得111222ηη⋅⋅∆⋅∆=t t P P（3-3）如果实验时把细管铅垂方向放置，则压强差是由重力引起的，于是121212ρρρρ=⋅⋅⋅⋅=∆∆h g h g PP （3-4）此处1ρ及2ρ是两种不同液体的密度，将（3-4）式代入（3-3）式，得111222ηρρη⋅⋅⋅=t t（3-5）可见，如果一种液体的粘滞系数1η为已知，且两种液体的密度1ρ及2ρ可查表得到，则只要测出两种液体流经同一细管的时间t 1和t 2，即可根据（3-5）式算出被测液体的粘滞系数2η. 本实验是已知水的1η值，求待测酒精的2η值。

实验液体粘滞系数的测定一、实验介绍气体和液体统称为流体。

若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。

现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。

而粘性液体的粘滞性在液体（例如石油）管道输送以及医药等方面都有重要的应用。

现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘滞系数有关，血液粘滞会使流入人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病。

所以，血液粘滞系数的大小成了人体血液健康的重要标志之一，对于粘滞系数的测定和分析就具有非常重要的现实意义。

通常测定液体粘滞系数的方法有很多，如落球法、落针法、比较法等等。

本实验采用奥氏粘度计测量酒精的粘滞系数。

奥氏粘度计是利用比较法制成的，适用于测定液体的比较粘滞系数，即两种不同液体都采用此仪器测量，如果其中一种液体的粘滞系数已知，则通过就可获得另一种液体的粘滞系数。

此仪器是测量液体粘滞系数的常用仪器。

二、实验目的1.掌握用奥氏粘度计测定粘性流体的粘滞系数．2.了解泊肃叶公式的应用。

3.了解比较法的好处．三、实验器材奥氏粘度计、温度计、秒表、洗耳球、量筒、量杯、刻度移液管(滴定管)、蒸馏水、酒精等。

四、实验原理气体和液体统称为流体。

若流体各层之间作相互运动时，相邻两层间有内摩擦力存在，则将具有此性质的流体称为粘性流体。

现实中，酒精、甘油、糖浆之类的流体都是粘性流体。

粘性流体的运动状态有层流（laminar flow）、湍流（turbulent flow）。

所谓层流，即流体的分层流动状态。

当流体流动的速度超过一定数值时，流体不再保持分层流动状态，而有可能向各个方向运动，即在垂直于流层的方向有分速度，因而各流体层将混淆起来，并有可能形成湍流，湍流显得杂乱而不稳定，这样的流动状态称为湍流。

对于粘性流体在流动时相邻流层之间的内摩擦力又称为粘性力。

并且根据牛顿粘滞定律，粘性力f的大小与两流层的接触面积S以及接触处流层间的速度梯度dsdx成正比，具体有如下关系式：ds f S dxη= （1） 式中，比例系数η称为流体的粘度。

实验四 液体粘滞系数的测定液体的粘滞系数是表征液体黏滞性强弱的重要参数，在工业生产和科学研究中（如流体的传输、液压传动、机器润滑、船舶制造、化学原料及医学等方面）常常需要知道液体的粘滞系数，准确测量这个量在化学、医学、水利工程、材料科学、机械工业和国防建设中有着重要意义。

例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量，压力差，输送距离及液体粘度，设计输送管道的口径。

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（也称斯托克斯法）是最基本的一种，它是利用液体对固体的摩擦阻力来确定粘滞系数的，可用来测量粘滞系数较大的液体。

【预习思考题】1. 什么是液体的粘滞性？2. 金属小球在粘滞性流体中下落时，将受到哪些力的作用？3. 液体的粘滞系数与那些因素有关？【实验目的】1. 观察液体中的内摩擦现象。

2. 掌握用落球法测液体粘滞系数的原理和方法。

3. 学习和掌握一些基本测量仪器(如游标卡尺、螺旋测微计、比重计、秒表)的使用。

【实验原理】一个物体在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种力Array即为粘滞阻力。

它是由粘附在物体表面的液层与邻近的液层相对运动速度不同而引起的，其微观机理都是分子之间以及在分子运动过程中形成的分子团之间的相互作用力。

不同的液体这种不同液层之间的相互作用力大小是不相同的。

所以粘滞阻力除与液体的分子性质有关外，还与液体的温度、压强等有关。

液体的内摩擦力可用粘滞系数 η来表征。

对于一个在无限深广的液体中以速度 v 运动的半径为 r 的球形物体，若运动速度较小，即运动过程中不产生涡旋，则根据斯托克斯(G.G. Stokes)推导出该球形物体受到的摩擦力即粘滞力为f = 6πηvr (1)当一个球形物体在液体中垂直下落时，它要受到三种力的作用，即向上的粘滞力 f、向上的液体浮力 F和向下的重力 G，如图 1 所示。

球体受到液体的浮力可表示为F = σg4πr3/3 (2)上式中 σ 为液体的密度，g为本地的重力加速度。

液体粘滞系数的测定在稳定流动的液体中，由于各层液体的流速不同，在相邻两层流体之间存在相对运动而产生切向力，流速快的一层给流速慢的一层以拉力，流速慢的一层给流速快的层以阻力，液层间的这一作用称为内摩擦力或粘滞力，流体这一性质称为粘滞性。

液体的粘滞性在液体（例如石油）管道输送以及医药等方面都有重要的应用。

现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘度有关，血液粘滞会使流人人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病，所以，血粘度大小成了人体血液健康的重要标志之一。

实验证明，粘滞力f 的大小与两液层间的接触而积△s 和该处的速度空间变化率dyd υ（常称为速度的梯度）的乘积成正比，即 s dyd f ∆=υη （5—1） 式（5-1）就是决定流体内摩擦力大小的粘滞定律，式中的比例系数η称为液体的内摩擦系数或粘滞系数。

它决定于液体的性质和温度，在润滑油选择、液压传动以及液体质研究等很多方面是一项主要技术指标，其国际制单位是：“帕斯卡·秒”（Pa·s ）。

[实验目的]（1）用落针法测定液体的粘度。

（2）熟悉各仪器的使用方法。

[实验仪器]本仪器采用落针法测量液体粘度（粘滞系数），既适于牛顿液体，又适于非牛顿液体，还可测量液体的密度。

实验中使中空细长圆柱体（针）在待测液体中垂直下落，通过测量针的收尾速度，确定粘度。

本仪器采用霍尔传感器和多功能毫秒计（单片机计时器）测量落针的速度，并可自动计算后将粘度显示出来。

巧妙的取针装置和投针装置，使测量过程极为简便。

仪器由本体、落针、霍尔传感器、单片机计时器和恒温控制等部分组成。

见下图： 如图5-1，待测液体（例如蓖麻油）装在被玻璃恒温水套包围的玻璃圆筒容器中，圆筒竖直固定在机座上，机座底部有调水平的螺丝，机座上竖立一个铝合金支架。

其上装有霍尔传感器、提针装置（未画出）。

装在液体容器顶部的盖子上有投针装置发射器，它包括喇叭形的导杯和带永久磁钢的拉杆。

实验二 液体粘滞系数的测定【实验目的】1.学会使用Ostwald 粘滞计测定液体的粘滞系数。

2.学会正确使用温度计、秒表。

【仪器与器材】Ostwald 粘滞计1支，温度计1支，秒表1块，粘滞计架1个，注射器1支（或量筒1个），橡皮球1个，橡皮管1截，蒸馏水和纯酒精各200ml 。

【原理与说明】当液体在毛细管中作稳定流动时，如果管半径为R ，管长为L ，管两边的压强差为P ∆，在t 秒内通过的液体的体积为V ，则根据泊肃叶公式（Poiseuille's law ）, 可以求出该液体的粘滞系数η为VLPtR 84∆=πη (2-1)在国际单位制中，η的单位是s Pa ⋅。

从式（2-1）可知，同样体积的两种不同液体在同样条件下，流过同一细管，如果第一种液体流过的时间为1t ，其密度为1ρ；第二种液体流过的时间为2t ，其密度为2ρ，则从式（2-1）可以得到VL R ght VL R Pt 88411411πρπη=∆= （2-2） VLR ght VL R Pt 88422422πρπη=∆= （2-3） 用式（2-3）除以式（2-2），得到111222ηρρη⋅=t t（2-4）假定1η 、1ρ、2ρ、1t 和2t 为已知，用这种比较测量法，无需知道R 、L 和V 值就可以方便地求出2η。

本实验所采用的 Ostwald 粘滞计，简称奥氏粘滞计，如图2-1所示，它是一个U 型玻璃管，一边较粗，另一边较细。

细的一侧上有一毛细管C ，毛细管的上边有一小玻璃泡B ，B 的上、下有刻痕m 和n 。

利用橡皮球使一定体积的液体表面升高到B 泡上刻痕m 的上边为止。

因两边液面高度不同，B 泡内的液体将经毛细管C 流回A 管，液面由m 降至n 刻痕的时间t 可用秒表测得。

实验时，将奥氏粘滞计放入盛水的水槽中，以保持测量时温度的恒定。

温度可由插入水槽内的温度计T 读出 , 粘滞计可用附在支架上的夹子K 固定, 使其保持竖直。

一、实验目的1. 深入理解液体粘滞系数的概念及其测量方法。

2. 掌握落球法测定液体粘滞系数的原理和操作步骤。

3. 通过实验，学会使用相关实验仪器，并提高数据处理和分析能力。

二、实验原理液体粘滞系数是表征液体粘滞性大小的物理量，通常用符号η表示。

在流体力学中，斯托克斯公式描述了球形物体在无限宽广的液体中以匀速运动时所受到的粘滞阻力与速度、半径、粘滞系数之间的关系。

具体公式如下：\[ F = 6\pi \eta rv \]其中，F为粘滞阻力，η为液体粘滞系数，r为球形物体的半径，v为物体的运动速度。

当质量为m、半径为r的球形物体在无限宽广的液体中竖直下落时，受到三个力的作用：重力mg、液体浮力f和粘滞阻力F。

其中，浮力f为：\[ f = 4\pi r^3 \rho g \]其中，ρ为液体的密度，g为重力加速度。

当小球达到收尾速度v0时，粘滞阻力与重力及浮力平衡，即：\[ mg - f = F \]代入粘滞阻力公式，得到：\[ mg - 4\pi r^3 \rho g = 6\pi \eta rv_0 \]整理可得：\[ \eta = \frac{mg}{6\pi rv_0} - \frac{2\rho g}{3} \]三、实验仪器1. 落球法粘滞系数测定仪2. 螺旋测微器3. 游标卡尺4. 秒表5. 温度计6. 液体样品四、实验步骤1. 将待测液体倒入粘滞系数测定仪的容器中，确保液体表面平整。

2. 使用游标卡尺测量球形物体的直径d，并计算半径r。

3. 将球形物体轻轻放入液体中，使其自由下落。

4. 使用秒表测量小球从开始下落到到达收尾速度所需的时间t。

5. 重复步骤3和4，至少测量三次，以减小误差。

6. 使用温度计测量液体的温度，以便根据温度修正粘滞系数。

7. 计算小球收尾速度v0和液体粘滞系数η。

五、实验结果及数据处理1. 记录实验数据，包括球形物体的半径r、液体温度t、下落时间t、重力加速度g等。

实验四 液体粘滞系数的测定液体的粘滞系数是表征液体黏滞性强弱的重要参数，在工业生产和科学研究中（如流体的传输、液压传动、机器润滑、船舶制造、化学原料及医学等方面）常常需要知道液体的粘滞系数，准确测量这个量在化学、医学、水利工程、材料科学、机械工业和国防建设中有着重要意义。

例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量，压力差，输送距离及液体粘度，设计输送管道的口径。

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（也称斯托克斯法）是最基本的一种，它是利用液体对固体的摩擦阻力来确定粘滞系数的，可用来测量粘滞系数较大的液体。

【预习思考题】1. 什么是液体的粘滞性？2. 金属小球在粘滞性流体中下落时，将受到哪些力的作用？3. 液体的粘滞系数与那些因素有关？【实验目的】1. 观察液体中的内摩擦现象。

2. 掌握用落球法测液体粘滞系数的原理和方法。

3. 学习和掌握一些基本测量仪器(如游标卡尺、螺旋测微计、比重计、秒表)的使用。

【实验原理】一个物体在液体中运动时，将受到与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种力Array即为粘滞阻力。

它是由粘附在物体表面的液层与邻近的液层相对运动速度不同而引起的，其微观机理都是分子之间以及在分子运动过程中形成的分子团之间的相互作用力。

不同的液体这种不同液层之间的相互作用力大小是不相同的。

所以粘滞阻力除与液体的分子性质有关外，还与液体的温度、压强等有关。

液体的内摩擦力可用粘滞系数 η来表征。

对于一个在无限深广的液体中以速度 v 运动的半径为 r 的球形物体，若运动速度较小，即运动过程中不产生涡旋，则根据斯托克斯(G.G. Stokes)推导出该球形物体受到的摩擦力即粘滞力为f = 6πηvr (1)当一个球形物体在液体中垂直下落时，它要受到三种力的作用，即向上的粘滞力 f、向上的液体浮力 F和向下的重力 G，如图 1 所示。

球体受到液体的浮力可表示为F = σg4πr3/3 (2)上式中 σ 为液体的密度，g为本地的重力加速度。

实验二落球法测量液体粘滞系数概述当液体流动时，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，它的方向平行于两层液体的接触面，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。

各种实际液体具有不同程度的粘滞性。

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。

一、实验目的1、用落球法测液体的粘滞系数；2、研究液体粘滞系数对温度的依赖关系。

二、仪器装置1、YJ-RZT-II数字智能化热学综合实验平台；2、液体粘滞系数实验装置、3、光电转换实验模板；4、连接电缆；5、2mm小钢球；6、甘油(自备)；7、直尺；8、千分尺；9、数字温度传感器；10、小磁钢及重锤部件；11、激光器；12、接收器；13、量筒；14、导球管；15、物理天平；16、测温探头。

液体粘滞系数实验仪如图1所示。

三、实验原理1、当金属小球在粘性液体中下落时，它受到三个铅直方向的力：小球的重力mg（mρ（V是小球体积，ρ是液体密度）和粘滞阻力为小球质量）；液体作用于小球的浮力gVF（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rv F πη6= （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s Pa ⋅。

液体黏滞系数的测定实验报告一、实验目的1、学习和掌握用落球法测定液体黏滞系数的原理和方法。

2、了解斯托克斯定律的应用条件。

3、熟悉秒表、游标卡尺、千分尺等测量仪器的使用。

二、实验原理当一个小球在液体中下落时，它会受到重力、浮力和黏滞阻力的作用。

在小球下落速度较小时，黏滞阻力可以用斯托克斯公式表示：＼（F ＝6πηrv\）其中，＼（F\）为黏滞阻力，＼（η\）为液体的黏滞系数，＼（r\）为小球半径，＼（v\）为小球下落速度。

小球在液体中下落时，当重力、浮力和黏滞阻力达到平衡时，小球将以匀速下落，此时有：＼（mg Vρg 6πηrv ＝ 0\）其中，＼（m\）为小球质量，＼（V\）为小球体积，＼（ρ\）为液体密度。

由于小球体积\（V ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^3\），质量\（m ＝＼frac{4}｛3}＼pi r^3ρ_0\）（＼（ρ_0\）为小球密度），整理可得：＼（η ＝＼frac{（ρ_0 ρ)g}｛18v}d^2\）其中，＼（d\）为小球直径。

因此，只要测量出小球的直径\（d\）、下落的速度\（v\）、液体和小球的密度\（ρ\）、＼（ρ_0\），以及重力加速度\（g\），就可以计算出液体的黏滞系数\（η\）。

三、实验仪器1、玻璃圆筒：内径约为 10cm，高度约为 50cm。

2、小钢球：直径约为 1mm 至 2mm 之间。

3、游标卡尺：精度为 002mm，用于测量小球直径。

4、千分尺：精度为 001mm，用于测量小球直径。

5、秒表：精度为 01s，用于测量小球下落时间。

6、温度计：用于测量液体温度。

7、电子天平：用于测量小球质量。

8、支架、细线等。

四、实验步骤1、用电子天平测量小球质量，多次测量取平均值。

2、用游标卡尺和千分尺分别测量小球直径，各测量五次取平均值。

3、将玻璃圆筒装满待测液体，放置在支架上，调整圆筒使其竖直。

4、用细线将小球悬挂在圆筒上方，使其自然下垂，然后轻轻放入液体中。

一、实验目的1. 理解液体粘滞系数的概念及其在流体力学中的重要性。

2. 掌握落球法测定液体粘滞系数的原理和实验步骤。

3. 通过实验，加深对斯托克斯定律的理解，并验证其在实际应用中的准确性。

二、实验原理液体粘滞系数是表征液体粘滞性的一个物理量，其大小反映了液体流动时内部分子间摩擦力的大小。

本实验采用落球法测定液体粘滞系数，其原理基于斯托克斯定律。

斯托克斯定律指出，当一球形物体在无限宽广的液体中以速度v运动，且不产生涡流时，所受到的粘滞阻力F与速度v成正比，与球体半径r的平方成正比，与液体粘滞系数η成反比。

具体公式如下：F = 6πηrv其中，F为粘滞阻力，η为液体粘滞系数，r为球体半径，v为球体运动速度。

当球体在液体中下落时，受到三个力的作用：重力mg、浮力f和粘滞阻力F。

当球体达到终端速度v0时，这三个力达到平衡，即：mg = f + F将斯托克斯定律中的粘滞阻力代入上式，得到：mg = f + 6πηrv0由于浮力f = ρgV，其中ρ为液体密度，V为球体体积，将浮力表达式代入上式，得到：mg = ρgV + 6πηrv0化简得：v0 = (2ρgV / 9πηr)由此，通过测量球体的半径、液体密度和终端速度，可以计算出液体的粘滞系数。

三、实验仪器与材料1. 球形钢球（直径约5mm）2. 玻璃圆筒（内径约20mm，高度约30cm）3. 温度计4. 秒表5. 液体（水、甘油等）6. 精密天平四、实验步骤1. 准备实验装置，将玻璃圆筒放置在水平桌面上，确保圆筒竖直。

2. 在圆筒内加入待测液体，液面高度约为圆筒高度的一半。

3. 用天平测量球形钢球的质量，记录数据。

4. 用游标卡尺测量球形钢球的直径，记录数据。

5. 用温度计测量液体温度，记录数据。

6. 将球形钢球轻轻放入圆筒内，开始计时，记录球体达到终端速度时所用时间t。

7. 重复步骤6，至少测量3次，取平均值作为实验结果。

五、数据处理与结果分析1. 根据实验数据，计算球体体积V = (4/3)πr³。

第3章基础实验25第3章综合性实验实验3.1 液体粘滞系数的测定在稳定流动的液体中，由于各层液体的流速不同，在相邻两层流体之间存在相对运动而产生切向力，流速快的一层给流速慢的一层以拉力，流速慢的一层给流速快的一层以阻力，液层间的这一作用称为内摩擦力或粘滞力，流体这一性质称为粘滞性。

液体的粘滞性在工程、生产技术及医学方面有着重要的应用。

现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘度有关，血液粘滞会使流入人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病，所以，血粘度大小成了人体血液健康的重要标志之一。

测量液体粘滞系数的常用方法有落球法、扭摆法、转筒法、毛管法等。

实验室中，对于粘度较小的液体，如水、乙醇等，常用毛管法；而对于粘度较大的液体，如甘油、变压器油等，常用落球法。

【实验目的】1．了解粘滞现象的基本规律，学会测量油品粘滞系数的实验方法—落球法。

2．掌握力学基本量长度、液体的密度和时间的基本测量方法。

3．熟悉测量长度、液体的密度和时间的基本仪器的正确调节和使用方法。

【实验仪器】ND-2多管液体粘滞系数仪（见图3-1）、温度计、电子秒表，米尺、读数显微镜、比重计。

微型小钢球（直径1.00mm或2.00mm）、微型钢球100粒、镊子、有机玻璃板条、磁铁和待测物（蓖麻油）。

ND-2多管液体粘滞系数仪由6只不同内径D图3-1 多管液体粘滞系数仪大学物理实验26 （50.0mm 、40.0mm 、34.0mm 、24.0mm 、19.0mm 、14.0mm 左右）的圆柱形玻璃管子（玻璃管高度为195mm ）组成，分别固定在铝合金底板上。

各管子的轴线与底板垂直，底板上的水准泡指示仪器水平状态，由底板下部的3只有机玻璃螺丝调节。

每只管子刻有相距一定距离的A 、B 两刻度线（A 、B 间距和120mm ）。

上端的A 刻线为小球通过时开始计时的刻度，下端的B 刻线为小球终止时的刻度。