六(1)力学实验1

宿迁中学2011届高三物理二轮复习导学案编者：王毅审校：左祥胜2014-12-20 第18课时力学实验（1）

一．基本仪器的读数

物理《考试说明》中要求学生熟练掌握的

基本仪器13种，除打点计时器和滑动变阻器不

需要读数外，其余11种都涉及到读数问题。其

中游标卡尺、螺旋测微器的读数问题，在历年

的高考题中出现频率较高，另外像弹簧秤、欧

姆表的读数问题也时涉及，应为本专题的复习

重点。凡涉及需要估读的仪器应当解决好：怎

样估读、估读到哪一位数等问题，这是本知识

点的难点所在。

1．需要估读的仪器：在常用的测量仪器中，刻

度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、

弹簧秤等读数时都需要估读。因为最终的读数

要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后

一位数字为估计数字，应和误差所在位置一致，

在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由

测量仪器的精度（即最小分度值）和实验误差

要求两个因素共同决定。

根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、

1/5、1/10的估读方法，一般：

最小分度是2的，（包括0.2、0.02等)，采用1/2估读，如安培表0～0.6A档；

最小分度是5的，（包括0.5、0.05等)，采用1/5估读，如安培表0～15V档；

最小分度是1的，（包括0.1、0.01等)，采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表0～3A 档、电压表0～3V档等，当测量精度要求不高或仪器精度不够高时，也可采用1/2估读。2．不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读。

【典例例题1】请将下列各种测量仪器的读数填在题中的横线上．（4）读出下列电表的测量值。

接0~3V量程时为_______V。接0~3A量程时为______A。

接0~15V量程时为______V。接0~0.6A量程时为_____A。

读出右图所示电阻箱的阻值_______。

二、打点计时器系列实验中纸带的处理

1. 电磁打点计时器所用电源要求为4～6V的交流电源、火花打点计时器所用电源要求为220V交流。

2．纸带的取：一般实验应用点迹清晰、无漏点

宿迁中学2011届高三物理二轮复习导学案编者：王毅审校：左祥胜 2014-12-20 的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm 。

3．根据纸带上点的密集程度取计数点。打点计时器每打n 个点取一个计数点，则计数点时间间隔为n 个打点时间间隔，即T =0.02n （s)。一般取n ＝5，此时T =0.1s 。

4．测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能一次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得：

1s S I =，12s s S II -=，23s s S III -=，

34s s S IV -=，45s s S V -=，56s s S VI -=

5．判定物体运动的性质： ⑴若

I S 、II S 、III S 、IV S 、V S 、VI S 基本相

等，则可判定物体在实验误差范围内作匀速直线运动。 ⑵设△s 1=II S －I S ，△s 2

=III S －II S ，

……△s 5=

VI S －V S

若△s 1、△s 2、△s 3、△s 4、△s 5基本相等，则可判定物体在实验误差范围内作匀变速直线运动。

⑶测定第n 点的瞬时速度。物体作匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n 点的相邻的前、后两段相等时间T 内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为：

T s s T S S v V IV 223

54-=+=

。

⑷测定作匀变速直线运动物体的加速度，一般用逐差法求加速度。将如上图所示的连续相等时间间隔T 内的位移I S 、II S 、III S 、

IV S 、

V S 、VI S 分成两组，利用2aT s =?可得：

13T S S a I IV -=

、2

23T S S a II V -=

、

233T S S a III

VI -=

，再算出的1a 、2a 、3a 平均

值，即：

21a a a a ++=

就是所测定作匀变

速直线运动物体的加速度。若为奇数组数据则将中间一组去掉，然后再将数据分组利用逐差法求解。

【典例例题2】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 等6个计数点（每相邻两个计数点间还4个打点计时器打下的点，本图中没画出)打点计时器接的是220V 、50Hz 的交变电流。他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A 对齐。

⑴照效数字的读数规则读出相邻计数点AB 、BC 、CD 、DE 、EF 间的距离s 1、s 2、s 3、s 4、s 5，它们依次为______cm 、______cm 、______cm 、______cm 、______cm 。

⑵由以上数据计算打点计时器在打B 、C 、D 、E 各点时,物体的即时速度v B 、v C 、v D 、v E 依次是

s 6

0 s 5

s 4

s 3

s 2

s 1

S Ⅰ S Ⅵ

S Ⅴ S Ⅳ S Ⅲ S Ⅱ

______m/s、______m/s、______m/s、______m/s。

⑶根据以上结果,试用两种不同的方法计算

该物体的加速度a。

⑷根据⑵中得到的数据,试在下边所给的坐标系中，用做v-t图象的方法，从图象中求物体的加速度a.。要标明坐标及其单位，单位大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸).试说明为什么用图象法求加速度的偶然误差比较小?

⑸从图象上求纸带上的A、F点所对应的物体的即时速度v A=______m/s，v F=______m/s，并由此计算:当打点计时器打下A点的时刻，物体已经从静止开始做匀加速运动_____s了。

⑹如果当时电网中交变电流的频率是

f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______，理由是：

___________________________。

【典型例题3】在“探究求合力的方法”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）．实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．

结点

绳套

（1)某同学在做该实验时认为：

A．拉橡皮条的绳细一些且长一些，实验效果较好

B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行

C．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O 时，拉力要适当大些

D．拉力F1和F 2的夹角越大越好

其中正确的是（填入相应的字母．（2)若两个弹簧秤的读数均为4N，且两弹簧秤拉力的方向相互垂直，则（填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力，理由是．

【典型例题4】某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是：

A.将石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点

B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长

C.将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后

由静止释放

D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t,，由T=t/30得出周期

E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T

F.求出多次实验中测得的的平均值作为计算

时使用的数据,带入公式

求重力加

速度g。

⑴你认为该同学以上实验步骤中重大错误的是_______________。为什么?

⑵该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?________。你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难?

流体力学第一章1

工程流体力学
中南大学能源与动力工程学院主讲教师: 陈卓 Email: chenzhuo@https://www.360docs.net/doc/d316410580.html,
第一章导论
绪言
? 什么是流体?
——液体、气体 ——在切向力作用下将产生无限变形（流动）的物质
第一章导论
绪言
? 流体力学
——研究流体在外力作用下平衡和运动规律的科学侧重点：流体在外力作用下的宏观机械运动，而非个别分子的微观行为。
ü 力学的一个分支，与刚体力学、弹性力学、材料力学并列为四大力学.
? 流体力学
l 流体力学的基础理论由三部分组成。
? 流体处于平衡状态时，各种作用在流体上的力之间关系的理论，称为流体静力学；
? 流体处于流动状态时，作用在流体上的力和流动之间关系的理论，称为流体动力学；
? 气体处于高速流动状态时，气体的运动规律的理论，称为气体动力学。
? 流体力学
v 工程流体力学是研究流体（液体、气体）处于平衡状态和流动状态时的运动规律及其在工程技术领域中的应用。
v 研究范畴 —— 将流体流动作为宏观机械运动进行研究，而不是研究流体的微观分子运动，主要研究流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒及转换等基本规律。
? 流体力学研究对象及其发展
ü 它的研究对象随着生产的需要与科学的发展在不断地更新、深化和扩大。
ü 60年代以前，它主要围绕航空、航天、大气、海洋、航运、水利和各种管路系统等方面。 à 研究流体运动中的动量传递问题，即局限于研究流体的运动规律，和它与固体、液体或大气界面之间的相互作用力问题。
ü 60年代以后，能源、环境保护、化工和石油等领域中的流体力学问题逐渐受到重视，这类问题的特征是：尺寸小、速度低，并在流体运动过程中存在传热、传质现象。 à 流体力学除了研究流体的运动规律以外，还要研究它的传热、传质规律。同样，在固体、液体或气体界面处，不仅研究相互之间的作用力，而且还需要研究它们之间的传热、传质规律。
1

流体力学

福州大学土木工程学院本科实验教学示范中心学生实验报告流体力学实验题目：实验项目1：毕托管测速实验实验项目2：管路沿程阻力系数测定实验实验项目3：管路局部阻力系数测定实验实验项目4：流体静力学实验实验一毕托管测速实验一、实验目的要求： 1．通过对管嘴淹没出流点流速及点流速系数的测量，掌握用测压管测量点流速的技术和使用方法。

2．通过对毕托管的构造和适用性的了解及其测量精度的检验，进一步明确水力学量测仪器的现实作用。 3.通过对管口的流速测量，从而分析管口淹没出流，流线的分布规律。二、实验成果及要求实验装置台号 20040268 表1 记录计算表校正系数c= 1.002 ，k= 44.36 cm 0.5/s 三、实验分析与讨论 1．利用测压管测量点压强时，为什么要排气？怎样检验排净与否？答：若测压管内存有气体，在测量压强时，测压管及其连通管只有充满被测液体，即满足连续条件，才有可能测得真值，否则如果其中夹有气柱，就会使测压失真，从而造成误差。误差值与气柱高度和其位置有关。对于非堵塞性气泡，虽不产生误差，但若不排除，实验过程中很可能变成堵塞性气柱而影响量测精度。检验的方法：是毕托管置于静水中，检查分别与毕托管全压孔及静压孔相连通的两根测压管液面是否齐平。如果气体已排净，不管怎样抖动塑料连通管，两测管液面恒齐平。 2．毕托管的压头差Δh 和管嘴上、下游水位差ΔH 之间的大小关系怎样？为什么？答：由于且即这两个差值分别和动能及势能有关。在势能转换为动能的

过程中，由于粘性力的存在而有能量损失，所以压头差较小。 ?'说明了什么？ 3．所测的流速系数答：若管嘴出流的作用水头为，流量为Q，管嘴的过水断面积为A，相对管嘴平均流速v，则有称作管嘴流速系数。若相对点流速而言，由管嘴出流的某流线的能量方程，可得式中：为流管在某一流段上的损失系数；为点流速系数。本实验在管嘴淹没出流的轴心处测得=0.990，表明管嘴轴心处的水流由势能转换为动能的过程中有能量损失，但甚微。

高中物理专项练习：力学实验(1)

高中物理专项练习：力学实验（1） 1. （吉林长春二模）某实验小组利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.小钢球由静止释放自由下落过程中,计时装置测出小钢球通过光电门时间为t,用小钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度.测出刚释放时钢球球心到光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g,小钢球所受空气阻力可忽略不计. （1）先用游标卡尺测量钢球的直径,读数如图乙所示, 钢球直径d＝ cm. （2）要验证小钢球的机械能是否守恒,需要满足的方程是 .（用题中所给字母表示）（3）实验中小钢球通过光电门的平均速度（选填“大于”或“小于”）小钢球球心通过光电门时的瞬时速度. 【参考答案】（1）1.000（2）gh= 2 2 2 d t （3）小于【名师解析】（1）该游标卡尺为20分度,精度为0.05mm.钢球直径d＝10.00mm=1.000cm. （2）由mgh=1 2 mv2,v=d/t,可得要验证小钢球的机械能是否守恒,需要满足的方程是gh= 2 2 2 d t （3）用小钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度,而小钢球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,而做匀变速直线运动的质点中间时刻的瞬时速度小于中间位移的瞬时速度,所以实验中小钢球通过光电门的平均速度“小于”小钢球球心通过光电门时的瞬时速度.

2.（6分）（高三考试大纲调研卷10）（1）某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图(a)和(b)所示.该工件的直径为________cm,高度为________mm. （2）在“探究加速度和力、质量的关系”实验中,采用如图所示的装置图进行实验： ①在实验操作中,下列说法正确的是________（填序号） A.实验中,若要将砝码（包括砝码盘）的重力大小作为小车所受拉力F的大小应让砝码（包括砝码盘）的质量远大于小车质量 B.实验时,应先放开小车,再接通打点计时器的电源 C.每改变一次小车的质量,都需要改变垫入的小木块的厚度 D.先保持小车质量不变,研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度与力、质量的关系 ②下图为研究“在外力一定的条件下,小车的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象, 横坐标m为小车上砝码的质量.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车的质量为________.

流体力学实验-参考答案

流体力学实验思考题参考答案流体力学实验室静水压强实验

1．同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？测压管水头指p z +，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知，同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2．当0?B p 时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 0?B p ，相应容器的真空区域包括以下三个部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小不杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3．若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定0γ。最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ，由式00h h w w γγ= ，从而求得0γ。 4．如测压管太细，对于测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 γ θσd h cos 4= 式中，σ为表面张力系数；γ为液体容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温的水，m N 073.0=σ，30098.0m N =γ。水与玻璃的浸润角θ很小，可以认为0.1cos =θ。于是有 d h 7.29= （h 、d 均以mm 计）一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm 时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，σ减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机下班玻璃作测压管时，浸润角θ较大，其h 较普通玻璃管小。如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时，互相抵消了。 5．过C 点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是同一等压面？不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5个条件的平面才是等压面：（1）重力液体；（2）静止；（3）连通；（4）连通介质为同一均质液体；（5）同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件（4），相对管5

力学实验

金属材料拉伸试验22107 第8周_星期二_第7--8节金属材料压缩试验，金属材料扭转试验22107 第10周_星期一_第5--6节梁弯曲正应力实验22214 第11周_星期一_第5--6节实验一拉伸试验一、概述拉伸试验是材料力学性能测试最基本、最常用的试验之一，它通过对各种材料在常温、静载、轴向受力状况下的拉伸破坏，测出材料相应的力学性能指标，这些指标是进行工程设计选材以及鉴定工程材料强度的主要依据。金属材料的拉伸试验依据国家标准GB228-2002执行。本试验采用低碳钢和铸铁作为塑性材料和脆性材料的代表，进行破坏性试验。二、实验目的 1．测定低碳钢的下屈服点（屈服强度）R el 、抗拉强度R m、断后伸长率A11.3和断面收缩率Z； 2．测定铸铁的抗拉强度R m； 3．观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的各种现象； 4．掌握万能材料试验机自动测试系统的操作方法。三、实验设备 1．液压式万能材料试验机 2．试件划线机 3．游标卡尺 4．计算机+智能变送器+材料性能测试系统四、试件制备试件的尺寸和形状对试验结果有影响，为了避免这种影响，使得所测各种材料的机械性能结果具有可比性，国家标准（GB228-2002）《金属材料室温拉伸试验方法》对试件尺寸和形状的加工制作有统一规定。拉伸试样一般采用圆棒形和板形两种形式。每个试样由三部分组成，即夹持部分、过渡部分和工作（平行长度）部分。（见图1）图1常见拉伸试样工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态，均匀部分的有效工作长度L0称为标距。d0、S0夹表示工作部分的直径和截面积。过度部分必须有适当的圆弧过度并光滑，以降低应力集中，保证实验过程中该处不会断裂。夾持部分用以传递荷载，其形状和尺寸应与试验机钳口相匹配。平行部分长度对圆形试样不小于L0+d0，对矩形试样不小于L0+b0/2。试验中如果因原材料尺寸或其他原因不能采用标准试样时，可选用比例试样或定标距试

重大流体力学实验1(流体静力学实验)

《流体力学》实验报告开课实验室：年月日学院年级、专业、班姓名成绩课程名称流体力学实验实验项目名称流体静力学实验指导教师教师评语教师签名：年月日一、实验目的 1、验证静力学的基本方程； 2、学会使用测压管与U形测压计的量测技能； 3、理解绝对压强与相对压强及毛细管现象； 4、灵活应用静力学的基本知识进行实际工程测量。二、实验原理流体的最大特点是具有易动性，在任何微小的剪切力作用下都会发生变形，变形必将引起质点的相对运动，破坏流体的平衡。因此，流体处于静止或处于相对静止时，流体内部质点之间只体现出压应力作用，切应力为零。此应力称静压强。静压强的方向垂直并指向受压面，静压强大小与其作用面的方位无关，只与该点位置有关。 1、静力学的基本方程静止流体中任意点的测压管水头相等，即：z + p /ρg=c 在重力作用下，静止流体中任一点的静压强p也可以写成：p=p + ρg h 2、等压面连续的同种介质中，静压强值相等的各点组成的面称为等压面。质量力只为重力时，静止液体中，位于同一淹没密度的各点的静压强相等，因此再重力作用下的静止液体中等压面是水平面。若质量有惯性时，流体做等加速直线运动，等压面为一斜面；若流体做等角速度旋转运动，等压面为旋转抛物面。 3、绝对压强与相对压强流体压强的测量和标定有俩种不同的基准，一种以完全真空时绝对压强为基准来计量的压强，一种以当地大气压强为基准来计量的压强。

三、使用仪器、材料使用仪器：盛水密闭容器、连通管、U 形测压管、真空测压管、通气管、通气阀、截止阀、加压打气球、减压阀材料：水、油四、实验步骤 1、熟悉一起的构成及其使用方法； 2、记录仪器编号及各点标高，确立测试基准面；测点标高a ?=1.60CM b ?=-3.40CM c ? =-6.40CM 测点位能a Z =8.00CM b Z = 3.00CM c Z =0.00CM 水的容重为a=0.0098N/cm 3 3、测量各点静压强：关闭阀11，开启通气阀6，0p =0，记录水箱液面标高0?和测管2液面标高2?（此时0?=2?）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p > 0，测记0?及2?（加压3次）；关闭通气阀6和截止阀8，开启减压放水阀11，使0p < 0（减压3次，要求其中一次，2?< 3?），测记0?及2?。 4、测定油容量（1）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，加压打气球7，使0p > 0，并使U 形测压管中的油水界面略高于水面，然后微调加压打气球首部的微调螺母，使U 形测压管中的油水界面齐平水面，测记0?及2?，取平均值，计算 0?-2?=H 1。设油的容重为r ，为油的高度h 。由等压面原理得：01p =a H=r h （1.4） a 为水的容重（2）开启通气阀6，使0p =0，即测压管1、2液面与水箱液面齐平后再关闭通气阀6和截止阀8，开启放水阀11减压，使U 形管中的水面与油面齐平，测记0?及2?，取平均值，计算0?-2?=H 2。得：02p =-a H 2=(r-a)h （1.5） a 为水的容重式（1.4）除以式（1.5），整理得：H 1/ H 2=r/(a-r) r= H 1a/( H 1+ H 2)

流体力学实验报告

流体力学实验指导书与报告静力学实验雷诺实验中国矿业大学能源与动力实验中心

学生实验守则一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订中国矿业大学能源与动力实验中心

力学实验报告

力学实验报告篇一：工程力学实验(全) 工程力学实验学生姓名：学号：专业班级：南昌大学工程力学实验中心目录实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验二金属材料的压缩试验实验三复合材料拉伸实验实验四金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验五电阻应变片的粘贴技术及测试桥路变换实验实验六弯曲正应力电测实验实验七叠（组）合梁弯曲的应力分析实验实验八弯扭组合变形的主应力测定实验九偏心拉伸实验实验十偏心压缩实验实验十二金属轴件的高低周拉、扭疲劳演示实验实验十三冲击实验实验十四压杆稳定实验实验十五组合压杆的稳定性分析实验实验十六光弹性实验实验十七单转子动力学实验实验十八单自由度系统固有频率和阻尼比实验 1 2 6 9 12 16 19 23 32 37 41 45 47 49 53 59 62 65实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间：设备编号：温度：湿度：一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l =mm 实验前 2低碳钢弹性模量测定 E? 实验后 ?F?l = (?l)?A 屈服载荷和强度极限载荷 3载荷―变形曲线(F―Δl曲线)及结果四、问题讨论（1）比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能；（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。 4篇二：工程力学实验报告工程力学实验报告自动化12级实验班 1-1 金属材料的拉伸实验一、试验目的 1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：上屈服强度ReH，下屈服强度ReL和抗拉强度Rm 。 2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率A和断面收缩率Z。 3．测定铸铁的抗拉强度Rm。 4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁的拉伸过程及破坏现象，并比较其机械性能。 5．学习试验机的使用方法。二、设备和仪器 1．试验机（见附录）。 2．电子引伸计。 3．游标卡尺。三、试样 (a) (b) 图1-1 试样拉伸实验是材料力学性能实验中最基本的实验。为使实验结果可以相互比较，必须对试样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。我国国标GB/T228－2002 “金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图（1-1）所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接，以保证试样

四川大学化工实验1(流体力学)

学号：2014141492108 姓名：苗育民专业：冶金工程班号：143080501 实验日期：2016.4.27 实验成绩：流体力学综合实验一、实验目的（1）测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出λ与Re 的关系曲线。（2）观察水在管道内的流动类型。二、实验原理流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动（如图3-1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。图 3-1 流体在1、2截面间稳定流动以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程（3-1）因u 1=u 2，z 1=z 2，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为（3-2）流体流经直管时的摩擦系数与阻力损失之间的关系可由范宁公式求得，其表达式为（3-3）将式（3-2）代入式（3-3）得（3-4）而（3-5）由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因此分析法整理可形象地表示为（3-6） f h gz u p P +++=++22 221211 2 gz 2u ρρρ P h f ?= 2 2u d l h f ? ?=λ2 2u l d P ???= ρλμ ρ du = Re ) (Re,d f ε λ=21请

式中：f h -----------直管阻力损失，J/kg ； λ------------摩擦阻力系数； d l .----------直管长度和管内径，m ； P ?---------流体流经直管的压降，Pa ； ρ-----------流体的密度，kg/m3； μ-----------流体黏度，Pa.s ； u -----------流体在管内的流速，m/s ；流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得f h 。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速u 。在已知管径d 和平均流速u 的情况下，测定流体温度，确定流体的密度ρ和黏度μ，则可求出雷诺数Re ，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数λ与雷诺数Re 的关系曲线图。三、实验设备图 1--压力表；2--水泵；3,4,5,10,11,13,14,15,22,23--小球阀；6,16,17,18,19--球阀；7--水箱；8--电磁阀1；9--计量水箱；12--电磁阀2；20--闸阀；21--涡轮流量计；24--孔板；25--差压传感器；26--电磁阀3；27,28--压力缓冲罐；a--Φ25?2钢管；b--Φ25?2钢管；c--Φ12?2铜管；d--Φ25?2有机玻管四、实验操作步骤（1）根据现场实验装置，理清流程，检查设备的完好性，熟悉各仪表的使用方法。（2）打开控制柜面上的总电源开关，按下仪表开关，检查无误后按下水泵开关。（3）打开球阀16，调节流量调节阀20使管内流量约为10.5h /m 3 ，逐步减小流量，每次约减少0.5h /m 3 ，待数据稳定后，记录流量及压差读数，待流量减小到约为4h /m 3 后停止实验。

力学实验报告标准答案

1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。. 3.分析铸铁试件压缩破坏的原因. 答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏。 4、低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。 5.试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响为什么答: 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。 6.逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。 7.试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么应采取什么措施答：检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限，应调整百分表位置。8.测G时为什么必须要限定外加扭矩大小答：所测材料的G必须是材料处于弹性状态下所测取得，故必须控制外加扭矩大小。 9.碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同分析其原因. 答：碳钢扭转形变大，有屈服阶段，断口为横断面，为剪切破坏。铸铁扭转形变小，没有屈服阶段，断口为和轴线成约45°的螺旋形曲面，为拉应力破坏。 10.铸铁扭转破坏断口的倾斜方向与外加扭转的方向有无直接关系为什么

土木工程流体力学实验报告实验分析-与讨论答案

管路沿程阻力系数测定实验 1．为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影响实验成果？现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）：如图示O —O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设21v v =， ∑=0j h ，由能量方程可得 ??? ? ??+-???? ?? +=-γγ221121p Z p Z h f 1112222 1 6.136.13H H h h H h h H p p +?-?-?+?+?-?+-= γ γ 11222 6.126.12H h h H p +?+?+-= γ ∴ ()()122211216.126.12h h H Z H Z h f ?+?++-+=- )(6.1221h h ?+?= 这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。 2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。 f h l g ～v lg 曲线的斜率m=1.0～1.8，即f h 与8.10.1-v 成正比，表明流动为层流（m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。

3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。通常试验点所绘得的曲线处于光滑管区，本报告所列的试验值，也是如此。但是，有的实验结果相应点落到了莫迪图中光滑管区的右下方。对此必须认真分析。如果由于误差所致，那么据下式分析 d和Q的影响最大，Q有2%误差时，就有4%的误差，而d有2%误差时，可产生10%的误差。Q的误差可经多次测量消除，而d值是以实验常数提供的，由仪器制作时测量给定，一般< 1%。如果排除这两方面的误差，实验结果仍出现异常，那么只能从细管的水力特性及其光洁度等方面作深入的分析研究。还可以从减阻剂对水流减阻作用上作探讨，因为自动水泵供水时，会渗入少量油脂类高分子物质。总之，这是尚待进一步探讨的问题。

CB-1流体力学综合实验..

CB-1流体力学综合实验报告一、实验目的 1. 学习直管摩擦阻力△Pf、直管摩擦系数λ的测定方法。 2. 掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间关系及其变化规律。 3. 学习压差传感器测量压差，流量计测量流量的方法。 4. 掌握对数坐标系的使用方法。 5. 熟悉离心泵的结构与操作方法，了解常用的测压仪表。 6. 测定恒定转速条件下泵的扬程(H)、轴功率(N)以及效率（η）与泵的流量(Q)之间的泵特性曲线，加深对离心泵性能的了解。 7. 掌握流量计的标定方法。 8. 了解文丘里流量计流量系数C随雷诺数Re的变化规律，流量系数C的确定方法。 9. 学习合理选择坐标系的方法。二、装置整体流程图图1 实验装置流程示意图

设备主要参数：输送设备：（1）离心泵型号40SBF-13，额定流量6m 3/h ，额定扬程13m ，额定电压380V ，额定功率0.55KW ，材质不锈钢；（2）离心泵型号50SBF-18，额定流量13m 3/h ，额定扬程18m ，额定电压380V ，额定功率1.5KW ，测量仪表：（1）压力 PI-101 不锈钢真空表，测量范围-0.1-0MPa PI-102 不锈钢压力表，测量范围0-0.25MPa PI-103 不锈钢差压变送器，测量范围0-200Kpa ，精度1.0,测量介质-水（2）温度 TI-101 双金属温度计，测量范围0-100℃，精度1.6，材质-不锈钢（3）流量 FI-101 玻璃转子流量计，型号LZB-25，测量范围100-1000L/h ，精度1.6 FI-102 玻璃转子流量计，型号LZB-10，测量范围10-100L/h ，精度1.6 涡轮流量计，型号LWGY-25，测量范围1-10m 3/h ，精度1.0 容器：水槽容积50L ，不锈钢材质三、实验内容（1）离心泵特性测定实验一、基本原理离心泵的特性曲线是选择和使用离心泵的重要依据之一，其特性曲线是在恒定转速下泵的扬程H 、轴功率N 及效率η与泵的流量Q 之间的关系曲线，它是流体在泵内流动规律的宏观表现形式。由于泵内部流动情况复杂，不能用理论方法推导出泵的特性关系曲线，只能依靠实验测定。 1．流量的测定流量是在实验过程中设定值，可直接通过手动阀门来调节实验所需的流量值。 2．扬程H 的测定与计算取离心泵进口真空表和出口压力表处为1、2两截面，列机械能衡算方程： f H g u g p z H g u g p z ∑+++=+++222 2222111ρρ （1－1）

高考试题汇编(力学实验1)

历年高考试题汇编（力学实验1）一、共点力的合成 1．（00年上海）用右图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验，力矩盘上各同心圆的间距相等。（1）在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的（A）判断力矩盘是否处在竖直平面。（B）判断横杆MN是否严格保持水平。（C）判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小。（D）判断力矩盘的重心是否位于盘中心。[ ] （2）在A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受的重力为1牛，则此时弹簧秤示数为牛。（3）现同时撤去B、C两处的钩码，而改用一根细线悬挂5牛的钩码，为使力矩盘仍然保持原平衡状态，且弹簧秤示数不变，试在图中用直线画出该细线在力矩盘上的悬挂位置。 [（1）A，C，D （2）4 （3）见右图] 2．（03年上海）如图所示，在“有固定转动轴物体的平衡条件实验中，调节力矩盘使其平衡，弹簧秤的读数为 N，此时力矩盘除受到钩码作用力F1、F2、F3和弹簧拉力F4外，主要还受力和力的作用，如果每个钩码的质量均为0.1kg，盘上各圆的半径分别是0.05m、0.10m、0.15m、 0.20m（取g＝10m/s2），则F2的力矩是 N·m。有同学在做这个实验时，发现顺时针力矩之和与逆时针力矩之和存在较大差距。检查发现读数和计算均无差错，请指出造成这种差距的一个可能原因，并提出简单的检验方法（如例所示，

二、打点计时器测加速度 1.（01年全国春）已知打点计时器接的交流电源频率是f，用它记录一个匀变速运动小车的位移，打出的一条纸带和已选好的计数点0，1、2、3、4如图所示．某同学测量出1与2两点间的距离为S12，3与4两点间的距离为S34，由此可算出小车运动的加速度_______________ [f2(S34-S12)/32] 三、验证牛顿第二定律 1．（01年全国）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图所示．打出的纸带的一段如图所示．（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50H Z，利用纸带图给出的数据可求出小车下滑的加速度a= ．（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f= ．（1）4.00/s2 （3分，3.90－4.10/s2之间都正确）（2）小车质量m；斜面上任意两点间距离l及这两点的高度差h。（1分，有错就不给分） 2．（03年江苏）实验装置如图1所示；一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程，结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g＝10m/s2） [0.3] 四、研究平抛物体的运动 1.（95年全国）在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25厘米.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0＝______(用l、g表示),其值是 .(取g=9.8米/秒2) [2 0.70米／秒]

实验流体力学作业

实验流体力学作业答案第一题假设水翼所受到的升力用L 表示，由题目可知，升力L 与速度v ，水的气化压力v P ，流体密度ρ，水翼弦长b ，攻角α，水翼吃水深度h ，以上这些因素都会影响升力的大小，本题采用π定理的方法来解决，首先写出下列函数关系式： (,,,,,)v L f v P b h ρα= ○ 1 取ρv b 三个量作为基本单位，其他物理量用无量纲数π来表示： 22L L v b πρ= ，2 v v P P Eu v πρ==，h h b π=，απα= 式中Eu 为欧拉数，由于角度本来就是无量纲量，故不需要做无量纲化处理，由π定理得到下式： (,,)v L P h f αππππ= ○ 2 习惯上用 22 12 L v b ρ代替 22 L v b ρ，故将○1按照○2的型式写出来，得到下式： 22(,,)12 L h f Eu b v b αρ= ○ 3 由上式可知，欧拉数Eu 是与水翼所受到的升力相关的相似准则数。第二题流体力学的实验设备品种繁多，主要实验设施有两大类型：一类是进行水动力学实验研究的水槽、水池、水洞等；另一类是进行空气动力学实验研究的风洞。第一类实验设施以循环水槽为例，其主要特点如下：便于观测，测量时间不受限制，可以对物体四周的流态进行充分的观察。不需要占用大量的建筑面积。存在的主要问题是水流的均匀度和水面的平滑性不容易满足准确测定阻力的要求。实验安装方便，实验模型小，有利于进行原理性、探索性的教学和科研实验，工作效率高。第二类实验设施以风洞为例，其主要的特点如下：风洞与循环水槽的结构组成类似，都是由收缩段、实验段等组成，唯一的不同是风洞的实验段可以是敞开式，空气不像循环水槽里的水一样要循环利用，而是直接排出到室外，其次流动条件容易控制。

流体力学实验报告册_1

流体力学实验报告册篇一：流体力学实验报告流体力学实验组班级化33姓名吴凡灿学号成绩实验时间第6周周日同组成员芦琛琳、董晓锐一、实验目的 1、观察塔板上气液两相流动状况，测量气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系；测定雾沫夹带量、漏液量与气速的关系； 2、研究板式塔负荷性能图的影响因素，作出筛孔塔板或斜孔塔板的负荷性能图；比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能； 3、观察填料塔内气液两相流动状况，测定干填料及不同液体喷淋密度下填料层的阻力降与空塔气速的关系； 4、测定填料的液泛气速，并与文献介绍的液泛关联式比较； 5、测定一定压力下恒压过滤参数K、qe和te； 6、测定压缩性指数S和物料特性常数K。二、实验原理 1．板式塔流体力学特性测定塔靠自下而上的气体和自上而下的液体逆流流动时相互接触达到传质目的，因此，塔板传质性能的好坏很大程度上取决于塔板上的流体力学状态。当液体流量一定，气体空塔速度从小到大变动时，可

以观察到几种正常的操作状态：鼓泡态、泡沫态和喷射态。当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下操作，又会产生过量液沫夹带；在气速和液相负荷均过大时还会产生液泛等几种不正常的操作状态。塔板的气液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表示。负荷性能图以气体体积流量（m3/s）为纵坐标，液体体积流量（m3/s）为横坐标标绘而成，它由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验确定。传质效率高、处理量大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。为了适应不同的要求，开发了多种新型塔板。本实验装置安装的塔板可以更换，有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用，也可将自行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。筛板的流(本文来自：小草范文网:流体力学实验报告册)体力学模型如下： 1) 压降 ?p??pc??pl 式中，Δp—塔板总压降，Δpc—干板压降，Δpl—板上液层高度压降，其中 ?pc?0.051?vg( u02

工程流体力学实验指导书

工程流体力学实验指导书与报告华中科技大学交通学院性能实验室 2 00 6．9

(一) 不可压缩流体恒定流能量方程 (伯诺里方程)实验一、实验目的要求 1．验证流体恒定总流的能量方程； 2．通过对动水力学诸多水力现象的实验分析研讨，进一步掌握有压管流中动水力学的能量转换特性； 3．掌握流速、流量、压强等动水力学水力要素的实验量测技能。二、实验装置本实验的装置如图2．1所示。说明本仪器测压管有两种： 1．毕托管测压管(表2．1中标*的测压管)，用以测读毕托管探头对准点的总水头 )2(2g u p Z H ++='γ，须注意一般下H ’与断面总水头)2(2 g v p Z H + +=γ不同(因一般v u ≠)，

它的水头线只能定性表示总水头变化趋势； 2．普通测压管(表2．1未标*者)，用以定量量测测压管水头。实验流量用阀13 调节，流量由体积时间法(量筒、秒表另备)、重量时间法(电子称另备)或电测法测量(以下实验类同)。三、实验原理在实验管路中沿管内水流方向取n 个过水断面。可以列出进口断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i=2，3，……，n) i i i i i hw g v a p Z g v a p Z ,122 111 122+++=++γγ 取121====n a a a Λ，选好基准面，从已设置的各断面的测压管中读出γ p Z + 值，测出通过管路的流量，即可计算出断面平均流速v 及g av 22 ，从而即可得到各断面测管水头和总水头。四、实验方法与步骤 1．熟悉实验设备，分清哪些测管是普通测压管，哪些是毕托管测压管，以及两者功能的区别。 2．打开开关供水，使水箱充水，待水箱溢流，检查调节阀关闭后所有测压管水面是否齐平。如不平则需查明故障原因(例连通管受阻、漏气或夹气泡等)并加以排除，直至调平。 3．打开阀13，观察思考 1)测压管水头线和总水头线的变化趋势；2)位置水头、压强水头之间的相互关系；3)测点(2)、(3)测管水头同否?为什么? 4)测点(12)、(13)测管水头是否不同?为什么? 5)当流量增加或减少时测管水头如何变化? 4．调节阀13开度，待流量稳定后，测记各测压管液面读数，同时测记实验流量(毕托管供演示用，不必测记读数)。 5．改变流量2次，重复上述测量。其中一次阀门开度大到使19号测管液面接近标尺零点。五、实验成果及要求 ’ 1．记录有关常数均匀段D1= cm 缩管段D2= cm 扩管段D3= cm 水箱液面高程=?0 cm 上管道轴线高程=?z cm 实验装置台号No______________

力学实验综合(答案)(1)

力学实验综合（参考答案）一、实验题 1．【答案】CD 2．【答案】（1）滑块通过光电门所用的时间t ；（2）；（3）2.0m/s 2；（4）加速度与sinθ成正比，比例系数为10．【解析】解：（1）滑块经过光电门时的速度：v=，滑块做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度位移公式得：v 2=2aL ，解得：a= = ，已知：d 、L ，实验还需要测出：滑块通过光电门所用的时间t ；（2）由（1）的分析可知，加速度：a= ；（3）由匀变速直线运动的速度位移公式得：v 2=2aL ，则：v 2﹣L 图象的斜率：k=2a==4.0，加速度： a== =2.0m/s 2；（4）由表中实验数据可知，随倾角θ增大，加速度增大，且加速度与sinθ成正比，==10，与cosθ 既不成正比也不反比，由此可知：加速度与sinθ成正比，比例系数为10． 3．【答案】（2）c.Nmg ；d.钩码个数（或钩码重力）（3）乙 4．【答案】 (1)F D (2)9.0(8.8～9.2之间均可) 【解析】 (1)F 在以F 1与F 2为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的。该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，故A 、B 、C 错误，D 正确。(2)根据丙图读出力的值为9.0 N 。 5．【答案】 (1)1.6 3.2 (2)见解析 (3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】 (1)AC 这段位移的平均速度等于AC 这段时间中间时刻的瞬时速度，即B 点的瞬时速度，故 v B ＝AB ＋BC 4T ＝（6.19＋6.70）×10－24×0.02 m/s ＝1.6 m/s 。由逐差法求解小车的加速度， a ＝（CD ＋DE ）－（AB ＋BC ） 4×（2T ）2 ＝（7.21＋7.72－6.19－6.70）×10－24×（2×0.02）2 m/s 2 ＝3.2 m/s 2。 (2)将坐标系中各点连成一条直线，连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线的两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑，连线如图所示：

流体力学实验

演示实验三流谱流线显示实验（一） (一) 实验目的要求演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流的定常流动，运用电化学法显示流场，使同学们对这些基本流动有一个直观了解。 (二) 实验装置本实验的装置如图I-3-1所示。图I-3-1 流谱流线显示仪 1．显示盘；2．机翼；3．孔道；4．圆柱；5．孔板；6．闸板；7．文丘里管；8．突扩和突缩；9．侧板；10．泵开关；11．对比度调解开关；12．电源开关；13. 电极电压测点；14．流速调节阀；15. 放空阀。（14、15内置于侧板内）本实验装置配备有：流线显示盘、前后罩壳、照明灯、小水泵、直流供电装置。 (三) 实验原理现有的三种流谱仪，分别用于演示机翼绕流，圆柱绕流和管渠过流。 1、Ⅰ型单流道，演示机翼绕流的流线分布。由图可见，机翼向天侧（外包线曲率较大）流线较密，由连续方程和能量方程知，流线密，表明流速大，压强低：而在机翼向地侧，流线较疏，压强较高。这表明整个机翼受到一个向上的合力，该力被称为升力。实验中为了显示升力方向，在机翼腰部开有沟通两侧的孔道，孔道中有染色电极。在机翼两侧压力差的作用下，必有分流经孔道从向地侧流至向天侧，这可通过孔道中染色电极释放的色素显现出来，染色液体流动的方向，即为升力方向。此外，在流道出口端（上端）还可观察到流线汇集到一处，并无交叉，从而验证流线不会重合的特性。

2、Ⅱ型单流道，演示圆柱绕流。因为流速很低（约为0.5～1.0cm/s），这是小雷诺数的无分离流动。因此所显示的流谱上下游几乎完全对称。这与圆柱绕流势流理论流谱基本一致；零流线（沿圆柱表面的流线）在前驻点分为左右两支，经900点（u＝u max），而后在背滞点处二者又合二为一。驻点的流线为何可分可合，这与流线的定义是否矛盾呢？这是不矛盾的。因为在驻点上流速为零，方向是不确定的。然而，当适当增大流速，Re数增大，此时虽圆柱上游流谱不变，但下游原合二为一的染色线被分开，尾流出现。 3、Ⅲ型双流道。演示文丘里管、孔板、渐缩和突然扩大、突然缩小、明渠闸板等流段纵剖面上的流谱。演示是在小Re数下进行，液体在流经这些管段时，有扩有缩。由于边界本身亦是一条流线，通过在边界上特别布设的电极，该流线亦能得以演示。同上，若适当提高流动的雷诺数，经过一定的流动起始时段后，就会在突然扩大拐角处流线脱离边界，形成漩涡，从而显示实际流体的总体流动图谱。利用该流线仪，还可说明均匀流、渐变流、急变流的流线特征。如直管段流线平行，为均匀流。文丘里管的喉管段，流线的切线大致平行，为渐变流。突缩、突扩处，流线夹角大或曲率大，为急变流。特别强调的是，上述实验中，其流道中的流动均为恒定流。因此，所显示的染色线既是流线，又是迹线和脉线（染色线）。因为流线是某一瞬时的曲线，线上任一点的切线方向与该点的流速方向相同；迹线是某一质点在某一时段内的运动轨迹线；脉线是源于同一点的所有质点在同一时刻的连线。固定在流场的起始段上的电极，所释放的颜色流过显示面后，会自动消色。放色——消色对流谱的显示均无任何干扰。另外，在演示中如将泵关闭一下再重新开启的话，还可看到流线上各质点流动方向的变化。演示实验四流谱流线显示实验（二） (一) 实验目的要求演示流体在多种不同形状流道中的非定常流动图案，鲜明地显示不同边界流场的迹线、边界层分离、尾流、涡旋等流动图谱，便于学生们直观理解流体非定常流动的基本特征及其产生机理。