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shiyun
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shiyun
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    * 如果一小球在黏滞液体中铅直下落，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**，因此小球受到黏滞阻力，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，就可以计算出液体黏度。
-   * 实验原理参见教材：实验4-10
+   * 实验原理参见实验参考书1和2（链接见下方）.
 ===== 实验内容和要求 =====
-  * 了解液体黏度的几种测量方法；
   * 掌握落球法测定液体黏度的原理和适用范围；
   * 掌握几种常用的长度测量工具的使用方法；
   * 掌握温度计、密度计、电子秒表的使用；
-  * 掌握落球法的实际操作；
   * 学会半定量的误差分析。
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 ===== 主要器材=====
   * 落球法黏度测量仪1套（包括铁架台，盛有蓖麻油的长试管和铅垂线）；
-  * 千分尺、游标卡尺各1把，电子秒表1只，玻璃皿1个；
+  * 千分尺、游标卡尺各1把，电子秒表1只，玻璃皿1个，刚尺1把；
-  * 公用仪器：每2组共用1把1m钢尺，盛有蓖麻油的量筒1个（内悬温度计、密度计各1根）。
+  * 公用仪器：盛有蓖麻油的量筒1个（内悬温度计、密度计各1根）。
   * 仪器的不确定度限值
      * 游标卡尺：//a// ＝ 0.02 mm
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 ===== 实验步骤 =====
+===I. 测量室温下蓖麻油的黏滞系数（详见实验参考书1） ===
-{{:exp:common:粘度实验告示.pdf|实验告示牌}}
   - 开始测量前：
     - 熟悉电子秒表的使用，注意记录时间时记录原始读数，即x分x秒xx（秒后的数据代表百分之几秒）；
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     - 记录油柱的高度（单次测量，注意需要初末位置读数），玻璃圆筒的内径（不同的角度，测量5次），蓖麻油的密度（注意密度计的读数精度）；
     - 选择1颗小钢珠，记录其经过5个标志线的时间。根据结果确定小球下落时作匀速运动的区域，选定接下来作实验时计时的起点和终点；
-    - 挑选5颗**合适的**小钢珠，并用丙酮清洗。用螺旋测微器测量其直径；（为了能满足是“对同一对象的多次测量”的近似要求，这里用于测量的5颗小球的直径差别要求小于1.0%）
+    - 挑选5颗**合适的**小钢珠，并用丙酮清洗。用螺旋测微器（[[exp:viscosity:micrometer|螺旋测微器使用视频]]）测量其直径；（为了能满足是“对同一对象的多次测量”的近似要求，这里用于测量的5颗小球的直径差别要求小于1.0%）
   - 记录油温：投下第1颗小钢珠**前**记录油温，测完最后1颗小钢珠的下落时间**后**再记录油温，两者求平均；
   - 测量：
-  - 分别测量5颗小钢珠在匀速运动部分的下落时间
+    - 分别测量5颗小钢珠在匀速运动部分的下落时间
-  - 注意投入时，将小钢珠浸入油面下再往上提镊子
+    - 注意在投入时，将小钢珠浸入油面下再松开镊子
+  - 实验报告的要求
+    - 给出整理后的测量结果（表格），计算当前温度下的黏滞系数，并计算其相对误差。
+    - 注意：此时是否需要修正斯托克斯公式？
+    - 计算各测量量的不确定度，其中修正部分的不确定度可以不计算(D、H 对η的影响很小)。
+    - 半定量的讨论误差来源。
+===II. 测量蓖麻油的黏滞系数随温度的变化（详见实验参考书2） ===
+   - 在5个不同温度的蓖麻油量筒中，测量小钢珠的下落时间。
+   - 记录量筒、钢珠等尺寸参数
+   - 实验报告的要求
+    - 计算各温度下蓖麻油的黏滞系数。注意：此时是否需要修正斯托克斯公式？
+    - 作图并讨论蓖麻油的黏滞系数与温度的关系。
+===III. 注意事项 ===
+   * 长度测量
+     * 游标卡尺的精度为0.02mm，不作估读，读数末尾为偶数。
+     * 千分尺拧紧时应旋转棘轮，而不是套筒；千分尺读数时，注意是否超过1mm。（小钢珠直径约为1mm）
+     * 使用游标卡尺和千分尺前，要记录它们的零读数。
+     * 用钢尺测量长度，应该记录首末两端的读数。
+     * 实验测量中所选的小球下落距离 //l// 应适当长一些。
+   * 温度和密度计
+     * **不要**把温度计/密度计拿出量筒外读数。
+     * 密度计读数之前，**请先看标尺上下两端的刻度**，确定每个刻度的值，结果中要包含一位估读位。从液面下方读数，估读最小分度的1/5或1/2。
+     * 温度计读数也要注意有效数字，如为水银/酒精温度计，须估读一位。
-==== 注意事项 ====
-  - 游标卡尺的精度为0.02mm，不作估读，读数末尾为偶数。
-  - 千分尺拧紧时应旋转棘轮，而不是套筒；千分尺读数时，注意是否超过1mm。（小钢珠直径约为1mm）
-  - 使用游标卡尺和千分尺前，要记录它们的零读数。
-  - 计算不确定度时，修正部分的不确定度不考虑(D、H 对η的影响很小)。
-==== 选做实验 ====
-   * 如果小球不是沿中轴线下落，而是贴壁下落，测量时间会如何改变。
-   * 如果选用更大/更小的小球进行测量，测量时间会如何改变。
-   * 如果温度升高，其余条件不变，测量蓖麻油的黏滞系数。
+===== 思考题 =====
+  - 什么是斯托克斯公式？什么是雷诺系数？
+  - 相同材料不同半径的小球在同种黏性液体中下落时所受的黏滞阻力的大小成什么样的关系？它们最终的运动速度的大小成什么关系？
+  - 本实验中的测量方法适用于什么样的黏性液体？
+===== 常见问题及注意事项 =====
-=====数据处理的要求====
-  * 处理后的数据表格（非原始表格）。
-  * 计算黏滞系数，不确定度（要求写公式），相对误差。修正部分的不确定度可以不计算。
-  * 半定量的分析误差来源。
-===== 常见问题 =====
   - 用千分尺测量时，一直用旋转外套筒来移动螺杆，不会或忘记使用棘轮。
   - 落球法测量中选用的小球的直径差别较大，要求每位同学所用的小球的直径差别在1%以内。
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   - 温度计读数也要注意有效数字，须估读一位。
   - 用钢尺测量长度，只记录一个值，这是错的。应该记录首末两端的读数。
-===== 思考题 =====
-  - 什么是斯托克斯公式？什么是雷诺系数？
-  - 相同材料不同半径的小球在同种黏性液体中下落时所受的黏滞阻力的大小成什么样的关系？它们最终的运动速度的大小成什么关系？
-  - 本实验中的测量方法适用于什么样的黏性液体？
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 上海的重力加速度 9.7940 m/s<sup>2</sup>
+==== 选做实验 ====
+   * 如果小球不是沿中轴线下落，而是贴壁下落，测量时间会如何改变。
+   * 研究不同直径的小球与下落时间的关系
+     * 选择几个直径大小不同的小球，测量其通过相同区间的运动时间。<m>t</m>应与<m>1/d^2</m>有什么关系？
+     * 实验报告的要求：
+       * 作图验证<m>t</m>与<m>1/d^2</m>的线性关系。
+       * 上述拟合忽略了修正部分的影响，这会对结果造成什么影响？是否影响线性关系？是否影响斜率，进而影响黏滞系数的计算值？
 ===== 实验参考书 =====
+  - {{ :exp:common:落球法测黏滞系数_教材.pdf |落球法测黏滞系数_参考教材}}
+  - {{ :exp:common:变温粘滞系数.pdf |变温粘滞系数_仪器说明书}}主要参考第2-4页
   - 《辞海》，上海，上海辞书出版社，1999年；其中“粘”字都已改为“黏”字；
+  - “根据最新版的《新华字典》和《现代汉语词典》,"黏"与"粘"字的使用:在发"nian"音时,一律用"黏"字,如黏膜、黏菌、黏合剂、黏液等;在发"zhan"音时,一律用"粘"字,如肠粘连、粘贴等。”——关于“黏”与“粘”、“唯”与“惟”的使用规范，中国实用眼科杂志，2013（09），1167.
   - 葛炜，《医用物理实验》，原上海医科大学出版社，1998；
   - 实验中心补充实验讲义，2007。
+  - {{ :home:zhousy:落球法测液体粘滞系数.pdf |落球法测液体粘滞系数_PPT}}