焦利弹簧的变形对液体表面张力系数测量结果的影响

陆改玲等

摘 要：焦利氏秤测量液体表面张力系数实验的关键元件是一根精细的弹簧，此弹簧在弹性限度内，满足胡克定律。实际中由于弹簧本身精细易变形及学生操作不当等原因，会引起弹簧的变形。在精确测量中，弹簧一旦变形就不能再使用了。在对实验精度要求不高的情况下，对变形后的弹簧继续使用，并假设仍满足胡克定律，这种假设势必会引入误差。该文使用同一根弹簧，研究其变形程度不同对实验结果的影响，发现变形弹簧的劲度系数会发生变化，且随着弹簧逐渐被拉长，劲度系数并不和弹簧拉长的程度成线性关系，而是趋于一个很小的变化范围。但是弹簧变形的程度却对最终液体表面张力系数的影响不明显，此结果为指导学生实验及分析实验结果误差的大小有一定的指导意义。

关键词：表面张力系数 弹簧 变形 误差分析

中图分类号：R312 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0043-02

液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数。利用焦利氏秤采用拉脱法测量液体表面张力系数是医学院校医用物理学必须开设的实验之一，此方法构思巧妙，测量方便[1-2]。但是拉脱法测量表面张力系数所使用的焦利弹簧极易变形。学生使用变形了的弹簧时存在很大的疑问和困惑，在实验结果的误差分析中，学生往往会写到误差是由于弹簧的变形引起的。至于弹簧的变形会造成多大的误差，误差的大小和弹簧的变形程度有怎样的关系还有待探索。……