新型焦利秤实验仪使用说明书
实验二用焦利氏秤测定液体的表面张力
实验二用焦利氏秤测定液体的表面张力实验二：用焦利氏秤测定液体的表面张力一、实验目的1.掌握用焦利氏秤测量液体表面张力的原理和方法。
2.通过实验观察和理解液体表面张力的现象和规律。
二、实验原理液体表面张力是指液体表面分子之间的相互吸引力，是液体内部分子之间的凝聚力作用于液体表面的结果。
表面张力的大小反映了液体分子间的相互吸引程度。
焦利氏秤是测量液体表面张力的一种常用仪器，其原理是利用弹簧秤测量微小形变时的弹力，通过已知弹簧常数和形变量计算出表面张力。
三、实验步骤1.准备实验器材：焦利氏秤、三角支架、尺子、纸巾、待测液体（如水、乙醇等）。
2.将焦利氏秤挂在三角支架上，调整焦利氏秤的零点。
3.用纸巾擦拭焦利氏秤的金属片，将其插入待测液体中，待稳定后读取弹簧秤的示数（注意读取时要消除振动）。
4.用尺子测量金属片在液体中的深度h。
5.重复步骤3和4三次，取平均值。
6.根据公式计算表面张力。
四、实验结果与分析1.实验结果：在实验过程中，我们得到了待测液体（如水）的表面张力数值。
根据实验数据，可以发现不同液体的表面张力存在差异。
例如，水的表面张力较大，而乙醇的表面张力较小。
这表明不同液体的分子间相互吸引力存在差异。
2.结果分析：表面张力的大小与液体的性质、温度等因素有关。
例如，水分子间的氢键较强，因此水的表面张力较大。
通过实验，我们可以深入理解液体表面张力的性质和规律，为后续的理论学习和应用打下基础。
五、实验结论本实验通过使用焦利氏秤测定液体的表面张力，验证了液体表面张力的存在和测量方法。
实验结果表明，不同液体的表面张力存在差异，反映了液体分子间的相互吸引力。
通过实验，我们深入理解了液体表面张力的性质和规律，为后续的理论学习和应用提供了有益的实践经验。
同时，实验也锻炼了我们的实验技能和观察能力，提高了我们的科学素养和实践能力。
六、思考与探讨1.在实验过程中，如何保证测量结果的准确性？例如，如何消除振动对测量结果的影响？2.除了使用焦利氏秤，还有哪些方法可以测定液体的表面张力？其优缺点是什么？3.在实际应用中，液体表面张力有哪些现象和规律？例如，在自然界中存在的露珠、雨滴等现象与液体表面张力有何关系？4.能否通过实验探究温度对液体表面张力的影响？如果可以，应如何设计实验方案？5.在工业生产和日常生活中，液体表面张力有哪些应用？例如，在制作化妆品、涂料等领域中与液体表面张力相关的现象和规律有哪些？。
焦利称实验
第 1 页 共 13 页简谐振动特性研究与液体表面张力系数测定(FB737新型焦利氏秤实验仪)实验一、简谐振动特性研究与弹簧劲度系数测量【实验目的】1. 胡克定律的验证与弹簧劲度系数的测量；2. 测量弹簧的简谐振动周期，求得弹簧的劲度系数；3. 测量两个不同弹簧的劲度系数，加深对弹簧的劲度系数与它的线径、外径关系的了解。
4. 了解并掌握集成霍耳开关传感器的基本工作原理和应用方法。
【实验原理】1. 弹簧在外力作用下将产生形变（伸长或缩短）。
在弹性限度内由胡克定律知：外力F 和它的变形量Y Δ成正比，即：Y K F Δ•= （1） （1）式中，K 为弹簧的劲度系数，它取决于弹簧的形状、材料的性质。
通过测量F 和Y Δ的对应关系，就可由（1）式推算出弹簧的劲度系数K 。
2. 将质量为M 的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧的下端，构成一个弹簧振子，若物体在外力作用下（如用手下拉，或向上托）离开平衡位置少许，然后释放，则物体就在平衡点附近做简谐振动，其周期为： KPM M 2T 0+π= （2） 式中P 是待定系数，它的值近似为3/1，可由实验测得，0M 是弹簧本身的质量，而0PM 被称为弹簧的有效质量。
通过测量弹簧振子的振动周期T ，就可由（2）式计算出弹簧的劲度系数K 。
3. 磁开关（磁场控制开关）：nemoxatu2011.11.21第 2 页 共 13 页如图1所示，集成霍耳传感器是一种磁敏开关。
在“1脚”和“2脚”间加V 5直流电压，“1脚”接电源正极、“2脚”接电源负极。
当垂直于该传感器的磁感应强度大于某值Bm 时,该传感器处于“导通”状态，这时处于“3”脚和“2”脚之间输出电压极小，近似为零，当磁感强度小于某值)Bm Bn (Bn <时，输出电压等于“1脚”、“2脚”端所加的电源电压，利用集成霍耳开关这个特性，可以将传感器输出信号输入周期测定仪，测量物体转动的周期或物体移动所经时间。
JA系列电子精密天平 使用说明
JA系列电子精密天平使用说明JA2002 JA5002 JA6102 JA8002 JA10002 JA12002 JA21002 JA31002 JA31001 JA41001 JA51001 JA61001使用方法准备1、将天平置于稳定的工作台上，避免振动、阳光照射和气流2、安装称盘，接通电源3、调整水平调节脚，使水泡位于水准器中心注意：工作环境温度为10o C-30o C，波动5o C/h相对湿度<75%工作电压220 +22/-33V 50HZ或110±11V60HZ（用转换开关根据当地电压进行选择，否则会引起电流变化烧坏保险丝）开机（以JA21002型电子天平为例，其他型号类同）按<ON>键，显示器全亮显示天平型号显示称量模式校准按<T>键：使天平回到零状态按<CAL>键：显示出现闪烁的"-1000-"将1kg标准砝码放上称盘，显示出现"--"（等待状态）当显示结果为“1000.00g”时，移去标准砝码如天平回零，则校准结束可进行实物测量，否则重复以上操作注意：本产品包装内不包括校准砝码（二等），如果您单位没有同等砝码，请与销售商联系称重天平经校准后，即可进行称重了。
在称重时，必须等显示器左下角的"0"标志熄灭后才可读数。
在长时间的称量过程中，应经常进行校准，这样可始终保持测量的准确性。
特别要注意的是，称量时被测物件必须轻拿轻放，以免造成天平不必要的损坏关机按<OFF>键注意：天平如果长时间不用，请拔去电源，在拔去电源时，天平的称盘上必须保持空载其他功能键的使用<INT>：积分时间调整键共有四种模式，其中INT-0是生产调试时使用的模式，用户不宜使用。
<INT>键一般与<ASD>键配合使用。
·<ASD>：灵敏度调整键和<INT>键一样，也有四种模式，其中ASD-0是生产调度时使用的模式，用户不宜使用。
弹簧劲度系数的测定
弹簧劲度系数的测定■□16，、实验目的1. 掌握用胡克定律测定弹簧劲度系数的原理及 方法；2. 掌握用简谐振动测定劲度系数的原理及方 法；3. 掌握数据处理的重要方法---逐差法。
1、实验仪器FD-GLB-II 型新型焦利秤实验仪，物理天平弹簧劲度系数的测定415513171821・址播寸'1 3 图116汁rwu1调节旋钮（调节弹簧与主尺之间的距离） 2.横臂3.吊钩4.弹簧5.初始砝码6.小指针7.挂钩8.小镜子9.砝码托盘10.游标尺11.主尺12.水平调节螺丝13.砝码组（1g砝码10片；20g左右砝码1个）14.小磁钢15.集成霍耳开关传感器16.同轴电缆接线柱17. 计数显示18.计时显示19. 复位键20. 设置/阅览功能按键21.触发指示灯三、实验原理1.弹簧在外力作用下将产生形变（伸长或缩短）。
在弹性限度内由胡克定律知：外力F和它的变形量沔成正比，即F二K勺（1）（1）式中，K为弹簧的劲度系数，它取决于弹簧的形状、材料的性质。
通过测量F和纫的对应关系，就可由（1）式推算出弹簧的劲度系数K。
2.将质量为M的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧的下端，构成一个弹簧振子，若物体在外力作用下（如用手下拉，或向上托）离开平衡位置少许，然后释放，则物体就在平衡点附近做简谐振动，其周期为T=2=M PM O\ K（2）式中P是待定系数，它的值近似为1/3，M o是弹簧本身的质量，而PM o被称为弹簧的有效质量。
通过测量弹簧振子的振动周期T，就可由（2）式计算出弹簧的劲度系数K。
四、实验内容（一）用新型焦利秤测定弹簧劲度系数K（1）调节底板的三个水平调节螺丝，使焦利秤水平。
（2）在主尺顶部安装弹簧，再依次挂入吊钩、初始砝码，使小指针被夹在两个初始砝码中间，下方的初始砝码通过吊钩和金属丝连接砝码托盘，这时弹簧已被拉伸一段距离。
（3）调整小游标的高度使小游标左侧的基准刻线大致对准指针，锁紧固定小游标的锁紧螺钉，然后调节微调螺丝使指针与镜子框边的刻线重合，当镜子边框上刻线、指针和像重合时，观察者方能通过主尺和游标尺读出读数。
用焦利氏秤测定液体的表面张力系数(精)
用焦利氏秤测定液体的表面张力系数一．目的要求１． 了解焦利氏秤的结构、原理并学会正确使用。
２． 用拉膜法测定液体的表面张力系数。
３． 用最小二乘原理拟合直线。
二．引言很多现象表明，液体表面具有收缩到尽可能小的趋势。
从微观角度看，液体表面是具有厚度为分子吸引力有效半径(约nm 1m 109=-)的薄层，称之为表面层。
处于表面层内的分子较之液体内部的分子缺少了一部分能和它起吸引作用的分子，因而出现了一个指向液体内部的吸引力。
使得这类分子有向液体内部收缩的趋势。
从能量观点看，任何内部分子欲进入表面层都要克服这个吸引力而作功。
可见，表面层有比液体内部更大的势能，即所谓表面能，表面积越大、表面能也越大。
如所周知，任何体系总以势能最小的状态最为稳定。
所以，液体要处于稳定，液面就必须缩小，以使其表面能尽可能减小，宏观上就表现为液体表面层的张力，称为表面张力。
液体因表面张力而收缩的事实，说明表面张力是与液体表面相切的，也就是沿液体表面而作用的，其方向不论在平面或曲面里，都与液面的边界垂直。
如果在液体表面想像地画一根直线，则表面张力的作用就表现为线段两边的液面以一定的拉力αF 相互作用，而且力的方向与线段相垂直，其大小与该线段之长度L 成正比。
即：L F αα= (24.1) 其中，比例系数α称为液体的表面张力系数，它表示单位长度的线段两侧液面的相互拉力。
其单位为：1m N -⋅。
当液体表面与其蒸汽或空气相接触时，表面张力仅与液体本身的性质及其温度有关。
各种液体，其α的数值可以很不相同：密度小、容易蒸发的液体，其α较小；而熔融金属的α则很大。
在一般情况下，同种液体温度愈高，α愈小。
另外，α的大小还与其相邻物质的化学性质有关，与液体本身的纯度也有很大关系，某些杂质能使α增大，而表面活性物质则能使表面张力系数减小。
液体与固体相接触时的情况，不仅取决于液体自身的内聚力，而且取决于液体分子与其接触的固体分子之间的吸引力（称为附着力）。
BT25S型电子天平操作规程
目的：建立一个BT25S型电子分析天平操作规程。
范围：BT25S型分析天平。
责任：质管部经理、QC
内容：
1参数：
1.1称量范围：0～21g
1.2读数精度：0.01mg
1.3称盘直径：Φ90
1.4 重复性：≤±0.05mg
1.5 响应时间：
2.5s
1.6 电源：220 ±20V 50HZ或110±11V，60HZ
2操作使用：
2.1 在使用前观察水平仪，如水泡偏移，需调节水平调节脚，使水泡位于水平仪中心。
2.2 选择合适电源电压，将电压转换开关置相应位置。
天平接通电源，开始通电，通常需要预热以后，方可开启显示器进行操作使用。
2.3 开启显示器：只要轻按一下开机键，显示器全亮，约二秒后，显示0.00000g
2.4 天平校准：本天平自带内部标准砝码，使用前按Cal键，天平自检开始，稳定后显示C，表示天平已经稳定可以进行测量，也可用外部标准砝码进行校准，将0.1g与20g标准砝码各称量五次平均结果误差小于0.05mg即可。
2.5 称量：按“Tare”（去皮）键，显示为零后，置被称物于称盘上，待天平稳定—即显示器右边显示“g”稳定后，该显示值为被称物体的质量值。
2.6 关机
天平应一直保持通电状态，不使用时将开关键至待机状态，使天平保持保温状态，可延长天平的使用寿命。
3 维护保养
3.1 在对天平清洗之前，将天平与工作点源断开。
3.2 称量废弃物用刷子小心去除；
3.3 在清洗时，不能使用强力清洁剂（溶剂类等），应使用中性清洁剂（肥皂）浸湿的清洁布擦拭（擦拭不要让液体渗到天平内部），然后使用干净的清洁布拭干。
用焦利氏秤测定液体的表面张力系数(精)
由套夹固定着一个可放置玻璃皿 ( 或其他容器 ) 的小载物平台，载物台
的升降可由其下部的螺旋Ｎ调节。
使用时，将仪器专用弹簧用顶丝Ｐ紧固在铜管之顶部伸出的支撑
臂上，弹簧下端挂一刻有准线 “ F ”的指示镜， 并将其套于指示管内。
然后，将砝码盘挂在指示镜下端。 调节焦利氏秤底部两个地脚螺丝Ｗ，
使套筒处于铅直位置 （此时指示镜应自由悬于指示管中央） 。调节旋钮
3 ．用游标卡尺测“ Π”形丝宽度 L 。然后，求出室温 e 时水的表面张力系数。
六．注意事项
1 ．调节焦利氏秤时一定要保证指示镜在整个测量过程中自由悬于指示管中央。
2 ．焦利氏秤专用弹簧不要随意拉动，或挂较重物体，以防损坏。
3 ．测量“ Π”形丝宽度时，应放在纸上，注意防止其变形。
4 ．灼烧“ Π”形丝时不宜使其温度过高，微红（约 500 C ）即可，以防变形。灼烧之
2 ．若焦利氏秤套筒未调铅直，能否进行测量，为什么？
3 ．式 (24.3) 和 (24.6) 有什么区别？在本实验中它们表示的意义各是什么？
4 ．在拉膜过程中，若焦利氏秤弹簧有微小振动，对测量结果有何影响？
5 ．在拉膜过程中为什么应始终保持 “ F ”、“ E ”、“ E ”三线重合？为满足此项要求，
F 相互作用，而且力的
方向与线段相垂直，其大小与该线段之长度 L 成正比。即：
FL
(24.1)
其中，比例系数 称为液体的表面张力系数，它表示单位长度的线段两侧液面的相互拉力。
其单位为： N m 1 。当液体表面与其蒸汽或空气相接触时，表面张力仅与液体本身的性质
及其温度有关。 各种液体， 其 的数值可以很不相同： 密度小、 容易蒸发的液体， 其 较小；
焦利称实验仪说明书
FD-GLB-II新型焦利秤实验仪(简谐振动与弹簧劲度系数实验仪)说明书上海复旦天欣科教仪器有限公司中国上海弹簧劲度系数实验仪说明书(新型焦利秤实验仪）一、概述90年代以来，集成霍耳传感器技术得到了迅猛发展，各种性能的集成霍耳传感器层出不穷，在工业、交通、无线电等领域的自动控制中，此类传感器得到了广泛的应用。
如：磁感应强度测量、微小位移、周期和转速的测量，以及液位控制、流量控制、车辆行程计量、车辆气缸自动点火和自动门窗等。
为使原有传统的力学实验增加新科技内容，并使实验装臵更牢靠，复旦大学物理实验教学中心与本公司协作，对原焦利秤拉线杆升降装臵易断及易打滑等弊病进行了改进，采用指针加反射镜与游标尺相结合的弹簧位臵读数装臵，提高了测量的准确度。
在计时方法上采用了集成开关型霍耳传感器测量弹簧振动周期。
此项改进，既保留了经典的测量手段和操作技能，同时又引入了用霍耳传感器来测量周期的新方法，让学生对集成霍耳开关传感器的特性及其在自动测量和自动控制中的应用有进一步的认识。
通过本实验装臵可掌握弹簧振子作简谐运动的规律，又可熟悉胡克定律，并可学习振动周期的测量新方法。
本仪器可用于高校及中专基础物理实验，也可用于传感器技术实验及物理演示实验。
二、用途1、验证胡克定律，测量弹簧劲度系数。
2、研究弹簧振子作简谐振动的特性，测量简谐振动的周期，用理论公式计算弹簧劲度系数，对两种方法的测量结果进行比较。
3、学习集成霍耳开关的特性及使用方法，用集成霍耳开关准确测量弹簧振子的振动周期。
4、用新型焦利秤测量微小拉力。
5、测量本地区的重力加速度。
6、观测弹簧的线径与直径对弹簧劲度系数的影响。
三、仪器组成及技术指标（一）、仪器组成实验仪器由三部分组成，如下图所示：（a）计时计数毫秒仪（b）集成霍耳开关传感器固定板及引线（c）新型焦利秤（d）砝码组①500mg砝码，10片（用于静态拉伸法测量弹簧的劲度系数）②20g左右砝码，1个（用于动态简谐振动法测量1号弹簧丝的劲度系数）③50g左右砝码，1个（用于动态简谐振动法测量2号弹簧丝的劲度系数）1、小磁钢2、集成霍耳开关传感器3、白色发光二极管4、霍耳传感器管脚接线柱5、调节旋钮（调节弹簧与主尺之间的距离）6、横臂7、吊钩8、弹簧9、初始砝码10、小指针11、挂钩12、小镜子13、砝码托盘14、游标尺15、主尺16、重锤（调节立柱铅直） 17、水平调节螺丝 18、计数显示 19、计时显示20、低电平指示 21、复位键 22、设臵/阅览功能按键 23、电源,信号接线柱.（二）、技术指标1、焦利秤标尺量程：0-551mm，读数精度为0.02mm。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
新型焦利秤实验仪使用说明书
一、概述
20世纪90年代以来，集成霍耳传感器技术得到了迅猛发展，各种性能的集成霍耳传感器层出不穷，在工业、交通、无线电等领域的自动控制中，此类传感器得到了广泛的应用。
如：磁感应强度测量、微小位移、周期和转速的测量，以及液位控制、流量控制、车辆行程计量、车辆气缸自动点火和自动门窗等。
为使原有传统的力学实验增加新科技内容，并使实验装置更牢靠，本公司对原焦利秤拉线杆升降装置易断及易打滑等弊病进行了改进，采用指针加反射镜与游标尺相结合的弹簧位置读数装置，提高了实验装置的可靠性和测量的准确度。
在计时方法上采用了集成开关型霍耳传感器测量弹簧振动周期。
此项改进，既保留了经典的测量手段和操作技能，同时又引入了用霍耳传感器来测量周期的新方法，让学生对集成霍耳开关传感器的特性及其在自动测量和自动控制中的应用有进了一步的认识。
通过本实验装置可掌握弹簧振子作简谐运动的规律，又可加深对胡克定律的认识，同时掌握一种用新方法测量振动周期的实验手段。
本仪器除新功能外,含盖普通焦利氏秤的全部功能,可用于高校及中专基础物理实验，也可用于传感器技术实验及物理演示实验。
二、用途
1.验证胡克定律，测量弹簧的劲度系数。
2.研究弹簧振子作简谐振动的特性，测量简谐振动的周期，用理论公式计算弹簧劲度系数，对两种方法的测量结果进行比较。
3.学习集成霍耳开关的特性及使用方法，用集成霍耳开关准确测量弹簧振子的振动周期。
4.用新型焦利秤测量微小拉力-液体的表面张力。
5.测量本地区的重力加速度。
6.观测弹簧的线径与直径对弹簧劲度系数的影响。
三、仪器组成及技术指标
1．仪器结构：
实验仪器主要由二部分组成，如图1所示：
（1） 737FB 新型焦利氏秤
（2） A 213FB 型数显计时计数毫秒仪(集成霍耳开关传感器控制)
（3） 图中水槽、可升降平台部分等没画出 。
2．技术指标：
（1）焦利氏秤标尺量程：mm 550~0，读数精度为mm 02.0。
（2）A 213FB 计时计数毫秒仪读数精度为)ms 1.0 or ( ms 1，有存储功能，计时结束后可查阅每个振动周期值。
祥情请参看附录3 。
（3）集成霍耳开关传感器可触发临界距离：mm 9。
（4）小磁钢直径为mm 12，厚度为mm 2，质量约为g 2。
（5）弹簧有两个：
①#1弹簧的钢丝直径为mm 4.0φ，弹簧的外径为mm 12，劲度系数小于m /N 1； ②#2弹簧的钢丝直径为mm 6.0φ，弹簧的外径为mm 12，劲度系数约为m /N 4。
（6）砝码组：
①mg 500砝码，10片（用于静态拉伸法测量弹簧的劲度系数）；
②g 10砝码，1个；
③g 10砝码，1个（加磁片用于动态简谐振动法测量#1弹簧的劲度系数）；
④g 50砝码，1个（用于静态拉伸法和动态简谐振动法测量#2弹簧的劲度系数） ⑤带挂钩砝码盘，1个
（7）水槽，1个
（8）水槽升降调节装置，1套
（9）铝片、铝环表面张力测量器件各1个。
四、保养与维护
1.弹簧拉伸不能超过弹性限度，弹簧拉伸过长将发生范性形变使其损坏。
2.做完实验后，为防止弹簧长期处于拉伸状态，须将弹簧取下，使弹簧恢复自然状态。
3.砝码取下后应放入砝码盒中。
4.切勿将小指针弯折，以防止其变形。
【附录3】 FB213A 型数显计时计数毫秒仪使用说明书
（1）FB213A 计时仪内设单片机芯片，经适当
编程，具有计时、计数、存储和查询功能。
可
用于单摆、气垫导轨、马达转速测量、生产线
产品计数、产品厚度测量、车辆运动速度测量
及体育比赛计时等诸多与计时相关的实验。
（2）该毫秒仪通用性强，可以与多种传感器连接，
用不同的传感器控制毫秒仪的启动和停止，从而
适应不同实验条件下计时的需要。
（3）毫秒仪量程可根据实验需要进行切换：,s 999.99分辨率ms 1,,s 9999
.9分辨率ms 1.0，由仪器面板上“量程”按钮进行转换。
“计时”指示灯亮，左窗口数码管熄灭，仪器进入 “计
时”功能状态；
（4）周期与计数功能由面板“功能”按钮转换：周期指示灯亮，仪器面板左窗口二位数码管同时点亮，仪器进入“周期”计数功能：在此功能下，可预置测量周期个数：根据实验需要周期设置范围从99~1个，“周期数”由左窗口显示。
“周期数显示”随计数进程逐次递减，当显示数到达1以后自动返回到“设置数值”，此时计数停止。
（5）仪器有两种工作方式：周期方式和计数方式，在两种方式下均有存贮和查询功能。
在周期方式下，按“执行”键，“执行”工作指示灯亮，当测量启动时灯光闪烁，表示毫秒仪在工作。
在每个周期结束时，显示并存贮该周期对应的时间值，在预设周期数执行完后，显示并存贮总时间值，然后退出执行状态。
（6）在周期或计时方式下，逐次按“查询”键，则依次显示出各周期对应的时间值，在最后周期显示出总时间值，在预设周期完后，则停止查询。
（7）按“复位”键，除了预设周期值恢复原设置，时间显示清零之外，还有退出查询的功能。
记住查询完后一定要按“复位”键退出查询。
（8）周期方式或计数方式在执行中，均可按“复位”键退出执行。
（9）断电后保留已执行的预设周期数，各周期对应的时间值以及总时间值。
（10）计数方式时，“光电门1”和“光电门2”都能控制启动或停止，按先后顺序执行。
（11）同时按“复位”和“功能”键5秒钟以上，则存贮的周期值与计时值全部清零，但仍然保留预设周期数（直至重新设置新的周期数值才会改变）。