1 实验 N 液体粘滞系数的测定各种流体（液体、气体）都具有不同程度的粘性。当物体在液体中运动时，会受到附着在物体表面并随物体一起运动的液层与邻层液体间的摩擦阻力，这种阻力称为粘滞力（粘滞力不是物体与液体间的摩擦力）。流体的粘滞程度用粘滞系数表征，它取决于流体的种类、速度梯度，且与温度有关。液体粘滞系数的测量非常重要。例如， 人体血液粘度增加会使供血和供氧不足，引起心脑血管疾病；石油在封闭管道长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，在设计管道前必须测量被输石油的粘度。液体粘滞系数的测量方法有毛细管法、圆筒旋转法和落球法等。本实验采用落球法测定液体的粘滞系数。【实验目的】1.了解用斯托克斯公式测定液体粘滞系数的原理，掌握其适用条件；2.掌握用落球法测定液体的粘滞系数。【预备问题】1.如何判断小球作匀速运动？如何测量小球的收尾速度？2. 为什么实验中不能用手摸圆筒，不能正对并靠近圆筒液面呼吸？3. 为什么在实验过程中要保持待测液体的温度稳定？【实验仪器】液体粘滞系数测定仪、螺旋测微计、游标卡尺、温度计、小钢球、待测液体等。【实验原理】如图 1 所示，当质量为 m、体积为 V 的金属小球在密度为液的 粘滞液体中下落时，受到三个铅直方向的力作用：重力 mg、液体浮力f=Vg 和液体的粘性阻力F。假设小球半径r 和运动速度v 都很小， 而且液体均匀且无限深广，则粘滞阻力F 可写为：vrF6 (1) 式（ 1）称为斯托克斯公式。其中称为液体的粘滞系数，单位为 Pa s（帕?秒），它与液体的性质和温度有关。小球开始下落时，速度v 很小，阻力 F 不大，小球加速向下运动。 随着小球下落速度的增大，粘滞阻力逐渐加大，当速度达到一定值时，三个力达到平衡，即：vrVgmg6液（2）此时小球以一定速度匀速下落，该速度称为收尾速度,记为 v 收。由式（ 2）可得：底座DLHmgFfL 1L 2小球待测液体液n图 1 液体粘度测量原理2 收液rvgVm6)(（3）要测，关键要测准收尾速度v 收。令小球直径rd2 ，而334rV，tLv收，代入式（ 3），则：Lgtd18(2）液球(4）式(4)中 L 为小球匀速下落的距离（如图1 所示），t 为小球下落距离L 所用的时间。由于实验时待测液体必须盛于容器中，不满足“无限宽广”的条件，要考虑容器壁对小球运动的影响，所以实际测得收尾速度v 收及式（ 3）、（ 4）需要修正，修正后的式（4）为：)6.11)(4.21(18(2HdDdLgtd）液球（5）式中 D为盛液体圆筒的内...
