拉脱法测量微小力的方法

① 用拉脱法可以测定牛奶的表面张力系数吗

可以的。
测量一个已知周长的金属圆环或金属片从从待测液体表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的方法称为拉脱法。

② 什么是拉脱法它有什么优点

拉脱法是一种利用焦利秤直接测量液体表面张力的方法，采用物体的弹性形变(伸长或扭转)来量度力的大小。

原理简单，易于理解，测量结果简单明了。

拉脱法的物理本质是表面张力，表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小。在液体表面形成一层弹性薄膜，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。

拉脱法就是通过测量破坏这个引力时的力来计算张力系数，就像测量弹簧的最大曲张力一样。液体的表面有如弹簧的弹性薄膜，都有收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形。这说明在液体的表面内存在一种张力，这种液体表面的张力作用，从性质上看，类似固体内部的拉伸胁强，被称为表面张力。

③ 液体表面张力系数的测定 如何才能做到不使液膜过早破裂

液体表面张力系数的测定
实验内容
1.测定焦利氏弹簧的倔强系数.
2.测定水的表面张力系数.
教学要求
1.了解焦利氏秤测微小力的原理,结构和方法.
2.学习拉脱法测定水的表面张力系数.
3.掌握用逐差法处理数据.
4.了解弹簧平衡位置的选取对所研究问题的作用.
实验器材
焦利氏秤,∏型金属丝框,0.5g法码10只,游标卡尺,玻璃杯,酒精,金属镊子,温度计.
许多涉及液体的物理现象都与液体的表面性质有关,液体表面的主要性质就是表面张力.例如液体与固体接触时的浸润与不浸润现象,毛细现象,液体泡沫的形成等,工业生产中使用的浮选技术,动植物体内液体的运动,土壤中水的运动等都是液体表面张力的表现.
液体表面是具有厚度为分子有效半径(约m)的液体薄层.
根据分子运动论,液体表面层内的液体分子与液体内部分子比较,缺少一半能对其起吸收作用的液体分子,因而受到一个指向液体内部的力,这样,液体表面在宏观上就好像一张绷紧的橡皮膜,存在沿着表面并使表面趋于收缩的应力,这种力称为表面张力.用表面张力系数来描述.因此,对液体表面张力系数的测定,可以为分析液体表面的分子分布及结构提供帮助.
液体的表面张力系数与液体的性质,杂质情况,温度等有关.当液面与其蒸汽相接触时,表面张力仅与液体性质及温度有关.一般来讲,密度小,易挥发液体小;温度愈高,愈小.
测量液体表面张力系数有多种方法,如拉脱法,毛细管法,平板法,最大工业气泡压力法等.本实验是用拉脱法测定水的表面张力系数.
实验原理
如果在液体表面想象一条直线段,那么,表面张力就表现为线段两边的的液面会以一定的拉力相互作用,此拉力方向垂直于线段,大小与此线段的长度成正比,即
(6-1)
其中,为液体表面张力系数,国际制中单位为牛顿/米,记为N M-1,数值上等于作用在液体表面单位长度上的力的大小.
拉脱法测定液体表面张力系数是基于液体与固体接触时的表面现象提出的.由分子运动论可知,当液体分子和与其接触的固体分子之间的吸引力大于液体分子的内聚力时,就会产生液体浸润固体的现象.
现将一洁净∏型金属丝浸入水中,由于水能浸润金属,当拉起金属丝时,在∏型金属丝框内就形成双面水膜.
设∏型金属丝的直径为d,内宽为L,重量mg,受浮力f,弹簧向上的拉力F,液体的表面张力为.则∏型丝的受力平衡条件为
(6-2)
设接触角为β,由于水膜宽度为(L+d),则表面张力为
(6-3)
缓慢拉起∏型丝至水面时,接触角β趋近于零,上式中cosβ→1.
由于∏型丝不仅本身体积小,重量轻,而且在拉膜过程中,重力和浮力的方向总是相反而相互抵消.如取∏型丝上边缘恰与水面平齐时为弹簧的平衡位置x0,重力对弹簧的伸长量的贡献完全可以忽略不计.于是可得,当缓慢拉起∏型丝至水膜刚好破裂的瞬间,表面张力与弹簧的弹力F的大小相等.即有
(6-4)
由(6-3)式得=2(L+d),由胡克定律知,代入上式整理得
= (6-5)
其中,k为焦利弹簧秤的倔强系数,可由实验测出;为拉膜过程中焦利弹簧的最大伸长量,可由游标的位置计算出来;L为∏型丝的宽度,d为∏型丝的直径.通常,与L相比d是很小的,以致于可以忽略不计,故式(6-5)可改写为
= (6-6)
由上式可知,此实验主要有两项内容:一是测量焦利弹簧的倔强系数k,二是通过拉膜过程测出.
操作步骤
1.安装、调试仪器.安装好支架,装挂好弹簧、小镜,砝码盘及∏型丝框等,调节支架底座螺丝钉使金属杆铅直,使小镜悬在玻璃管中央.
2.测定焦利氏秤的倔强系数k.首先,调节支架升降旋钮,使小镜上的水平线C,玻璃管上的水平线D及D在小镜中的像Dˊ"三线重合",记下标尺读数x0;其次,将等量的小砝码(0.5g)逐个加入砝码盘,每加一个砝码,应重新调节升降旋钮使"三线重合",再读出游标位置xi(一般取i≤9);最后,再逐个减砝码,每减一个,仍需调节升降旋钮使"三线重合"后,再读出游标位置,与xi对应的游标位置记为.用逐差法处理数据,求出倔强系数k及不确定度.
3.测定水的表面张力系数
⑴用游标卡尺测出∏型丝框的宽度L,重复测量5次求平均.
⑵将盛有适量水的玻璃烧杯置于支架的载物平台上,将∏型丝框用酒精洗净后挂在砝码盘下的小钩上.
⑶调节载物台和升降钮的高度,使∏型丝完全浸入水中.
⑷在保证"三线重合"的条件下,一手调节升降钮,一手调节载物台的高度至∏型丝框上边缘刚好与水面平齐时,记下支架上游标的位置x0.
⑸在保证"三线重合"的条件下,继续缓慢调节升降旋钮和载物台,至∏型丝框刚好脱离液面为止,记下游标位置x.
⑹重复⑶～⑸步骤5次.
⑺记下实验前,后的室温,取平均后作为测量过程中水的温度t.
4.计算水的表面张力系数及其不确定度.
注意事项
1. 在实验过程中要始终保证小镜悬于玻管中央.
2. 焦利氏弹簧是精密元件,应轻拿轻放,防止损坏.
3. 测量∏型丝宽度时,应平放于纸上,防止变形.
4. 拉膜时动作要平稳,轻缓,不能在振动不定的情况下测量.
5.测量时要始终保证"三线重合",并在丝框上边缘与水面平齐时读取.
6.清洁后的玻璃杯和∏型丝不可用手触摸.

④ 拉脱法测表面张力的原理是什么

大学物理实验教材对拉脱法测表面张力原理是这样叙述的:当金属框拉起液膜时，接触角逐渐减小，当接触角为0时，f垂直向下，此时金属丝所受拉力即为表面张力。

⑤ 拉脱法的物理本质是什么(大学物理实验）

液体的表面有如弹簧的弹性薄膜，都有收缩的趋势，所以液滴总是趋于球形。这说明在液体的表面内存在一种张力 ，这种液体表面的张力作用，从性质上看，类似固体内部的拉伸胁强，被称为表面张力。

⑥ 测微小力f的关键步骤

测微小力f的关键步骤：要保证π型架完全淹没在水中，在双手转动旋钮时，左手转动平台下旋钮，右手转动升降旋钮，并且在转动时要保证“三线对齐”。

在使用弹簧测力计时，应先观察它的量程与分度值，这样便于读数；再调整弹簧测力计的指针，这样能保证示数的正确性；再轻轻来回拉动两次挂钩，这样可以避免弹簧、挂钩等与外壳摩擦而影响测量；再把待测力加在挂钩上，开始测量，等指针稳定后再读数。

技术指标

主机可实现速度范围（1µm /小时到500mm/秒）和频率范围（0.001-50 Hz）内进行静态和动态测试；测试样品行程可达100mm (+/- 50mm)；载荷传感器的过载能力：满量程的300%；25N传感器的载荷分辨率：0.005N。

该试验机用于针对微小的生物组织或生物材料样本进行测试，包括纤维组织、薄膜组织等。通过单向拉伸、压缩和剪切等静态和动态试验，研究生物组织的力学性能，并对不同的组织和样本进行对比评价。

⑦ 液体表面张力可否用拉脱法准确测出肥皂水的表面张力 根据实验现象和原理给出原因

可以，可用拉脱法，液滴测重法和毛细管升高法等。实验中采用拉脱法测量水与空气界面的表面张力系数。测量方法用液体界面张力仪定标测量微小力的方法。

液体跟气体接触的表面存在一个薄层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。

比如要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。

(7)拉脱法测量微小力的方法扩展阅读：

用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚．用拉脱法测量液体表面张力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3～1×10-2 N之间，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，且稳定性好的测量力的仪器。

硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正此。

⑧ 拉脱法的物理本质是什么

首先要明液体表面张力产生的原因：表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小．在液体表面形成一层弹性薄膜，叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。
拉脱法就是通过测量破坏这个引力时的力来计算张力系数，就像测量弹簧的最大曲张力一样。

张力系数受温度、液体纯度等的影响，一般说来实验的结果都会比真实值大。

⑨ 拉脱法测液体表面张力的实验中，焦利氏秤测量微小力的原理和方法是什么

[实验原理]
液体具有尽量缩小其表面的趋势，就象液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。我们把这种沿着表面的、收缩液面的力称为表面张力。
设想在液面上有一长为L的线段，那么表面张力的作用就表现在线段L两边的液面以力F相互作用，F的方向垂直于线段L，且与液面相切，大小与L 的长度成正比，即：
F=aL （11-1）
式中a为液体的表面张力系数，它在数值上等于作用于液体表面单位长度上的力，它的单位为N.m-1。表面张力系数a的大小与液体的性质、温度和所含的杂质有关。
如图力-8所示，将金属丝框垂直浸入水中润湿后往上提起，此时金属丝框下面带出一水膜。该膜有着两个表面，每一表面与水面相交的线段上都受到大小为F= Al，方向竖直向下的表面张力的作用。要把金属丝框从水中拉脱出来，就必须在金属丝框上加一定的力F。当水膜刚要被拉断时，则有
F=mg+2al (11-2)
式中mg为金属丝框和水膜所受的重力。根据上式有：
a=(F-mg)/2l (11-3)
由上式可见，只要测量金属丝框的宽度L和F-mg的值，就可算出水的表面张力系数，其中F-mg是通过焦利氏秤来称量的（不单独测F）；测量出弹簧的倔强系数K，再根据胡克定律式（力-8）就可以求出F-mg的值。
[实验仪器]
焦利氏秤，金属丝框，砝码（100、500 mg各1，200 mg2个），玻璃皿，镊子，游标尺，
室温计，蒸馏水，酒精，药棉
[实验内容]
1、 测量弹簧的倔强系数
（1） 熟读有关焦利氏秤的使用说明，调节好焦利氏秤，并挂上砝码盘和金属丝框。
（2） 使焦利氏秤"三线对齐"，从游标上读出未加砝码时的位置坐标X0。
（3） 在砝码盘内逐次添加相同的小砝码Δm(取Δm=100mg)。直到m=900mg，每增添一只砝码，都要调节升降旋钮G，使焦利氏秤重新到达"三线对齐"，再分别读出其位置坐标Xi。
（4） 用逐差法处理所测数据，求出弹簧的倔强系数K，并算出误差。
2、 测量纯水的表面张力系数
注意：（1）金属丝框、玻璃皿和其中的蒸馏水必须保持洁净，不可用手触摸。
（2）实验时，焦利氏秤的反射镜在上下运动时不可和旁边的玻璃管接触。
（3）测量X时应随时检查零点读数X0有无变化。
（4）金属线框拉脱水面瞬间必须保持水平，否则该数据无效。
（5）焦利氏秤的弹簧最大负荷为15g，不得超过，更不可用力拉长，以免损坏。
[数据处理]
1、 测量弹簧的倔强系数
2、 测量水的表面张力系数
3、 和附表13给出该温度时的标准值比较。