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1、水的表面张力科学小实验优质资料(可以直接使用，可编辑 优质资料，欢迎下载）岁7个月又17天了 偶然一期节目，是做一物理小实验，关于水的表面张力。我大学专业是化学，关于水的表面张力的实验，也做过不少，但是要想一2岁多的孩子明白和理解，那是相当困难的。我也曾经给姐妹俩做过关于水的表面张力的实验，无非就是吹泡泡，虽然姐妹俩玩得不亦乐乎，但是好像还是没怎么明白这个力的原理。但是这一次的实验我觉得很好，也很简单，小朋友也很喜欢，因为有她们的参与，更重要的是可以直观的观察到这种物理理论概念的直观作用。今天写下来，没有看那期节目的小朋友家长可以协助在家做！第一步，找5根牙签，从中间掰折但不要断裂，如下图：第
2、二步，将掰折的中间在一点上摆开成放射线状，如下图：第三步，在中间点的位置滴几滴水，不管用什么只要滴水上去就可，女儿手边刚好有喝水奶瓶，所以女儿就开始滴水了，请仔细观察牙签变化，如下图：第四步，请仔细观察进展：水的表面张力已经推动牙签在动了噢！很厉害是吧！看下图：第五步，结果相信大家已经看到了：很漂亮很标准的一个五角星，如下图：当然大家也可以找一些有颜色的类似牙签的东东来做，相信你的五角星肯定会更漂亮的。可能有些家长认为现在教这些物理的抽象概念，小孩子是很难理解的，但是就象老卡尔维特教育小卡尔维特的那样，我相信等孩子长大学到这些的时候，他会想起小的时候曾经做过的实验，那样就很容易重新理解高深的理
3、论了。更重要的是现在孩子很高兴得在做实验！如此就够了！实验题目液体表面张力系数的测定液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数，测量液体的表面张力系数有多种方法，拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一，该方法的特点是用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量的方法直观，概念清楚。拉脱法测量液体表面张力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在110-3110-2N之间，因此需要的有一种量程较小、灵敏度高、且稳定好的测量力的仪器。近年来，新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正能满足测量液体表面张力的需求，它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高，稳定性好，且可数字信号显示，利于计算机实
4、时测量。为了对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解，在对水进行测量以后，再对甘油进行测量，这样可以明显观察到表面张力系数随溶液浓度的变化现象，从而对这个概念加深理解。【目的要求】1、掌握用拉脱法测量液体的表面张力系数。2、测量不同浓度的溶液的表面张力系数，观察掌握表面张力系数随溶液浓度的变化而变化的现象，加深对表面张力系数的理解。【仪器用具】液体表面张力测定仪、游标卡尺、烧杯等。【实验原理】实验装置，如下图，其中，液体表面张力测定仪，包括硅扩散电阻，非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表，铁架台、微调升降台、装有力敏传感器的固定杆、盛液体的玻璃皿和圆环形吊环片。实验证
5、明，当环的直径在3厘米附近而液体和金属环接触角近似为零时，运用公式F= (D1+D2)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法。若金属片为环状吊片时，可认为脱离力为表面张力系数乘以脱离表面的周长，即：F= (D1+D2)F为脱离力，D1、D2分别为圆环的内、外径，为液体的表面张力系数。硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥。当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡。此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正比：U=KF式中
6、F为外力，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，U为传感器输出电压的大小。所以【实验内容及要求】1、力敏传感器的定标；砝码质量/g0.5001.0001.5002.0002.5003.000电压/mv北京的重力加速度(北纬39056):g=9.8012m/s2经最小二乘法拟合,得K= mv/N,拟和直线相关系数r= 2、测金属环内外径 外径D1/ cm ,内径 D2/cm，记下水的温度： 0C3、环的测量与清洗；4、测量液体的表面张力系数编号U1/mvU2/mvU/mvF/N/N.m-1123455、测甘油的表面张力系数编号U1/mvU2/mvU/mvF/N/N.m-112345【思考题】1、为什么
7、做实验时要求将环用酒精清洗干净？2、为什么测表面张力时，要求动作要慢，又要防止仪器受振动，特别是水膜要破裂时？液体表面张力系数的测定实验报告【实验目的】 1学会用拉脱法测定液体的表面张力系数。 2了解焦利氏秤的构造和使用方法。 3通过实验加深对液体表面现象的认识。【实验仪器】焦利氏秤1把，U形金属环1条，砝码1盒，镊子1把，玻璃皿1个，温度计1支，酒精灯1个，蒸馏水100ml，游标尺1把。【实验原理】图3-1由于液体分子与分子间的相互作用，使液体表面层形成一张紧的膜，其上作用着张力，叫做表面张力。设想在液面上作长为L的线段，线段两侧便有张力相互作用，其方向与L垂直，大小与线段长度成正比，如图3
8、-1所示。即有式中为表面张力系数，其单位为。表面张力系数是研究液体表面性质所要用到的物理量，不同种类的液体，值不同；同一种液体的值随温度上升而减小；液体不纯净，值也会改变。因此，在测定值时必须注明在什么温度下进行，液体必须保持纯净。测量表面张力系数的方法很多，本实验用拉脱法测定。图3-2将环形金属环浸入液体中，然后慢慢拉起，这时在金属环内带起了一层薄膜，如图3-2所示。要想使金属环由液面拉脱，必须用一定的力。(注意有两个表面) （3-2） 本实验用焦利氏秤测出，然后代入式（3-2）计算出值。二、 仪器构造焦利氏秤实际上就是一个比较精确的弹簧秤，焦利氏秤的构造如图所示，用焦利氏秤测力是根据胡克定
9、律式中，为弹簧的劲度系数，等于弹簧伸长单位长度的拉力,为弹簧伸长量，如果已知值，再测定弹簧在外力作用下的伸长量，就可以算出作用力的大小。【实验步骤】一、值的测定 1按图3-3挂好弹簧，小指针和砝码盘，再调节底板三角底座上的螺丝，使小指针处于镜子中，能上下自由振动且不与镜子相碰； 2调节旋钮D，使镜子上的标线处于“三线重合”位置（镜子刻线、小指针和小指针的像重合），读出标尺上的读数。如弹簧振动不停，可将镊子靠在弹簧上端，轻轻阻挡弹簧，即可停止振动； 3在砝码盘上加1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g、6.0g、7.0g、8.0g、9.0g的砝码，调节小游标，当刻线重新处于“三线重合”
10、位置时，读出读数;4 再加入1.0g砝码，然后依次取出1.0g砝码，分别记下，取二者平均值，用逐差法求出弹簧的劲度系数。即二、 的测定 1. 先用洗涤液，再用蒸馏水洗净玻璃皿，把装有蒸馏水的玻璃皿放在平台上。用镊子夹住金属环在洒精灯上烧干，再挂在挂钩上；2. 调节旋钮，使镜子刻线处于“三线重合”位置，读出标尺上的读数；3. 调节旋钮，让金属环的水平部分和液面接触（水平部分如果和液面不行，可用镊子调整金属环几次）；4观察镜子刻线是否在“三线重合”位置，如果不在，继续调节旋钮，直至标线处于“三线重合”位置；5在镜子刻线始终处于“三线重合”的情况下拉脱液膜，读出读数。这个过程的动作应缓慢，旋转旋钮使
11、平面台微降，液膜被拉起，这时弹簧伸长，再不断旋转旋钮控制平台，直至液膜恰好破灭； 6重复步骤2、3、4、5共5次，将数据记入表3-2中；7 用游标尺测出金属环的内外直径【数据记录与处理】 1. 利用上式计算出、。 2. 根据温度T，在-T表上查出该温度下水的表面张力系数，与所测量的作比较，算出百分误差。表3-1 k值的测定砝码质量/g增重读数/mm减重读数/mm平均值/mm0.0218.00218.00218.001.0221.08221.12221.102.0223.64223.66223.65 3.0226.50226.52226.51 4.0229.36229.40229.38 5.02
12、32.46232.48232.47 6.0235.38235.42235.40 7.0238.34238.38238.36 8.0241.44241.48242.46 9.0244.36244.40244.38mmmmmmN/m （g=9.8） 表3-2 F的测定T=_16_次数初始位置/mm水膜破裂时读数x/mm弹簧的伸长/mm1202.34206.824.482202.40207.304.503200.04204.524.484201.84206.364.525201.46206.024.56相对不确定度不确定度 张力系数 百分误差=100%=_5.2%_【附表及实验数据】表3-3 水对空气的T表TC/NTC/N20.0750220.072240.0766240.071960.0766260.071780.0764280.0714100.0761300.0711120.0757320.0709140.0754340.0705160.0733360.0702180.0730380.0698200.0725400.0695