小學(xué)教育旋轉(zhuǎn)液體綜合實(shí)驗(yàn)

[小學(xué)教育]2005-o可知，N必然垂直于液體表面。在X-Y坐標(biāo)下P(x,y)則有:圖1NFsin0,,,i2Fmx,,i2dyx,tan,,,dxg2,2根據(jù)圖1有:(1)x,0為旋轉(zhuǎn)角速度，為處的值。此為拋物線方程，可見液面為旋轉(zhuǎn)拋物面。二、用旋轉(zhuǎn)液體測量重力加速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液體的表面形成拋物面，如圖2h2V,,Rh(2)22Rx,(3)由(2)、(3)22R,(4)聯(lián)立(1)、(4)可得，當(dāng)時(shí)即液面在處的高度是恒定值。力加速度g如圖222R,y，,h,，y，002g圖222,Rg,得:2n,又，則222Dn,(5)為圓筒直徑，為旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)/分)。如圖2所示，激光束平行轉(zhuǎn)軸入射，經(jīng)過BC透明屏幕，打在的液面點(diǎn)上，反射dhBCd,,tan2,H,h22dyx,,Rtan,,因?yàn)?，在處?tan,,x,R20dxg2g2,n因?yàn)椋?2222242nRRnDn,,,,,則22,Dg,(6)222,D2,D2tan,nkg,或可作,曲線，求斜率，可得,，求出對(duì)稱軸入射，反射光將全部會(huì)聚于拋物面的焦點(diǎn)。根據(jù)拋物線方程(1)，g物面的焦距。圖3為，如圖3所示。1、設(shè)外圓桶穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓柱形物體所承受的阻力矩為，則)MMM2122RR12(7)ML,4,,,1022RR,124R,,,20(8)圓柱形物體所承受的液體阻力矩M422RRR,,,2012M,M，M,4L，(9),,,120222,zR,R12‘M2‘GL，張絲長度為。轉(zhuǎn)動(dòng)R4,GR'M,,(10)'2L‘,M‘M,M所以從(9)、(10)224，，,,2z(RR)GR12,,,(11)G,圓桶轉(zhuǎn)速圓柱底面到外圓桶底面的距離圓柱高度R圓柱半徑，R為外圓桶半徑1(激光器2.米刻度水平屏幕3.水平標(biāo)線4.5.激光器電源插孔6.調(diào)速開關(guān)7.速度顯示窗8.圓柱形實(shí)驗(yàn)容器9.10.米刻度垂直屏幕11.張絲懸掛圓柱體12.實(shí)驗(yàn)容器內(nèi)徑刻線(見底盤圖4b2、測量重力加速度g(裝置見圖1)用旋轉(zhuǎn)液體液面最高與最低處的高度差測量重力加速度,,2,n改變圓桶轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/秒)()6次，測量液面最高與最gh測出透明屏幕至圓筒底部的距離、液面靜止時(shí)高度。d圖5則，求出值。3、驗(yàn)證拋物面焦距與轉(zhuǎn)速的關(guān)系(裝置見圖2,nn改變圓桶轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)()6次，記錄焦點(diǎn)位置。4箭頭反向且逐漸變大。也可以固定屏幕，改變轉(zhuǎn)速，將會(huì)觀察到類似的現(xiàn)象。n5、測量液體粘滯系數(shù)(裝置見圖G123z距離4、圓柱高度5、圓柱半徑6、圓筒容器半RRL21徑圖71、測量重力加速度g次數(shù)12345(轉(zhuǎn)/分)110115120125130135轉(zhuǎn)速,h高度差(cm)1.701.801.902.102.202gcms(/)936.08966.28996.75978.541010.2822hcm,5.5方法二:屏幕高度,液面高度Hcm,13.0次數(shù)123456轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)405060708090BC間距離10.522.530.040.552.5d,tan2,0.140.210.300.400.540.70,3.9855.8388.35010.90114.185tan,0.069640.1022460.1467760.1925880.2527602gcms(/)872.621929.13932.04966.67962.02221234567891011126065707580859095100105110115轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/秒)9.358.157.246.215.505.104.64.23.83.43.12.9'所測焦距轉(zhuǎn)速n 焦距f9876實(shí)驗(yàn)值5計(jì)算值4f(cm)線性(實(shí)驗(yàn)值210y=-0.98x+28090100110120130R=n(3,TC,18次數(shù)123轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)3946,329326326377376376421417413,327376.3417,/Pas1.318371.286381.31136[1],0.0837t,,1.30537Pas,,1.27455Pas,,5.75e實(shí)驗(yàn)相對(duì)誤差:GGPa,81Rmm,0.12125‘Lcm,30.0張絲長度為偏轉(zhuǎn)角度,,,zcm2.30圓柱高度圓柱半徑Rcm,1.5Lcm,