旋转液体的特性研究
漩涡流现象的研究及其应用
漩涡流现象的研究及其应用漩涡流现象是一种流体运动形式，其特点是在液体或气体中形成一个旋转的涡流，这种涡流可以在自由表面中形成漩涡，而在底部则形成涡旋。
漩涡流现象发生在自然界中的很多场合，比如洋流、瀑布、旋涡、龙卷风等等，而这一现象的研究不仅可以深化我们对自然现象的认识，也具有很多实际应用价值。
1. 漩涡流的形成原理漩涡流的形成原理与流态流动有关，一个液体或气体在流动时，它的动能和势能会随着流体的速度和位置而转化。
当液体或气体在流动过程中遇到阻力或转向障碍时，其流动速度和方向会发生改变，从而产生一个不稳定的运动状态，形成涡旋或涡流。
2. 漩涡流的研究漩涡流的研究一直是流体力学研究的重点之一，其涉及的领域包括流体力学、物理、数学、天文学等多个学科。
在数学上，漩涡流的运动可以用欧拉方程或纳维-斯托克斯方程来描述，而在物理实验中，漩涡流的现象可以通过流量计、雷诺数、射流管等实验装置来模拟和研究。
漩涡流的研究有很多应用场合，比如在火箭发动机的燃烧室中，液体燃料和氧化剂的混合过程中会形成漩涡流，而漩涡流的存在可以促进燃料的混合和燃烧，使得火箭发动机的推力更加强大；在深海勘探中，漩涡流也被用于探测海底地貌和探测海底油气等资源。
3. 基于漩涡流的技术基于漩涡流的技术在现代工业中有着广泛的应用，其中最为典型的就是涡街流量计和涡旋泵。
涡街流量计是一种利用漩涡流漩涡频率计算流量的仪器，其原理是通过漩涡流在特定条件下的产生和运动，计算出流体的流速和流量。
而涡旋泵则是一种利用漩涡流旋转叶轮产生动力的泵，其具有高效、节能、结构简单等优点，被广泛应用于污水处理、供水及冷却水系统等领域。
漩涡流现象是流体力学中一个极为重要的现象，其研究和应用对于推动工业、科技的发展具有重要的作用。
未来，随着人类认识的不断深入和对自然规律的探索，漩涡流这一现象将会有更多的应用和拓展。
大学物理实验II实验预习报告
m1
g，
m1+m0
g，
m1+m0 m =
g，
②冰块熔化前后水温随时间的变化：（实验室温度 θ=
℃）
时间 （min）
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5 4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5 7.0
7.5
温度
（℃）
时间 （min）
8.0
8.5
9.0
9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5
教师签字： 月日
厚积薄发 开物成务
大学物理实验报告
姓名
专业班级
学号
实验名称 实验十六 弗兰克——赫兹实验
实验号
实验目的：
实验仪器：
实验原理及仪器使用：（略） 实验内容：
1. 简述用示波器测量原子的第一激发电位的实验步骤。
2. 简述手动测量的实验步骤。
数据表格：
表 1 自动测量第一激发电位测量数据
序号
实验内容：
8. 如何看清望远镜目镜中分划板上的刻线？
9. 用"自准法"调节望远镜时，应使载物台上的平面反射镜反射回来的亮十字像与 分划板的哪个叉丝（靠上边的还是靠中间的）重合？为什么？
厚积薄发 开物成务
10. 读取刻度盘和游标盘读数时，为什么左右两个游标都要读取？
11. 如何使望远镜调节至适于观察平行光且光轴垂直于分光计主轴？
表 1 牛顿环干涉暗条纹的直径（单位：mm）
测量位置
旋转液体
[实验目的] 研究旋转液体表面形状,并由此求出重力加速度； 将旋转液体看作光学成像系统，探求焦距与转速的关系。 [实验仪器] 甘油， 旋转液体物理特性测量仪，气泡式水平仪，直尺。 [实验原理] 当一个盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴以角速度 ω 匀速转动时 ( ω < ω max , ω max 为液面的最低处与容器底部接触时的角速度)，液体的表面将成为抛物面, 抛物面方程为： y = y 0 +
ω2
由于液体的体积不变，则
π R 2 h0 = ∫ y (2πxdx ) = 2π ∫ y0 +
R R 0 0
ω 2 x2
xdx 2g
(2)
y0= h0 − 由方程（1） ， （2）可得
ω 2R2
4gx0Biblioteka =R 2(3)由（3）式可知液面在 x0 处的高度是恒定的。 将激光垂直照射 x=x0 处液面， 在屏上读出反射光点与入射光点的距离 x ′ 。 入射角为 θ ， 反射角为 θ，入射光线与反射光线的夹角为 2θ， 则
lg(H − h0 ) 与 lg ω 作最小二乘法直线拟合，求出 m 的值。
[注意事项] 1. 不要直视激光束,也不要直视经准镜面反射后的激光束. 2. 实验过程中,将在屏幕上观察到几个光斑,它们分别对应于空气、液体、屏幕和 杯子之间的折射和反射而形成的不同光路， 注意确保测量对象是实验所要求的 光束。 3. 必须逐渐地改变转动角速度， 并在测量前等待足够长的时间以确保液体处于平 衡态。
3
tan(2θ ) =
x′ 。 (H − h0 )
[实验内容] 1． 利用气泡式水平仪将屏幕、转盘调至水平位置。 2． 测出 h0 , H , D ( = 2 R ) 3． 逐渐改变转动角速度，待液体处于平衡态时，将激光垂直照射 x=x0 处液面，在屏 上读出反射光点与入射光点的距离 x ′ 。
旋转液体综合实验实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除旋转液体综合实验实验报告篇一：旋转液体综合实验旋转液体综合实验浙江大学物理实验教学中心20XX-11旋转液体综合实验在力学创建之初，牛顿的水桶实验就发现，当水桶中的水旋转时，水会沿着桶壁上升。
旋转的液体其表面形状为一个抛物面，可利用这点测量重力加速度；旋转液体的抛物面也是一个很好的光学元件。
美国的物理学家乌德创造了液体镜面，他在一个大容器里旋转水银，得到一个理想的抛物面，由于水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。
随着现代技术的发展液体镜头正在向一“大”一“小”两极发展。
大，可以作为大型天文望远镜的镜头；反射式液体镜头已经在大型望远镜中得到了应用，代替传统望远镜中使用的玻璃反射境。
当盛满液体（通常采用水银）的容器旋转时，向心力会产生一个光滑的用于望远镜的反射凹面。
通常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，而哈勃空间望远镜的失败也让我们了解了玻璃镜头何等脆弱。
小，则可以作为拍照手机的变焦镜头。
美国加利福尼亚大学的科学家发明了液体镜头，它通过改变厚度仅为8mm的两种不同的液体交接处月牙形表面的形状，实现焦距的变化。
这种液体镜头相对于传统的变焦系统而言，兼顾了紧凑的结构和低成本两方面的优势。
旋转液体的综合实验可利用抛物面的参数与重力加速度关系，测量重力加速度，另外，液面凹面镜成像与转速的关系也可研究凹面镜焦距的变化情况。
还可通过旋转液体研究牛顿流体力学，分析流层之间的运动，测量液体的粘滞系数。
【实验原理】一、旋转液体抛物面公式推导定量计算时，选取随圆柱形容器旋转的参考系，这是一个转动的非惯性参考系。
液相对于参考系静止，任选一小块液体p，其受力如图1。
Fi为沿径向向外的惯性离心力，mg为重力，n为这一小块液体周围液体对它的作用力的合力，由对称性可知，n必然垂直于液体表面。
在x-Y坐标下p(x,y)则有：图1原理图ncos??mg?0nsin??Fi?0Fi?m?x2tan??dydx??xg2根据图1有：y??22x?y0（1）2g为旋转角速度，y0为x?0处的y值。
大学物理旋转液体实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理旋转液体实验报告篇一：大学物理旋转液体【实验题目】如何研究旋转液体问题班级姓名学号教师姓名上课日期20XX年月日教室7教b段406房间座位号（以上信息请根据网络选课页面填写完整。
）任课教师签字：最终成绩：篇二：大学物理一实验报告(共5篇)篇一：大学物理实验报告模板.**学院物理系大学物理学生实验报告实验项目：实验地点：班级：姓名：座号：实验时间：月物理系编制一、实验目的：二、实验仪器设备：三、实验原理：四、实验步骤：教师签名：五、实验数据记录六、实验数据处理七、实验结论与分析及思考题解答1、对实验进行总结，写出结论：2、思考题解答：篇二：大学物理实验报告**学院物理系大学物理学生实验报告实验项目：空气比热容比测定实验实验地点：班级：姓名：座号：实验时间：月日物理系编制一、实验目的：①用绝热膨胀法测定空气的比热容比?。
②观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
③学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。
二、实验仪器设备：贮气瓶，温度计，空气比热容比测定仪。
数字电压表1-进气活塞；2-放气活塞；3-ad590；4-气体压力传感器；5-704胶粘剂图4-4-1实验装置简图三、实验原理：气体由于受热过程不同，有不同的比热容。
对应于气体受热的等容及等压过程，气体的比热容有定容比热容c和定压比热容c。
定vp容比热容是将1kg气体在保持体积不变的情况下加热，当其温度升高1?c时所需的热量；而定压比热容则是将1kg气体在保持压强不变的情?cv况下加热，当其温度升高1?c时所需的热量。
显然，后者由于要对外作功而大于前者，即c定容比热容c之比vp。
气体的比热容比?定义为定压比热容c和p??ccpv是一个重要的物理量，经常出现在热力学方程中。
2四、实验步骤：5（1）用气压计测量大气压强p0设为（1.0248?10pa）；（2）开启电源，将电子仪器部分预热10分钟，然后用调零电位器调节零点；（3）关闭放气活塞2，打开进气活塞1，用充气球向瓶内打气，使瓶内压强升高（即数字电压表显示值升高120～140mv左右，关闭进气活塞1。
大学物理旋转液体
g 标=9.797/(m/s2)
E
g g标 g标
100% =
2. 计算重力加速度 1 h0/cm H/cm T/s d/cm 2 3 4 5 6 平均值
tan 2
tanθ T-2/(1/s2)
d H h0
/()
2 2 D g 2 T tan /(m/s2)
最终成绩：
【预习要点】 1. 阅读教材？~？页相关内容(如果为实验讲义, 则阅读 x~y 页)。 2. 怎样推导旋转液体稳定状态下液面的方程？。 3.
x0 R
2 处有什么特性？
4. 怎样才能确定液体稳定转动的状态？。 【实验目的】 1. 掌握匀速旋转液体的上表面的特征； 2. 利用旋转液体的最大高度差法测量重力加速度； 3. 利用激光束平行转轴入射测斜率法测量重力加速度。 【实验原理】 1. 请写出旋转液体稳定运动时液面抛物线的方程。
2. 请分析旋转液体中高度不变点的作用。
【实验仪器】
1/4
【实验题目】
如何研究旋转液体问题
班级
姓名
学号
【实验内容】
【注意事项】
【实验原始数据】 1. 高度差测重力加速度 1 D/cm T/s Δ h/cm 警示：严禁抄袭，雷同卷均判零分。 2/4 2 3 4 5 6
【实验题目】
如何研究旋转液体问题
班级
姓名
学号
2.
激光束平行转轴入射测斜率法求重力加速度 1 2 3 4 5 6
h0/cm H/cm T/s d/cm
【实验数据处理】 1. 计算重力加速度（要求：先代入数据，再得结果。注意：单位，有效数字） 1 D/cm T/s Δ h/cm 2 3 4 5 6 平均值
旋转液体综合实验
旋转液体综合实验浙江大学物理实验教学中心2005-11旋转液体综合实验在力学创建之初，牛顿的水桶实验就发现，当水桶中的水旋转时，水会沿着桶壁上升。
旋转的液体其表面形状为一个抛物面，可利用这点测量重力加速度；旋转液体的抛物面也是一个很好的光学元件。
美国的物理学家乌德创造了液体镜面，他在一个大容器里旋转水银，得到一个理想的抛物面，由于水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。
随着现代技术的发展液体镜头正在向一“大”一“小”两极发展。
大，可以作为大型天文望远镜的镜头；反射式液体镜头已经在大型望远镜中得到了应用，代替传统望远镜中使用的玻璃反射境。
当盛满液体（通常采用水银）的容器旋转时，向心力会产生一个光滑的用于望远镜的反射凹面。
通常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，而哈勃空间望远镜的失败也让我们了解了玻璃镜头何等脆弱。
小，则可以作为拍照手机的变焦镜头。
美国加利福尼亚大学的科学家发明了液体镜头，它通过改变厚度仅为8mm的两种不同的液体交接处月牙形表面的形状，实现焦距的变化。
这种液体镜头相对于传统的变焦系统而言，兼顾了紧凑的结构和低成本两方面的优势。
旋转液体的综合实验可利用抛物面的参数与重力加速度关系，测量重力加速度，另外，液面凹面镜成像与转速的关系也可研究凹面镜焦距的变化情况。
还可通过旋转液体研究牛顿流体力学，分析流层之间的运动，测量液体的粘滞系数。
【实验原理】一、旋转液体抛物面公式推导定量计算时，选取随圆柱形容器旋转的参考系，这是一个转动的非惯性参考系。
液相对于参考系静止，任选一小块液体P，其受力如图1。
Fi为沿径向向外的惯性离心力，mg为重力，N为这一小块液体周围液体对它的作用力的合力，由对称性可知，N必然垂直于液体表面。
在X-Y坐标下P(x,y)则有：图1 原理图cos 0N mg θ-= sin 0i N F θ-=2i F m x ω=2tan dy xdx gωθ==根据图1有： 0222y x gy +=ω （1）为旋转角速度，0y 为0=x 处的y 值。
旋转液体研究实验报告
旋转液体研究实验报告实验目的：本实验旨在研究液体在旋转情况下的物理特性，探究液体旋转对液体分布、表面形态和稳定性等方面的影响。
实验装置与材料：1. 旋转平台：用于提供旋转动力。
2. 试管架：用于支撑试管。
3. 试管：容纳液体的玻璃管。
4. 液体：选择不同种类的液体进行实验。
实验步骤：1. 将试管放置在试管架上。
2. 加入适量的液体至试管中。
3. 启动旋转平台，使试管开始旋转。
4. 观察液体在旋转过程中的行为，包括液面的变化、液滴的形成与移动等。
实验数据与结果：1. 在液体旋转过程中，液面出现明显的偏移现象，呈现凹或凸面状。
2. 高速旋转时，液面形成不规则的波纹，并且液滴从液面上溅射出来。
3. 小液滴在旋转试管内迅速移动，并逐渐汇聚成大液滴。
4. 不同种类的液体在旋转过程中表现出不同的特性，部分液体较难形成稳定的液面。
实验讨论：1. 液体在旋转过程中，受到向心力的作用，导致液面形成凸或凹面状。
这是因为向心力使液体团聚在远离旋转轴的一侧，使其凸起或下陷。
2. 高速旋转时，液体的表面张力会使液滴从液面上溅射出来。
这是因为液体的表面张力无法阻止液滴被向外甩出的力。
3. 液滴在旋转试管内迅速移动并合并，是由于旋转使得离心力使得导致液滴向试管顶部靠拢，在顶部汇聚成大液滴。
4. 不同液体的旋转特性差异可能与液体的粘度、表面张力等有关。
结论：旋转液体会对液体的分布、表面形态和稳定性产生影响。
液体在旋转下呈现凹或凸面状，液滴在旋转试管内迅速移动并汇聚成大液滴。
不同液体的旋转特性差异可能与液体的物理性质有关。
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姓名 实验班号 实验号
实验七 旋转液体物理特性测量 实验目的: 实验目的 实验原理及内容: 实验原理及内容: 原理及内容
1,推导公式(1) .
2,为什么当激光束垂直打在点 x = x0 液面处时,液面的高度恒为 h 0?
1
3,在数据处理中,由 tan θ ~ ω 2 图求得图中直线斜率 K 后,如何求出重 力加速度 g?
4,推导出重力加速度 g 的不确定度的关系式.
5,在研究旋转液体的光学性质时,对于某一定角速度下的焦距测量中, 应如何选择入射点?
6,如何保证屏幕处于水平位置?
2
数据表格: 数据表格:
教师签字: