旋转液体综合实验实验报告
旋转液体综合实验实验报告
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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?0
nsin??Fi?0
Fi?m?x
2
tan??
dydx
xg
2
根据图1有：y?
2
2
x?y0（1）
2g
为旋转角速度，y0为x?0处的y值。此为抛物线方程，可见液面为旋转抛物面。
二、用旋转液体测量重力加速度g
在实验系统中，一个盛有液体半径为R的圆柱形容器绕该圆柱体的对称轴以角速度?匀速稳定转动时，液体的表面形成抛物面，如图2。设液体未旋转时液面高度为h，液体的体积为：
V??Rh（2）
2
因液体旋转前后体积保持不变，旋转时液体体积可表示为：
V?
R
y(2?x)dx?2?
(
x
2g
22
y0)xdx（3）
由（2）、（3）式得：
y0?h?
R
4g
22
（4）
联立（1）、（4）可得，当x?x0?R/2时，y(x0)?h，即液面在x0处的高度是恒定值。
方法一：用旋转液体液面最高与最低处的高度差测量重力加速度g
如图2所示，设旋转液面最高与最低处的高度差
为?h，点（R,y0??h）在（1）式的抛物线上，有
R
2g
2
2
y0??h?
y0，
图2实验示意图得：g?
R
2?h
22
又?
2?n60
，则
g?
Dn
222
旋转液体物理特性的测量
旋转液体物理特性的测量 1．背景及应用 早在力学创建之初,就有牛顿的水桶实验,牛顿发现,当水桶中的水旋转时,水会沿着桶壁上升。旋转的液体有一些独特的物理特征。如盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴匀速转动时,旋转液体的表面将成为抛物面；通过旋转液体，可以分离不同比重的液体等等。 根据旋转液体的这些特性，产生了一系列的应用。如目前广泛应用的分离机等。图1给出了一种液体镜头，它在一个大容器里旋转水银。由于旋转液体的表面是一个理想的抛物面，同时水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。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，从而可以有效地降低大型望远镜的制造成本。 2. 实验原理 盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴匀速转动时,旋转液体的表面将成为抛物面。抛物面的参数与重力加速度和旋转角速度有关，利用此性质可以测重力加速度；旋转液体的上凹面可作为光学系统加以研究,还可测定液体折射率等。 1）旋转液体表面公式 牛顿发现,当圆柱体中的水旋转时,水会沿着圆柱体壁上升。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。液体相对于参考系静止，任选一小块液体P ，其受力如图2。i F 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Y X 坐标下),(y x P 则有： 图1 大型望远镜的液体镜片 图2 实验原理图
根据图2有： 022 2y x g y += ω （1） ω为旋转角速度，0y 为 0=x 处的y 值。此为抛物线方程，可见液面为旋转抛物面。 2）用旋转液体测量重力加速度原理 在实验系统中，一个盛有液体半径为R 的圆柱形容器绕该圆柱体的对称轴以角速度ω匀速稳定转动时，液体的表面形成抛物面，如图3。 设液体未旋转时液面高度为h ，液体的体积为： h R V 2π= （2） 因液体旋转前后体积保持不变，旋转时液体体积可表示为： x x y g x dx x y V R d )2( π2)π2(02 20+==??ω （3） 由（2）、（3）式得： g R h y 42 20ω- = （4） 联立（1）、（4）可得，当2/0R x x ==时，h x y =)(0，即液面在0x 处的高度是恒定值。 （1）用旋转液体液面最高与最低处的高度差测量重力加速度 如图2所示，设旋转液面最高与最低处的高度差为h ?，点（h y R ?+0,）在（1）式的抛物线上，有02 202y g R h y += ?+ω， 得：h R g ?= 22 2ω 又60 π2n = ω ，则 h n D g ??=7200π2 22 （5）
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： cos 0N mg θ-= sin 0i N F θ-= 图1 原理图
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
旋转液体综合实验实验报告结论
旋转液体综合实验实验报告结论 经过对旋转液体的实验探究，我们发现旋转液体的运动规律和静止液体有所不同。在旋转液体中，液体分子受到离心力和向心力的作用，导致液体呈现出特定的运动规律和形态。本实验主要探究液体在旋转过程中的运动规律和形态变化。 我们对旋转液体的运动规律进行研究。实验结果表明，液体在旋转过程中呈现出圆形运动的规律，即液体呈现出环状的形态。液体分子受到离心力和向心力的作用，使得液体向外凸起，形成一个圆环状的形态。而在液体中心，液体分子受到向心力的作用，使得液体向内凹陷，形成一个凹陷的圆形区域。这种运动规律是由液体分子受到离心力和向心力的相互作用所导致的。 我们研究了旋转液体的形态变化。实验结果表明，在液体旋转过程中，液体的形态发生了明显的变化。当液体旋转速度较慢时，液体呈现出一个平整的圆形。当旋转速度逐渐增加时，液体逐渐向外凸起，形成一个圆环状的形态。当旋转速度进一步增加时，液体中心出现一个凹陷区域，形成一个类似于飞碟的形态。而当旋转速度进一步增加时，液体中心的凹陷区域逐渐消失，液体呈现出一个平整的圆形。 我们对液体旋转的特性进行了探究。实验结果表明，液体的旋转速度对液体的形态和运动规律都有着重要的影响。当液体旋转速度较
慢时，液体分子受到的离心力和向心力较小，液体呈现出一个平整的圆形。当旋转速度逐渐增加时，离心力和向心力逐渐增大，液体呈现出一个圆环状的形态。当旋转速度进一步增加时，液体分子受到的离心力和向心力达到平衡，液体呈现出一个类似于飞碟的形态。当旋转速度进一步增加时，液体分子受到的离心力和向心力不再平衡，液体呈现出一个平整的圆形。 旋转液体的运动规律和形态变化与静止液体有所不同。液体分子受到离心力和向心力的作用，导致液体呈现出特定的运动规律和形态。液体旋转速度对液体的形态和运动规律都有着重要的影响。本实验的探究结果对于深入理解液体的运动规律和形态变化具有一定的参考价值。
流体综合仿真实验报告
流体综合仿真实验报告 实验目的：通过流体的综合仿真实验，探索流体力学的基本原理，研究流体在不同条件下的流动特性。 实验原理：流体综合仿真实验主要包括流速测量、压力测量、涡旋流等几个部分。在流速测量实验中，可以通过测定在不同高度喷射嘴处的流速，研究液体在不同压强和喷射高度下的流速变化规律。在压力测量实验中，可以利用压力传感器和测量管来研究液体在管道中的压力变化。在涡旋流实验中，可以通过激波管和涡旋流计来观察和测量液体中的涡旋流。 实验步骤： 1. 流速测量实验：设置不同的喷射高度，使用流速计测量液体在每个高度处的流速，并记录数据。 2. 压力测量实验：设置不同的流速，使用压力传感器和测量管测量液体在管道中的压力，并记录数据。 3. 涡旋流实验：使用激波管和涡旋流计，观察和测量液体中的涡旋流，并记录数据。 实验结果： 1. 流速测量实验结果表明，随着喷射高度的增加，液体的流速逐渐增大。这是因为喷射高度增加，液体下落时受到的重力作用逐渐增大，从而加速液体的下落速度，进而增大液体的流速。
2. 压力测量实验结果表明，随着流速的增加，液体在管道中的压力逐渐增大。这是因为液体的流速增加，其动能增加，从而产生了更大的压力。 3. 涡旋流实验结果表明，液体中会形成涡旋流，并且涡旋的大小与液体中的流速有关。当流速较小时，涡旋较小；而当流速较大时，涡旋较大。这是因为流体在高速流动时，会产生剪切力，导致涡旋的形成。 实验讨论： 1. 在流速测量实验中，虽然喷射高度会影响液体的流速，但还存在其他因素的影响，如管道内的摩擦等。因此，在实际应用中，需要综合考虑多种因素对液体流速的影响。 2. 在压力测量实验中，液体的流速增加会导致压力的增加，这与伯努利定律的原理一致，即流体的动能增加时，压力会减小，反之亦然。 3. 在涡旋流实验中，液体中的涡旋流与管道的几何形状、流体的黏度等因素有关。因此，在进行涡旋流的研究时，需要考虑多种因素的影响。 实验总结： 通过流体综合仿真实验，我们深入理解了流体的基本原理和流动特性。实验结果表明，流体的流速、压力和涡旋流与多种因素的关系密切。实验过程中，我们还观察到其他现象，如流速和压力的相互关系、涡旋的形成等。通过这些实验，我们对流体力学的理论有了更深入的了解，并且对其在实际应用中的重要性有了更深刻的认识。通过这次实验，我们不仅掌握了实验技巧和方法，还提高了科学研
旋转黏度计实验报告
旋转黏度计实验报告 旋转黏度计实验报告 引言： 黏度是描述流体内部阻力的物理量，它在化学、生物、医药等领域都有着重要的应用。为了准确测量黏度，科学家们发明了各种各样的黏度计。本实验使用的是旋转黏度计，它通过测量液体在旋转过程中所受到的阻力来确定其黏度。实验目的： 本实验的目的是通过使用旋转黏度计，测量不同液体的黏度，并探究影响黏度的因素。 实验原理： 旋转黏度计是一种基于液体在旋转过程中所受到的阻力来测量黏度的仪器。其原理是利用液体与旋转子之间的摩擦力来测定黏度。当旋转子旋转时，液体会产生一个与旋转子方向相反的阻力矩，该阻力矩与液体的黏度成正比。通过测量旋转子所受到的阻力矩，可以计算出液体的黏度。 实验步骤： 1. 准备工作：将旋转黏度计清洗干净，并确保旋转子能够自由旋转。 2. 调整黏度计：使用调整装置将旋转子调整到适当的位置，使其与液体表面接触。 3. 测量液体黏度：将待测液体注入旋转黏度计的测试槽中，然后启动旋转子，记录旋转子所受到的阻力矩。 4. 重复测量：重复步骤3，以确保结果的准确性。 5. 清洗黏度计：实验结束后，将黏度计彻底清洗干净，以便下次使用。
实验结果与讨论： 在本实验中，我们测量了几种不同液体的黏度，并观察了不同因素对黏度的影响。 首先，我们测量了水的黏度。结果显示，水的黏度较低，这是因为水分子之间的相互作用较弱，导致流动性较好。 接下来，我们测量了高黏度液体，如蜂蜜和植物油。结果显示，这些液体的黏度较高，这是因为它们的分子间相互作用较强，导致流动性较差。此外，我们还发现温度对黏度有很大影响，随着温度的升高，液体的黏度会降低。 在实验过程中，我们还发现旋转速度对黏度的测量结果有一定影响。较高的旋转速度会导致更大的阻力矩，从而得到较高的黏度值。因此，在进行黏度测量时，需要选择适当的旋转速度，以确保结果的准确性。 结论： 通过本实验，我们成功地使用旋转黏度计测量了不同液体的黏度，并探究了影响黏度的因素。黏度的测量对于工业生产和科学研究具有重要意义，它可以帮助我们了解流体的性质和行为，为相关领域的发展提供有力支持。通过进一步研究黏度与其他物理化学性质之间的关系，我们可以更深入地理解流体的行为规律，并为工程设计和生产提供更准确的参考数据。
旋转液体物理实验报告
旋转液体物理实验报告 实验名称：旋转液体物理实验 实验目的： 1.了解旋转液体的物理特性。 2.探究旋转液体的重心及转速与液面高度的关系。 3.探究旋转液体的受力情况及对液体形态的影响。 实验原理： 呈圆柱形的容器内装有液体，外部加一转速为ω的恒力。旋转容器两端长度分别为L、l，容器内液体的高度为h，容器内物质密度为ρ。 实验步骤：
1.清洁容器并倒入液体，注意不要注入过多以避免溢出。 2.固定容器并通过电机使其开始旋转。 3.调节电机速度，记录旋转液面高度h、旋转速度ω及容器两端长度L、l等实验数据。 4.拍摄旋转液面形态，记录旋转过程中液面的变化。 实验数据记录： 表格1：旋转液面高度与电机转速的关系 旋转液面高度h/cm 电机转速ω/rpm 1.5 3000 1.0 4000 0.8 5000 0.5 6000
表格2：旋转液面高度与容器长度的关系 旋转液面高度h/cm 容器两端长度L/cm 容器端长l/cm 1.5 30 20 1.0 40 20 0.8 50 20 0.5 60 20 实验结论： 1.旋转液体的重心随液面高度变化而变化，液面高度越高重心越高，液面高度越低重心越低。 2.在相同容器长度L的条件下，当液面高度相同时，液体的受力均匀，且液面呈现扁平状态。 3.在相同液面高度的条件下，当容器端长l增加时，液面形态容易变得不稳定。
实验分析： 1.通过实验数据分析可得知，液面高度越高旋转液体的重心越高，液面高度越低旋转液体的重心越低，与理论分析相符。 2.液面呈现扁平状态说明液体的受力均匀，符合力学原理。 3.容器端长l的增加会使液面形态不稳定，原因是在过长的容器端长下，外力产生的作用点一侧产生凸起使液体形成弧形，导致液面变得不稳定。 实验心得： 通过本次旋转液体物理实验，我们深入了解了旋转液体的物理特性及相关影响因素，并在实验过程中掌握了调节实验参数、记录实验数据和分析实验结果的方法技巧，提高了自身实验能力和科学素养。
《旋转液体实验》的改进及思考
《旋转液体实验》的改进及思考 改进：1.课堂上，如果现配导电液体,一是学生掌握不好液体浓度,二是时间不允许。如果教师事先配好导电液体,又没有让学生真正地得到锻炼。 2.上课时,液体放在课桌上,存在一些隐患,一旦酒出,则会扰乱课堂。经过多次教学实践,笔者认为可对实验进行一些改进: 工具：电池,釹铁硼强磁铁,铁钉,铜导线。 操作：，在铁钉的下方吸上磁铁，上方吸在电池的负极上，用一根细导线连接电池的正极和磁铁的侧壁,会发现磁铁和铁钉一起飞速旋转起来。 注意事项：由于电池短路有损电池的使用寿命,要求: 1.使用较细的铜丝做导线.这样电阻会大很多。 2.一定要瞬问按触,这样不会对电池造成很大伤害。 3.做完实验后,磁铁不要随意乱放，由于磁性很强，所以对有些电磁产品有影响。 原理：磁场对电流有安培力的作用 优点：1.实验器材简单,准备起来方便,并且价格便宜。 2.变液体旋转为固体旋转,简单方便，易操作。 3.由于铁钉的尖端与电池负极接触,这样大大减小了摩擦。现象明显,更能激起学生对电磁部分的學习兴趣。 该实验改进后对比性很强，真正使学生感受到了安培力的存在,并且可以验证左手定则。作为一名物理教师，改进是水无止境的，只
要我们本着科学的态度,针对教学中遇到的每一个问题，积极思考，勇于创新，一定能更上一层楼。 改进物理实验后的反思：实验可以在集中的时间内让学生去体验.感受和分析一部分物理现象和规律。实验是从感性到理性的认识过程,是从具体到抽象.从简单到复杂的思维形成过程。实验既是物理教学的重要基础,又是物理教学的重要内容、方法和手段。 1.用创新性实验创设出较真实的、突出主体的物理环境,使学生有效地掌握物埋知识。创新性实验是经过精心设计的.所观察事件的发展郗在设定的物理环境中,不易受外界干扰。学生在这种环境中, 通过观察、测量,获得直观的感性知识，通过简捷的思维活动建立慨念、总结规律,掌握物理知识,使学习的效率得到提高。 2.创新性实验可培养学生多方南的能力。通过对创新性实验原理的理解,及亲自动手操作,并对实验现象或数据进行分析综合,可以培养学生的多种能力。通过实验器材的组装和操作,能初步训练学生使用简单的工具和仪器的能力;通过实验信息的获取，能培养学生精细敏锐的感知与观察能力;通过对创新性实验原理的分析,能培养学生 的想象能力设计能力和推理能力;对实验数据的分析.综合,能培养学生概括抽象的逻辑推理能力;实验中的操作和讨论交流可培养学生的组织和表达能力。 总之,中学物理教学的“创新性实验” ,可以发掘学生的“自我求知意识”,“自我动手能力”和“内在潜力”。在“创新性实验”课堂上，教师的“主导”作用主要体现在:创设学生求知问难,探索未知
利用旋转液体测定重力加速度
利用旋转液体测定重力加速度及焦距 [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( max max ,ωωω<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：C x y y 42 0+= ，其顶点在),0(0y V ，焦点在F (0,C y +0)。入射光平行于该曲面对称轴（光轴）时，反射光将全部汇聚于F 点，如图2所示。 图1. 实验装置图 图2. 容器绕对称轴匀速 转动示意图 对液面上的一个质元, 如图3所示。 图3 质元受力示意图
当其处于平衡时有: mg N x m N ==θωθcos sin 2 故液面的形状可表示为 g x dx dy 2tan ωθ== 因而 0222y g x y += ω 式中y 0是在x=0时的高度. 设抛物面上一点（x 0,h 0） g x y h 220 200ω+= 20020)(2ωy h g x -= (1) 由于液体的体积不变，则 ()xdx g x y xdx y h R R R ⎰⎰⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+==0022002 222ωπππ y 0=g R h 4220ω- (2) 由方程（1），（2）可得 20R x = (3) 由（3）式可知液面在x 0处的高度是恒定的。 将激光垂直照射x=x 0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 () 0)2tan(h H x -'=θ 。 [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)2(,,0R D H h = 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=x 0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(浙大)
旋转液体综合实验(浙大) 实验目的： 1. 学习旋转液体的基本知识，理解受心力的物理原理。 2. 掌握测量液体旋转的方法，学会使用电子天平和荧光棒。 3. 培养团队合作意识和实验技能。 实验原理： 旋转液体实验主要是通过受心力的作用，在轨道上使液体产生旋转，通过测量旋转时 液面的形状和高度等参数，从而得到相应的物理参数，进而推导与验证物理定律和公式。 受心力是绕固定轴旋转的物体所受到的一种力。对于旋转液体实验而言，液体受到的 受心力会使其在轨道上沿着圆周运动，并朝圆心方向产生离心力。液体表面的形状即取决 于液面上液体所受的力的平衡状态。 实验内容： 1. 实验前，验收实验器材。检查电子天平和荧光棒。 2. 实验分组。每组两名实验人员，分别负责称量溶液和测量液面形状。 3. 准备实验药品和仪器：石蜡瓶、竖直固定架、电子天平、荧光棒等，还要准备所 需的溶液和稀释液。 4. 在石蜡瓶内加入所需的溶液，并在荧光棒中加入荧光试剂，让荧光液体进入石蜡 瓶中。 5. 固定轴位置，制作轨道。将石蜡瓶固定在竖直固定架上，调整轴的位置，使石蜡 瓶自然倾斜，使液面旋转起来，并顺时针旋转石蜡瓶，使荧光实验液旋转。 6. 测量液面高度和形状：使用电子天平测量液体质量，精确测量荧光实验液的质量，测量发光区域的最大半径和最大弧度等参数。 7. 计算和分析数据：通过测量得到液面扭曲和发光区域的参数数据，计算离心加速度、角速度等参数，并使用图表等方式将数据呈现出来。 8. 实验结束，清洗并归还器材。 实验注意事项：
1. 实验前需要验收实验器材，以确保器材完好无损，并检查是否存在操作不当或遗忘清洁的情况。 2. 实验中需要注意安全事项，严禁在操作过程中触摸或调整固定轴和液体。 3. 实验组员之间需要密切配合，确保实验按流程顺利进行。 4. 实验结束后，需要清洗并归还器材，严禁将实验剩余物品丢弃在实验室内。 结论： 通过本次旋转液体实验，我们掌握了测量液体旋转的方法，并实现了测量液面高度和形状，从而得到了离心加速度、角速度等参数，并从理论上验证了与液面形状相关的物理定律和公式，提高了团队合作意识和实验技能。
旋转流变仪实验报告
旋转流变仪实验报告 旋转流变仪实验报告 引言 旋转流变仪是一种用于测量物质流变性质的仪器。通过旋转流变仪的实验，可以得到物质的粘度、剪切应力等参数，从而了解物质的流变行为和性质。本实验旨在通过使用旋转流变仪，研究不同物质的流变特性，并分析实验结果。实验原理 旋转流变仪的工作原理是利用转子的旋转产生剪切应力，通过测量转子的扭转角度和扭矩，计算出物质的粘度和流变参数。旋转流变仪通常由电机、转子、测量装置等组成。 实验步骤 1. 准备工作：将旋转流变仪放置在平稳的台面上，并连接电源和计算机。校准仪器，确保仪器正常工作。 2. 样品准备：选择不同的样品进行实验，例如液体、胶体、高分子材料等。根据实验要求，准备好样品。 3. 实验设置：根据样品的特性和实验要求，设置旋转流变仪的参数，如转速、温度等。 4. 测量数据：将样品放置在旋转流变仪的测量装置中，启动仪器进行测量。记录下转子的扭转角度和扭矩的数值，以及其他相关数据。 5. 数据处理：根据测量数据，计算出样品的粘度、剪切应力等参数。可以使用专门的软件进行数据处理和分析。 6. 结果分析：根据实验结果，分析不同样品的流变特性和性质。比较不同样品
之间的差异，探讨其原因。 实验结果和讨论 通过本实验，我们选取了几种不同的样品进行测试，包括水、牛奶和聚合物溶液。下面是实验结果的简要总结和讨论。 1. 水：水是一种典型的牛顿流体，其粘度与剪切应力成正比。在实验中，我们 发现水的粘度较低，剪切应力较小。这与水的流动性和流体性质相符合。 2. 牛奶：牛奶是一种复杂的流体，其流变性质受到多种因素的影响，如脂肪含量、温度等。在实验中，我们发现牛奶的粘度较高，剪切应力较大。这可能是 由于牛奶中的脂肪和蛋白质等成分导致的。 3. 聚合物溶液：聚合物溶液是一种非牛顿流体，其粘度和剪切应力之间的关系 较为复杂。在实验中，我们发现聚合物溶液的粘度和剪切应力呈现非线性关系，即随着剪切应力的增加，粘度也会增加。这是由于聚合物的分子结构和相互作 用导致的。 结论 通过旋转流变仪的实验，我们成功地研究了不同样品的流变特性和性质。实验 结果表明，不同样品的流变行为存在差异，这与样品的成分和结构有关。旋转 流变仪作为一种有效的实验工具，可以帮助我们深入了解物质的流变性质，并 在工业生产和科学研究中发挥重要作用。 参考文献： [1] Barnes, H. A. (1997). Thixotropy—a review. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 70(1-2), 1-33. [2] Mewis, J., & Wagner, N. J. (2009). Thixotropy. Advances in Colloid and
旋转液体 实验报告
旋转液体实验报告 旋转液体实验报告 引言： 在科学实验中，我们常常通过观察物体在不同条件下的行为来探索其特性和规律。本次实验旨在研究旋转液体的行为，并探讨其中的原理和现象。通过这一实验，我们可以更好地理解液体的性质以及旋转对其造成的影响。 实验目的： 1. 观察旋转液体的形态和行为； 2. 探究旋转液体的原理和现象； 3. 分析旋转液体的应用领域和潜在价值。 实验材料： 1. 一个透明的圆形容器； 2. 水或其他液体； 3. 一个旋转装置。 实验步骤： 1. 将透明容器放在旋转装置上，并固定好； 2. 将液体倒入容器中，使其充满； 3. 启动旋转装置，使容器开始旋转； 4. 观察液体在旋转过程中的变化。 实验结果： 通过观察实验，我们发现以下几个有趣的现象： 1. 在容器开始旋转后，液体会形成一个凹面镜状的曲面；
2. 随着旋转速度的增加，液体曲面的凹度会增大，液体会更加集中在中心； 3. 当旋转速度达到一定程度时，液体会形成一个凸起的山峰状。 现象解释： 这些现象可以通过离心力和液体的粘性来解释。当容器开始旋转时，液体受到离心力的作用，向外侧移动。由于液体的粘性，它们会相互摩擦并形成一个凹面镜状的曲面。随着旋转速度的增加，离心力的作用也增加，液体分子之间的相互作用力变得更小，因此液体会更加集中在中心，形成一个凸起的山峰状。应用领域： 旋转液体的研究在多个领域有着广泛的应用价值： 1. 空间科学：在宇宙中，由于缺乏重力，液体在旋转时会呈现出不同的行为，研究旋转液体可以帮助我们更好地理解宇宙中的物质行为； 2. 工程设计：在某些工程领域，旋转液体可以用来模拟复杂的流体行为，帮助工程师设计更有效的流体系统； 3. 医学研究：旋转液体的研究也可以应用于医学领域，帮助研究人员更好地了解血液在旋转时的行为，为血液循环系统的疾病诊断和治疗提供参考。 结论： 通过本次实验，我们深入了解了旋转液体的行为和原理，并探讨了其在不同领域的应用潜力。旋转液体的研究不仅仅是一种有趣的科学实验，更是为我们揭示了液体的复杂性和多样性。我们相信，在未来的科学研究中，旋转液体的研究将发挥越来越重要的作用，为我们解开更多自然界的奥秘提供新的视角和方法。