《用落球法測定液體粘度系數(shù)》教案
 
實驗方式：講解與演示相結合（50-60分鐘），學生實驗（150-180分鐘）
 
實驗要求：
1．   觀察液體的內摩擦現(xiàn)象；
2．   學會用落球法測液體的粘度系數(shù)；
3．   掌握基本測量儀器（游標卡尺、螺旋測微器、米尺、秒表等）的用法。
 
實驗儀器：ND-1型液體粘度系數(shù)測定儀、游標卡尺、螺旋測微器、米尺、秒表、水銀溫度計、密度計、鑷子、小鋼球等。
 
講解及演示主要內容：
1、實驗原理（10分鐘）
金屬小球在粘性液體中下落時，它受到三個鉛直方向的力；小球的重力(m為小球質量)、液體作用小球的浮力(V是小球體積，ρ是液體密度)和粘滯阻力F(其方向與小球運動方向相反)。如果液體無限深廣，在小球下落速度較小情況下，有上式稱為斯托克斯公式，其中r是小球的半徑；稱為液體的粘度，其單位是Pa·s。
小球開始下落時，由于速度尚小，所以阻力也不大；但隨著下落速度的增大，阻力也隨之增大。*后，三個力達到平衡，即于是，小球作勻速直線運動，由上式可得：
令小球的直徑為d，并用代入上式得：其中為小球材料的密度，為小球勻速下落的距離，t為小球下落距離所用的時間。                                                      
實驗時，待測液體必須盛于圓筒中，故不能滿足無限深廣的條件，實驗證明，若小球沿筒的中心軸線下降，式(2)須作如下改動方能符合實際情況：其中D為圓筒內徑。
2、實驗內容和步驟（20分鐘）
1)調整底盤水平。
2)用螺旋測微器測小鋼球的直徑，在5個不同方向上測，取其平均值。共測6個小球，記錄測量的結果，編號待用。
3) 用游標卡尺從不同位置分別測量6只玻璃圓筒內徑D各5次。
4）用米尺測出與的間距。
5）用溫度計測量油溫，在全部小球下落完后再測量一次油溫，取平均值作為實際油溫。
6）用鑷子夾起小鋼球，先將小球在待測油中浸一下，使其表面完全被所測油浸潤，然后釋放小球，使其沿圓筒的中心軸線下落。用秒表記錄小球通過、所用的時間t。
3、操作中的注意事項   (操作規(guī)范要重點強調)
1）實驗時，油中應無氣泡。
2） 因為油的粘度隨溫度改變會發(fā)生顯著變化，因此，實驗中不要用手捧摸圓筒，以盡力保證實驗中油溫恒定。每次實驗結束時，應隨時記錄油的溫度。
3）小球放入時應輕而穩(wěn)，不要使小球上附著氣泡，并且小球應沿各圓筒的中心軸線下落。
4）測量時間時，眼睛應與小球處于水平位置。
4、數(shù)據(jù)處理
1）數(shù)據(jù)表
3）不確定度分析：
結果表示：
4）作（d/D）-t曲線，在圖上求出t軸截距t₀，代入公式（2）。
5）將代入公式（2）和公式（3）測出的η值作比較，并與同溫度下η值的標準值相對照，分析、討論誤差。
5、思考題：
A. 如何判斷小球在作勻速運動?
B. 在特定的液體中，當小球的半徑減小時，它的收尾速度如何變化？當小球的密度增大時，又將如何變化？選擇不同密度和不同半徑的小球做實驗時，對結果的影響如何？
C.  造成誤差的主要因素是什么，如何改進？