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1、02静水压强量测实验报告静水压强量测实验报告一、实验原理1.根据流体平衡规律，在重力场中静止液体的压强分布可表示为：Cgpz = +r， 即在连通的同种静止液体中各点对于同一基准面的测压管水头相等。2.测压管的一端接大气，这样就把测管水头揭示出来了。再利用液体的平衡规律，可知连通的静止液体区域中任何一点的压强，包括测点处的压强。这就是测压管量测静水压的原理。3.压强水头gpr和位置水头 z 之间的互相转换，决定了液柱高和压差的对应关系：h g p D r D =.在压差相同的情况下，不同的液体对应不同的液柱高。用这个原理可以测定液体的重度。二、实验装置1.在一全透明密封有机玻璃箱内注水，并由一
2、乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连，调压筒的顶部与大气连通。水箱顶部装有排气阀 K 1 ，另从孔口 K 2 接出管子与测压排中的三个 U 形比压计中的测管 1，3，5 相通，U 形比压计 1-2 与水箱不连通，内装液体为未知液体，未知r可能大于水的密度也可能小于水的密度，U 形比压计 3-4、5-6 在测点 A 和 B（底部）与水箱接通。从开关 K 3 接出的管子插入另一容器中的染色水中。打开 K 1 时，水箱内液体的表面压强为大气压，当 K 1 关闭时，可通过升降调压筒调节水箱内液体的表面压强，使它高于或低于大气压。实验设备简图：三、实验目的和要求1 通过实验加深对水静力学基本方程物理意义的
3、理解。加深理解位置水头、压强水头及测管水头的概念。2 通过实验加深对水静力学基本方程物理意义的理解。加深理解位置水头、压强水头及测管水头的概念。3 验证静止液体中，不同点对于同一基准面的测压管水头为常数，即 Cgpz = +r。4 实测静水压强，掌握静水压强的测量方法。5 观察真空现象，加深对真空压强、真空度的理解。6 6 测定未知液体的重度。四 、实验步骤 7 认真阅读实验目的要求、实验原理和注意事项。8 熟悉仪器，测记有关常数。9 将调压筒放置适当高度，打开排气阀 K 1 ，使水箱内的液面与大气相通，此时液面压强p 0 =p a.待水面稳定后，观察各测管中的液面位置，以验证等压面原理。10
4、 关闭排气阀 K 1 ，将调压筒升高至最高位置。此时水箱内液面压强 p 0 p a，观察各测点压差计的压差变化，并测记各测管的液面标高，完成第一次实验。将调压筒稍稍降低，再做两次实验，并测记各测管的液面标高，确保前三组实验的圆桶内部压力大于外界大气压。11 继续将调压筒降低至三个不同的位置，确保在后三组实验中，水箱内液面压强 p 0 2325.50 0.5 118.31 -0.5 p p a0 23实验结果:静水压强量测结果工况 测次 ) (5 6 0 - = g p水r(N/cm 2 ) ) (A Ag p - =6 水r (N/cm 2 ) ) (B Bg p - =6 水r (N/cm
5、2 ) 1 25 6水 未知 - - = r r (kg/cm 3 )六 、分析p 思考题1.重力作用下的静止液体压强分布的基本规律是什么？从实验结果举例说明。2.如何利用测压管量测静止液体中任意一点的压强（包括液面压强）？ 3.相对压强与绝对压强、相对压强与真空是什么关系？ 4.表面压强0p的改变，基准面 O-O 线位置的改变，对 A、B 两点的位置水头与压强水头有什么影响？ 解：以水中的点为研究对象，水面压力对其受到的压力没有影响，因为改点各个方向均受到了传递过来的水面压力、相互抵消了。同理，以水底的点为研究对象，水对点造成的压力要加上水面压力。压强单位 Pa，水头也用于度量压强大小，单位 m。5.如何选取等压面？U 形比压计 1-2（装油）与 U 形比压计 3-4（装水）中位于同一水平面上的液体测点压强是否相同？ 6.U形比压计 3-4 和 U形比压计 5-6 在量测静水压时的作用是否相同？能否省略其中的一个？ 解：U 形比压计 3-4 和 U 形比压计 5-6 在量测静水压时的作用不相同。不能省略其中的一个。7.如果水箱和调压筒液面也有标尺显示，能否将 U 形比压计 3-4 和 U 形比压计 5-6 都省略？ 解：不能省略。8.试分析p 产生量测误差的原因，并指出在实验中应该采取哪些措施尽可能减小误差。风格很统一。第 页 共 页
