CN205352894U - 测量液体粘度的装置 - Google Patents

Abstract

一种教学工具，特别是涉及一种物理教学中使用的测量液体粘度的装置。包括带有水平仪的底座、量筒、激光发射器、激光接收器、光电门和电脑计时器，量筒上带有漏斗，量筒放置在底座上，光电门设置为两个，分别夹持在量筒上，两个光电门分别与电脑计时器相连接，电脑计时器放置在量筒外。底座由可调支脚以水平仪为准调平，保证了底座的水平。光电门夹持到量筒上时，激光通过量筒截面圆心，即小球下落通过光电门时会挡光，保证了电脑计时器测出小球通过两个光电门之间所用的时间。从而大大减小了误差，降低了实验装置调解的难度，便于学生理解掌握。

Description

测量液体粘度的装置

技术领域

本实用新型涉及一种教学工具，特别是涉及一种物理教学中使用的测量液体粘度的装置。

背景技术

通常，物理教学中测量液体粘度时，用重锤调平底座，且需要调节激光接收器的上下左右位置，以便接收激光，测量小球落下的时间。但由于重锤质量不大，不易将垂线拉直，导致底座不平，造成实验结果误差较大。另，激光接收器为长方体，上下、左右位置不易调节、固定，学生缺乏操作经验，不能保证实验过程中接收器接收到激光，无法测量小球下落的时间。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的诸多缺陷，提供一种实验结果准确的测量液体粘度的装置。

解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种测量液体粘度的装置，包括带有水平仪的底座、量筒、激光发射器、激光接收器、光电门和电脑计时器，所述量筒上带有漏斗，量筒放置在底座上，所述的光电门设置为两个，分别夹持在量筒上，两个光电门分别与电脑计时器相连接，电脑计时器放置在量筒外。

进一步，所述的光电门为钳状结构，钳状结构的前端为圆弧状结构，圆弧状结构的一侧中部安装有激光发射器，与其对应圆弧状结构的另一侧安装有激光接收器。

进一步，所述的量筒上带有厘米刻度标示。

进一步，所述的底座的底部呈三角形设置有支脚。

进一步，三角形设置的支脚一个是固定支脚，另两个为可调高低的支脚。

进一步，所述的两个光电门上下间隔布置。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的底座上带有水平仪，底座底部三角形设置有支脚，构成水平仪调平底座。通过调整可调支脚的高低，通过水平仪，确保底座的水平度，保证了即使在不平的桌面上实验，底座也是水平的。将钳状结构的光电门夹持在量筒上，接收器能够顺利接收到发射器出射的激光，而且保证激光通过量筒截面的圆心，保证了小球下落过程中挡光，从而很容易测量出小球下落的时间。大大减小了误差，降低了实验仪器调节难度，实验装置简单、明了，便于学生理解掌握。

附图说明

图1是带水平仪的底座结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是光电门结构示意图。

图中标记：固定支脚1，底座2、水平仪3、可调高低的支脚4、漏斗5、量筒6、光电门7、电脑计时器8、激光发射器9、激光接收器10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，未说明的条件为常规实验中的条件。

本实施例是一种测量液体粘度的装置，这种装置由底座2、量筒6、光电门7、电脑计时器8、激光发射器9、激光接收器10等组成。

见附图1，底座2为圆形结构，水平仪3放置在底座2上面，底座2的底部呈三角形设置有三支脚，一个是固定支脚1，另两个为可调高低的支脚4。调节底座2上的两个可调支脚4，以水平仪3为标准，调平底座2。

见图2、图3，量筒6上带有漏斗5，量筒6放置在底座2上，量筒6带cm刻度标示，两个光电门7结构相同分别为钳状结构，钳状结构的前端为圆弧状结构，圆弧状结构的一侧中部安装有激光发射器9，与其对应圆弧状结构的另一侧安装有激光接收器10。两个光电门7的圆弧部分分别夹持到量筒6上，两个光电门7上下间隔布置，两个光电门7上下之间的距离由量筒6上的刻度选取，两个光电门7分别与电脑计时器8相连接，电脑计时器8放置在量筒外。

实验过程中，调节底座2上的两个可调支脚4，以水平仪3为标准，调平底座2。将量筒6放置到底座2上。选取量筒6的下部分夹持光电门7，两个光电门7的距离由量筒6的刻度选取。选取质量为m，半径为r的小球，放入漏斗5，则小球落入量筒6的液体内。小球通过上面光电门7时挡光，电脑计时器8开始计时，小球通过下面光电门7时挡光，电脑计时器8停止计时，则电脑计时器8记录小球通过两个光电门7之间距离所用的时间。

具体验证方法实施例：

小球下落过程中受到三个铅直方向的力：小球的重力mg，液体作用于小球的浮力ρgV(V是小球体积，是液体密度)和粘滞阻力F（其方向与小球运动方向相反)。如果液体无限深广，在小球下落速度较小情况下，有

f=6πηvr（1）

其中η称为液体的粘度，其单位是Pa.s。

小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力也不大；但随着下落速度的增大，阻力也随之增大。最后，三个力达到平衡，即

mg=ρgV+6πηvr

于是，小球作匀速直线运动，由上式可得：

令小球的直径为d，用代入上式得

（2）

其中ρ＇为小球材料的密度，ｌ为小球匀速下落的距离，由量筒的刻度选取，ｔ为小球下落ｌ距离所用的时间，由两个光电门及电脑计时器测出。

实验中测量完小球通过两个光电门所用的时间后需要改变两个光电门7的位置（但两个光电门7的距离不变），再次测量小球通过两个光电门7所用的时间，两次时间若大小近似相等，则表明小球做匀速直线运动。若不相等，则需要将两个光电门7的位置下移，再次测量小球通过两个光电门7所用的时间，直到小球做匀速直线运动为止，方可将小球的时间t代入2式计算液体的粘度。

Claims (6)

1.一种测量液体粘度的装置，包括带水平仪的底座、量筒、激光发射器、激光接收器、光电门和电脑计时器，其特征在于，所述量筒上带有漏斗，量筒放置在底座上，所述的光电门设置为两个，分别夹持在量筒上，两个光电门分别与电脑计时器相连接，电脑计时器放置在量筒外。

2.根据权利要求1所述的测量液体粘度的装置，其特征在于，所述的光电门为钳状结构，钳状结构的前端为圆弧状结构，圆弧状结构的一侧中部安装有激光发射器，与其对应圆弧状结构的另一侧安装有激光接收器。

3.根据权利要求1所述的测量液体粘度的装置，其特征在于，所述的量筒上带有厘米刻度标示。

4.根据权利要求1所述的测量液体粘度的装置，其特征在于，所述的底座的底部呈三角形设置有支脚。

5.根据权利要求4所述的测量液体粘度的装置，其特征在于，三角形设置有支脚一个是固定支脚，另两个为可调高低的支脚。

6.根据权利要求1所述的测量液体粘度的装置，其特征在于，所述的两个光电门上下间隔布置。