大物实验数据记录表格

实验名称：落球法测定液体黏度

（总分：100）

实验成绩：87

实验者： 周进 学号： 201918130227 实验日期： 2020-06-2

校 区：青岛校区 学院、专业：计算机科学与技术学院-计算机科学与技术

一、实验目的

（1）观察液体的内摩擦现象，明白测量液体粘度的原理及方法；

（2）在虚拟实验平台用落球法测量不同温度下蓖麻油的黏度；

（3）学习使用比重计测定液体的密度，用停表来计时，以及用螺旋测微器来测量直径。

二、实验仪器

实验的主要装置有：PID温控试验仪、小钢球、蓖麻油、米尺、螺旋测微器、停表、镊子、量筒、水箱。

三、实验原理

1.落球法测定液体黏度的原理

液体、气体都是具有黏滞性的流体.当液体稳定流动时，平行于流动方向的各层液体速度都不相同。相邻流层间存在着相对滑动，于是在各层之间就有内摩擦力产生，这种内摩擦力称为黏滞力。管道中流动的液体因受到黏滞阻力流速变慢，必须用泵的推动才能使其保持匀速流动；划船时用力划桨是为了克服水对小船前进的黏滞阻力。这些都是液体具有黏滞性的表现。实验表明，黏滞力的方向平行于接触面。它的大小与接触面积及该处的速度梯度成正比，比例系数称为黏滞系数或黏度，通常用字母V表示，在国际单位制中的单位为Pa • s。

黏度是表征液体黏滞性强弱的重要参数，它与液体的性质和温度有关。例如，现代医学发

现，许多心脑血管疾病都与血液黏度的变化有关。因此，测量血黏度的大小是检査人体血液健

康的重要指标之一。又如，黏度受温度的影响很大，温度升高时，液体的黏度减小，气体的黏度

大物光栅衍射实验报告

一、实验目的

1、 观察光栅衍射现象，加深对光栅衍射原理的理解。

2、 学会使用分光计测量光栅常数。

3、 测定光波波长。

二、实验原理

光栅是由大量等宽、等间距的平行狭缝组成的光学元件。当一束平行光垂直照射在光栅上时，会产生衍射现象。根据光栅衍射方程：

d·sinθ ＝ k·λ （k ＝ 0，±1，±2，）

其中，d 是光栅常数，即相邻两狭缝间的距离；θ 是衍射角，即衍射光线与入射光线的夹角；k 是衍射级数；λ 是入射光的波长。

当 k ＝ 0 时，θ ＝ 0，对应中央明条纹。其他各级衍射条纹对称分布在中央明条纹两侧。

三、实验仪器

分光计、光栅、汞灯、平面反射镜。

四、实验步骤

1、 调整分光计 （1）粗调：调节望远镜和平行光管的俯仰调节螺钉，使望远镜和平行光管大致水平。

（2）望远镜调焦：将平面反射镜放在载物台上，通过目镜观察反射镜的像，调节目镜和物镜的焦距，使反射镜的像清晰。

（3）望远镜光轴与分光计中心轴垂直：通过“各半调节法”，使望远镜光轴与分光计中心轴垂直。

（4）平行光管调焦：将狭缝调至最清晰。

（5）平行光管光轴与分光计中心轴垂直：调节平行光管的俯仰调节螺钉，使狭缝像位于分划板的中央。

2、 放置光栅

将光栅放在载物台上，使光栅平面与入射光垂直。

3、 测量光栅常数

（1）观察衍射条纹：点亮汞灯，将望远镜对准平行光管，通过望远镜观察光栅衍射条纹。

（2）测量衍射角：选择左右两侧的 k ＝ ±1 级衍射条纹，分别测量其衍射角。转动望远镜，使叉丝与衍射条纹的中心重合，读取左右两个游标读数，两读数之差即为衍射角。

（3）计算光栅常数：根据光栅衍射方程，计算光栅常数 d。

4、 测量光波波长 选择汞灯中的某一谱线，如黄线（λ ＝ 5770nm），测量其衍射角，计算出光栅常数后，再代入光栅衍射方程，求出该谱线的波长。

五、实验数据记录与处理

1、 光栅常数的测量

一、实验目的

1. 通过投球实验，验证牛顿运动定律在抛物运动中的适用性。

2. 掌握抛物运动的基本原理和计算方法。

3. 熟悉实验器材的使用，提高实验操作能力。

二、实验原理

抛物运动是物体在水平初速度和重力作用下的运动。在忽略空气阻力的情况下，物体的运动轨迹为抛物线。根据牛顿第二定律，物体的加速度等于合外力除以物体的质量。在竖直方向上，物体受到重力作用，加速度为重力加速度g。在水平方向上，物体不受外力作用，保持匀速直线运动。

三、实验器材

1. 投球装置（包括投球架、测距尺、计时器等）

2. 投球

3. 记录纸、笔

四、实验步骤

1. 将投球装置调整至水平位置，确保投球架稳定。

2. 测量并记录投球的高度h，确保投球高度一致。

3. 在投球架上设定一个水平距离d，用于测量投球落点。

4. 使用计时器，记录投球过程中的时间t。

5. 投球者站在投球架下方，按照预定速度水平投球。

6. 投球后，观察并记录投球落点位置。

7. 重复以上步骤，进行多次实验，以确保实验结果的准确性。

五、实验数据记录与处理

1. 记录每次实验的投球高度h、水平距离d和时间t。

2. 根据实验数据，计算投球水平初速度v0和竖直下落时间t1。 3. 利用公式h = v0t1 + (1/2)gt1^2，计算重力加速度g的近似值。

4. 对实验数据进行统计分析，求出重力加速度g的平均值和标准差。

六、实验结果与分析

1. 根据实验数据，计算重力加速度g的平均值和标准差。

2. 将实验结果与理论值进行比较，分析误差来源。

3. 讨论实验过程中可能存在的误差，如投球者控制速度的误差、计时器精度误差等。

七、实验心得

1. 通过本次实验，我对抛物运动的基本原理有了更深入的了解。

2. 实验过程中，我掌握了投球装置的使用方法，提高了实验操作能力。

3. 在实验过程中，我认识到实验误差的不可避免性，学会了如何分析误差来源，提高实验结果的准确性。

弹性模量

实验原理

1、对于长度为L的细长物体，其均匀截面积为A，沿长度方向受拉力F作用时伸长为ΔL，根据胡克定律有F/A=EΔL/L，若拉力为F=mg，对于直径为d的钢丝，弹性模量可写成E=4mgL/(πd^2ΔL)；

2、调整好光杠杆和望远镜后，可在望远镜中看到经平面镜反射的标尺刻度的像，光杠杆上钢丝长度发生变化时，会引起平面镜角度改变，同时即可在望远镜中观察到标尺刻度变化。如下图所示由几何关系可看出钢丝长度变化量ΔL与标尺刻度变化量Δx关系为Δx=2HΔL/l，则可推导出E=8mgLH/(πd^2lΔx)；

3、米尺最小分度为1mm，仪器误差一般为0.5mm，适用于测量钢丝长度与高度H；游标卡尺有0.1mm、0.05mm、0.02mm等几种规格，仪器误差取最小分度值，适用于测量光杠杆常数；千分尺最小分度为0.01mm，示值误差为+-0.004mm，适用于测量钢丝直径。

实验步骤

1、调节光杠杆装置：调节实验架；确保光杠杆动足可随下夹头上下移动而不触碰钢丝；确认LED灯箱工作正常；尽可能确保钢丝无弯折处；

2、调节望远镜：使镜筒大致水平，且中心线与平面镜转轴等高，控制望远镜前沿与平台边缘水平距离约20~30cm；调节视度调节及调焦手轮，使视场中十字分划线和标尺像清晰可见；调节支架螺钉使分划横线与刻度线平行，水平移动使分划纵线对齐标尺中心线；

3、数据测量：用钢卷尺测量钢丝原长L和平面镜转轴到标尺的垂直距离H，用游标卡尺测量光杠杆常数l，只测一次，记录数据并给出估计误差；用千分尺测量钢丝直径d，在不同位置测量并记录数据；记录初始状态与分划横线对齐刻度值x0及钢丝所受拉力m0，缓慢旋转施力螺母加力，使拉力在m0基础上等间距（约0.50kg）增加，记录每个拉力值mi及对应刻度xi，测十组数据，后反转螺母，逐渐减小钢丝受拉力，测出与加力过程对应拉力值下标尺刻度并记录；

4、实验完成，旋松施力螺母，关闭数字拉力计。