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一、实验背景为什么少量水银在干净的玻璃板上会收缩成球冠状,而水却会扩展开来?为什么朝霞里青草上会洒满晶莹的露珠?其原因在于液体和固体界面附近分子的相互作用。在液体与固体接触处,若固体和液体分子间的吸引力大于液体分子间的吸引力,液体就会沿固体表面扩张,形成薄膜附着在固体上,这就是浸润;反之,若固体和液体分子间的吸引力小于液体分子间的吸引力,液体就不会沿固体表面扩张,不附着在固体上,这种现象称为不浸润。1.学习焦利秤测量微小力的原理和方法。2.了解液体表面的性质,测定液体的表面张力系数。焦利秤实际上是一种用于测微小力的精细弹簧秤。结构如右图,金属管B垂直竖立在三角底座上,带有毫米标尺的圆柱A套在金属套管内。在金属管B的上端固定有副尺H,圆柱A顶端伸出的支臂上挂一锥形弹簧S。转动旋钮G可使圆柱A上下移动,因而也就调节了弹簧S的升降。弹簧上升或下降的距离由主尺(圆柱A)和副尺H来确定。D为固定在金属支架上一侧刻有半圆形刻线S2的玻璃圆筒,C为挂在弹簧S下端的两头带钩的小平面镜,镜面上有一刻线S1。实验时,使S1、S2及S2在小平面镜中的象S2´三者始终重合,简称“三线对齐”。用这种方法可保证弹簧下端的位置是固定的,加负载后向上拉动弹簧确定伸长值。根据伸长值和弹簧倔强系数确定外力大小。E为平台,转动其下端的螺钉F时平台E可升降。钢针、硬币等物能漂在洁净的水表面,清晨小草叶上的露水通常收缩成小球形状。这些现象提示,液体表面(液气交界面)好比一层紧绷的薄膜,有自然收缩趋势,从而导致表面张力现象。用分子论观点看,液体表面层(约10-8cm)分子所处的环境跟液体内部的分子不同。在液体内部,分子比较密集,且受周围分子的作用力的矢量和为零.而处于液体表面层的分子,一方面有被吸引入液体内部的趋势,另一方面因为处于一边是液态(水)一边是气态(空气)的环境,表面层内分子比较稀疏而微观相互吸引,宏观上就呈现出表面张力现象。想象在液面上划一条直线,表面张力就表现为直线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。拉力f存在于表面层,方向恒与直线垂直,大小与直线的长度L成正比,即f=αL设Π形框长为l、直径为d,脱离液体前各力平衡的条件为数据记录表1测定弹簧劲度系数k数据记录表2测定液体表面张力系数金属丝框宽度L=;实验温度t=5、数据处理N为了充分利用测量数据,减小测量误差,应采用逐差法:(1)将测量列按次序分为高低两组;(2)取对应项的差值后再求平均:其中为5个峰值间的距离,即:1.测量表面张力时,动作要慢,还要防止仪器受振动。2.实验时要注意保护弹簧使其不受折损,不要随意拉长或挂重物,要轻拿轻放,切忌用力拉。3.∏型金属丝框和烧杯中的水必须保持洁净,不要用手触摸烧杯内侧和∏型金属丝,也不要用手触及水面。1.什么是“三线对齐”?本实验中测量表面张力时缓慢地将∏型金属丝框从水中拉起,该过程中需要时刻保证“三线对齐”,应如何操作?2.实验中要求把∏型金属丝框拉到欲脱离水膜而又恰未脱离的极限状态,这是为什么?3.若实验过程中∏型金属丝框不是水平拉出水面,而是出现一端高一端低的倾斜现象,对实验结果有无影响?应如何避免?4.试用作图法得出焦利弹簧秤的劲度系数,将结果与逐差法的结果进行比较。