水的张力科学小实验_范文大全

水的张力科学小实验

【范文精选】水的张力科学小实验

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【专家解析】水的张力科学小实验

【优秀范文】水的张力科学小实验

范文一:水的表面张力科学小实验 投稿:邓蕎蕏

岁7个月又17

天了

偶然一期节目,是做一物理小实验,关于水的表面张力。我大学专业是化学,关于水的表面张力的实验,也做过不少,但是要想一2岁多的孩子明白和理解,那是相当困难的。我也曾经给姐妹俩做过关于水的表面张力的实验,无非就是吹泡泡,虽然姐妹俩玩得不亦乐乎,但是好像还是没怎么明白这个力的原理。但是这一次的实验我觉得很好,也很简单,小朋友也很喜欢,因为有她们的参与,更重要的是可以直观的观察到这种物理理论概念的直观作用。今天写下来,没有看那期节目的小朋友家长可以协助在家做! 第一步,找5根牙签,从中间掰折但不要断裂,如下图:

第二步,将掰折的中间在一点上摆开成放射线状,如下图:

第三步,在中间点的位置滴几滴水,不管用什么只要滴水上去就可,女儿手边刚好有喝水奶瓶,所以女儿

就开始滴水了,请仔细观察牙签变化,如下图:

第四步,请仔细观察进展:水的表面张力已经推动牙签在动了噢!很厉害是吧!看下图:

第五步,结果相信大家已经看到了:很漂亮很标准的一个五角星,如下图:

当然大家也可以找一些有颜色的类似牙签的东东来做,相信你的五角星肯定会更漂亮的。

可能有些家长认为现在教这些物理的抽象概念,小孩子是很难理解的,但是就象老卡尔维特教育小卡

尔维特的那样,我相信等孩子长大学到这些的时候,他会想起小的时候曾经做过的实验,那样就很容易重

新理解高深的理论了。更重要的是现在孩子很高兴得在做实验!如此就够了!

范文二:小学三年级上册证明水的表面张力科学实验 投稿:顾脾脿

一:名称:##证明水有表面张力

二:目的:证明水有表面张力

方案一

三:器材:广口瓶,滴管,大头针,抹布,托盘,水

四:步骤

1:检查实验用品是否齐全

2:将广口瓶用滴管帮助装满水,直至看到水的凸面为止

3:将大头针一枚一枚慢慢地放入广口瓶中,观察水表面的样子 4:一直放到水溢出为止,记下大头针的数量

5:得出结论。

6:整理实验器材

五:现象:装满水的瓶子里还能放入很多个大头针

六:结论:水的表面有张力

方案二

三:器材: 一枚硬币,一杯水,胶头滴管

四:步骤:1::检查实验用品是否齐全

2将硬币放在平整的桌面上,用胶头滴管取水轻轻滴在硬币的表面上。 3:观察现象:发现硬币表面形成一个球形的水滴,继续用滴管轻轻往这个水滴上滴水,发现球形也来越大,记下次数,直到水流出为止 五:现象:水滴越来越大,没有立刻溢出

六:结论:水有表面张力

范文三:水的张力实验 投稿:孟鉠鉡

星期天,我独自一人在家里做作业。做着做着,我就想玩,就拿来了一个水杯,倒了一杯水,做了一个搞水的实验。

我先在杯里倒满水,再去卫生间挤了一点洗手液,那一点洗手液在清澈的水里蠢蠢欲动。我又端着杯子走到书桌前,把红墨水倒进杯里,顿时水变成了橙红色,我用剪刀在水里搅拌了几下,顿时一股洗手液的味道扑鼻而来。看看那杯水还是橙红色,但增加了一些泡沫,然后我把纯蓝色墨水倒了一点进杯里,顿时橙红色变成了绿色,好奇怪哟!我又搅拌了几下,什么也没变,我试着把胶水倒进水里,再把杯子里的水一点一点倒到盆里。我继续写作业。当我写完作业,发现盆里的水变成紫颜色的了,还干了粘在上面了。我想:水杯里看着的是绿色,怎么倒进盆子里就变成紫色了?还粘得住东西,真奇怪!后来我又做了各种各样得颜色实验,最后把它们往纸上一倒,就成一幅五颜六色的画了。

我做的实验你们没看见过吧,其实我也不知道这个实验的结果会是这样的。这次实验使我明白了绘画调色的一些道理。我也为这次实验感到骄傲,因为我做了属于我一个人发明的实验.

2.今天下午,我和妈妈一起动手,做一个小实验,是关于水的。水,是我们最常见到的液体,会有什么奥妙呢?

我和妈妈用水把杯子装满,不留一点儿空隙,还能放进好多硬币,你说可能吗?我回答可能,为什么呢?看了之后就知道了。

我拿了一个1角的硬币,心里很紧张又很迫不及待,便轻轻地放了下去。只听“咚”的一声,一个硬币安安稳稳地躺在了杯底,而水一点儿也没有流出来,好厉害哦!我放了第一个,第二、三个也就利索了,放得越来越快。你知道我一连放了几个吗?二十一个耶。

为什么一杯这么满的水还能容得下这么多的东西?电脑老师告诉了我答案:原来是因为水有张力,是张力让水容下了那么多东西。

小小的张力竟然能有这么大的作用,好厉害哦! 神奇的水面张力实验

早在三年级的时候,科学老师万老师就曾问过我们:

如果有一个装满水的杯子,向里

放币,在水溢出来之前最多能放多少枚?

那一次,我并没有把这个问题放在心上。今

天我在阅读《科学大众》时又看到了这个问题,突然来了兴致,决定研究研究。

实验前,

我做了充分的准备:

让妈妈去银行帮我兑换了一百元五角的硬币,

然后取来一

个装满水的玻璃杯。准备就绪,我便和妈妈一起开始动手实验。

妈妈让我先猜一猜最多能在盛满水的杯子里放多少枚硬币。 打量着水杯,

思量了一下说:

最多二十个。

说完,我就开始往杯中投放硬币:

一枚,两枚,三枚

……”

眼见着一枚枚金

光闪闪的硬币像青蛙一样

扑通、扑通

地划进水里,我的心也随着

咚咚

直跳,看那水面在

晃悠一下后恢复原状,我真不敢相信自己的眼睛。 “

二十

二十一

。哇!居然超过了我的

预想数。我紧盯着水面,

看着杯口的水越来越饱满,心也提到了嗓子眼。我小心翼翼地继续

往里放

…… “

三十二,成功!

我大喊一声,又长长地舒了一口气。

再放一枚,三十

……”

还没有等我数出声,只见水面裂开了一道口子,水顺着这道小口子流了出来。

妈妈宣告实验结束。

可我并不罢手,

我反问自己:

是不是所有的容器都只能放三十来枚

硬币呢?强烈的好奇心驱使我再做一次实验。

我拿来一只大碗装满水,开始了新的实验。这次,我让妈妈来猜能放多少枚硬币。

妈妈

认为还是三十几枚,原本在一旁玩电脑的老爸也忍不住加入竞猜,他说最多可以放五十枚。 但我认为碗比杯子大多了,应该可以多放一些。所以我猜可以放八十枚。

竞猜完毕,见证奇迹的时刻到了!

我学着魔术师

——

刘谦的样子边说边摆了一个

P0SE

。随后,我开始兴致勃勃地边放边数。当放到第三十枚时,水面依然纹丝不动,妈妈 竞猜失败。四十枚

……

四十五枚

……

五十枚放进去了,水面凸了起来,似乎高出了两毫米,

但却没有一点要破裂流出来的迹象,爸爸竞猜也失败了。我得意极了,蹲下身,挽起袖口, 擦了擦手心里的汗。

这次,我特意把硬币竖起来,

顺着碗边,

更加小心翼翼地把硬币放进碗

中。不知不觉,我已经放进去八十枚硬币啦!我们一家三口,睁大了六只眼睛,紧紧盯着水

面。房间的空气似乎都凝固了,我能清楚地感觉到我的心在剧烈地跳动。

八十一

八十

八十三

”……

直到八十七枚,水面终于破裂溢出水来。

这是为什么呢?我们到网上去寻找答案。原来,这种现象就是 “

水面张力。

水面张力

就是水表面的水分子紧紧地靠在一起,

有一种相互吸引的力。

当这些硬币的质量超过了水面

张力所能承受的极限时,

水就会溢出来。

而向容器里投放硬币的个数,

是由容器口的大小决

定的。哦,原来是这样啊!真是不可思议!

通过这个实验,

我懂得了这个神奇的现象下面隐藏的科学知识 ——

水面张力。

我以后还

要多动手实践,多思考,了解更多的科学知识。

范文四:科学小实验—水的压 投稿:方劰励

科学小实验—水的压力

今天,我和爸爸做了一个有趣的实验,叫“水的压力”。我早早地准备好了材料:空饮料瓶一个、钉子一枚、透明胶一卷。 开始做实验了,我先让爸爸用钉子在饮料瓶的上、中、下三个部位钉三个小小的洞,接着剪下三段透明胶,把三个小洞封了起来。接着我把饮料瓶带到厨房里,打开水槽里的水龙头,用水把饮料瓶装满,提到水槽旁的桌子上,让小洞对准水槽,把透明胶从上到下逐个撕开,里面的水立即喷洒出来,像一个个小喷泉。我发现上面的洞喷出的水的幅度最小,并且不一会儿就喷完了,而下面的洞喷出的水的幅度最大最远,而且要好一会儿才能喷完。这是为什么呢?我去问爸爸,爸爸说:“这是因为水压力的缘故。最上面的洞水少,所以压力小,水就喷的近,而下面的洞水最多,压力也大,水就喷的远了。”

喔!原来是这样啊,我明白了。今天做了一个小小的实验,又明白了一个科学知识。

范文五:科学小实验---水杯 投稿:董棔棕

标题:科学小实验---水杯

实验一: 流不出来的水一个盛满水的水不,一张纸,把纸盖在水杯上,水杯里的水流不出来,而且纸也掉不下来。实验二: 不湿的纸巾一个空杯里装一张纸巾,把空杯口朝下放进水里,但是杯里的纸巾不会湿。二个实验做完了,都很成功,笑笑很好奇,自己亲手也做了一遍,至于为什么会这样,她有自己的解释,虽然她的解释叽哩咕噜的说了很多,不是很靠谱,但是至少说明她自己有思考,她还不知道关于大气压的各种原理。我们可以解释给她的就是,因为“空气”。实验一是因为水杯里面的水满了,没有空气,就没有压力,水吸住了纸,所以水出不来,纸也掉不下来。实验二是因为水杯里面都是空气,倒扣进水里的时候,水挤不过空气,所以湿不到纸巾。

范文六:水的表面张力实验 投稿:胡蛒蛓

水的表面张力实验

一:名称:证明水有表面张力

二:目的:证明水有表面张力

方案一

三:器材:广口瓶,滴管,大头针,抹布,托盘,水

四:步骤

1:检查实验用品是否齐全

2:将广口瓶用滴管帮助装满水,直至看到水的凸面为止

3:将大头针一枚一枚慢慢地放入广口瓶中,观察水表面的样子

4:一直放到水溢出为止,记下大头针的数量

5:得出结论。

6:整理实验器材

五:现象:装满水的瓶子里还能放入很多个大头针

六:结论:水的表面有张力

方案二

三:器材:一枚硬币,一杯水,胶头滴管

四:步骤:

1::检查实验用品是否齐全

2将硬币放在平整的桌面上,用胶头滴管取水轻轻滴在硬币的表面上。

3:观察现象:发现硬币表面形成一个球形的水滴,继续用滴管轻轻往这个水滴上滴水,发现球形也来越大,记下次数,直到水流出为止

五:现象:水滴越来越大,没有立刻溢出

六:结论:水有表面张力

水的压力:

思考:你们知道水的压力大小是由什么决定的吗?

准备:矿泉水瓶一个,一卷胶带,一个钉子,一个平盘,水若干。

实验操作:

1、用钉子在矿泉水瓶的一个侧面戳三个孔,分别在底部、中部、上部各戳一个。

2、用胶带把三个孔封住。

3、将矿泉水装满水。

4、将平盘放在有孔的侧面,将胶带撕开。观察三个孔的喷水有什么不同

发现:

结论:水的压力由深度决定,水越深,压力就越大,水越浅,压力就越小。

关于浮力的小实验:水中悬蛋

材料:玻璃杯两个、水、食盐、蓝墨水、筷子、鸡蛋

操作:

1. 在玻璃杯里放三分之一的水、加上食盐,直至不能溶化为止。

2. 再用一只杯子盛满清水,滴入一两滴蓝墨水,把水染蓝。

3. 取一根筷子,沿着筷子,小心地把杯中的蓝色水慢慢倒入玻璃杯中。

4. 玻璃杯里下部为无色的浓盐水,上部是蓝色的淡水。

5. 动作轻而慢地把一只鸡蛋放入水里,它沉入蓝水,却浮在无色的盐水上,悬停在两层水 的分界处。

范文七:科学小论文水的表面张力 投稿:萧弌弍

水的表面张力

菱湖实验小学 502班 董费浅

指导老师 褚轩

周六到了,我和爸爸一起在家看电视,《自然探秘》中的一个场景激起了我的探索兴趣。水上漂的水黾、水上飞奔的蜥蜴„„真是太神奇了!我问爸爸,为什么人不能在水上行走呢?爸爸笑了笑对我说:“这就是水的表面张力托起了动物呀,只有轻小的物体才不会破坏水面张力。”什么是张力?我带着疑惑,爸爸看着我对我说:“那我们今天就探索张力吧。”“太好了”。爸爸、妈妈还有我分头准备好实验器材。我都快等不及了,实验终于开始。

实验一、我们往水杯里加了大半杯的自来水,我们用大头针小心的放到水面上,结果每次大头针都沉到了水底;我们用宣纸托着大头针轻轻放到水面上,一会儿后宣纸沉到了水底,大头针却留在了水面。我高兴的手舞足蹈,我想:这就是因为没有破坏水的表面张力造成的现象。

实验二、看到我们忙得不亦乐乎,妈妈拿出一枚一元硬币问我们:“这枚硬币上能滴多少滴水而不至于流下来?”拿起胶头滴管,我想了想说:“最多10滴。”爸爸说:“那我们试试。”我把硬币平放在一个托盘上,拿起胶头滴管,小心地滴着水,一边细心地数着,10„20„30„只见一元硬币上的水向上凸起了一个球面,而水就是不流下来。我的眼睛都快掉下来了,天哪,怎么会这样啊?我继续滴水,40,41,42,啊,水突然流了下来。原来一枚一元硬币可以装下41滴水呀!

实验三、爸爸说:我这里有一枚1角的硬币,我们再来做个实验吧。只见爸爸拿来了水杯,我小心翼翼地往其中加水。“爸爸快看,水面高出了杯口也没有流出来。”“淡定,淡定,这也是水的表面张力造成的。”“来,把我这枚硬币放到水面上去,但不能让它沉了。你能做到吗?”“行,我一定行,我也要让硬币在水上漂会儿。”在我耐心、细致、认真、沉着、冷静、不屈不挠地反复尝试后,这枚1角硬币终于漂上了水面。“成功!”爸爸说:“行啊,说说其中的道理。”我毫不犹豫地说:“我知道。起初我从高处放下硬币落到水面,把水表面的张力给破坏了,所以硬币直接沉底。之后我用硬币侧面放到水上,侧面和水面接触很少,水的张力太小,无法承受硬币的压力导致硬币直接沉底。最后我用硬币的一面轻轻放到水面刚好修正了上面两个问题使水表面张力不被破坏并且达到最大,这就是成功的原因。”听着我的分析,爸爸点了点头。“不错,你说得对!”

实验四、爸爸让我从厨房拿来了洗洁精,让我挤一滴到杯子的水里。“哇,水上漂着的硬币当场沉底。”怎么回事儿。爸爸说:“成也张力,败也张力。”我想,我已经明白了。一定是洗洁精破坏了水表面的张力造成的。爸爸给出了肯定的答复。

后来,我上网查了资料,知道了什么是水的表面张力,也了解到了洗洁精对水表面张力的影响。果然和我想的一样。这真是一个不错的探索!

范文八:实验小张科学元旦义卖会 投稿:严暵暶

元旦义卖会

实验小学美术组 张科选

题记:

故事发生在四年前,当时我还是一名班主任老师,几年过去了,会想此事,尤觉在昨日发生。

这两天学生们见到我,就一直追问:“我们元旦不联欢吗”,“能不能举行义卖,一年就只有一次元旦啊”,我始终笑而不答,他们也不知道我怎么想的。有的学生充满好奇。“要是搞义卖,我要参见,我还没有尝试过”,“元旦义卖”这个主意还是前几天纪律委员肖明同学向我提的。这让班里有了争论,有了不同的看法,为了给还正确的引导,班会课上我们举行了“如何过有意义的元旦”主题班会 。

我很清楚,这两种不同的欢度元旦方式没有对错之分 ,一些孩子早就期盼能有一个联欢的机会 。孩子的话是发自内心的。班会课一开始,我就直入主题,对于联欢和义卖这两种不同的方式的活动,你更赞同哪一个。同学们七嘴八舌,纷纷举起了右手,一个个说得有理有据,坐在窗子边上的李乐高举的右手,吸引了我的注意 ,要知道他平时上课从不举手,学习一直很困难,平日里没有朋友,自卑,经常和同学应为小事而争吵,对班级

活动也不闻不问 ,对集体漠不关心,这次他涨红了脸,急切的样子,我倒想听听他的想法。胆怯还有点不好意思,他嚅嚅地说:“我来自农村,那里的学生穷的买不起铅笔和本子 ,学习很苦,但他们都刻苦学习,书包上的补丁一个又一个,写字经常握着不能再握的铅笔头,本子不够,他们就用碳棒在地上写。大家可能都不知道,他们用的是什么碳棒,就是废电池里那根又黑又细的碳棒,那对他们来说是宝贝,每个人的笔盒里,口袋里都有好几个。”说着说着,教室里安静极了。有的同学站起来补充道:“我们现在学习环境那么好,还有新书包,用最好的文具,但学习却用不上功,而是相互比吃比穿”。 “我想参加义卖,把大家不用的东西,如笔和书捐出来义卖,帮助穷困的孩子。”李乐说完地下了头。教室里响起了掌声 。

接下来是如何筹划这项“元旦义卖 ”,这个想法是同学们倡议和发起的,为了调动学生们的积极性,进一步激发创造性 ,这个活动应该由他们自己组织,在活动中锻炼能力,学会团结,奉献爱心,增强责任感 。于是我体已组建“义卖筹备委员会 ”活动,全面负责本次活动的组织和安排。同学们热烈讨论,选拔出了他们认为最可信任,最有能力的同学助成委员会。李乐很有热情,也争先恐后的报名参加。这时小组长李凡举手

说:“张老师,李乐又没有完成作业,给我们组丢了分,我们不能让他参加,再说他从来不参加活动,也不关心集体。”出乎我意料的李乐竟然伤心的流下了眼泪。他哽咽的说:“张老师,你就在再一次机会吧。我以后一定会好好写作业不给集体抹黑,从现在开始,我要再不写作业,就不让我参加任和活动,好吗?“同学们看到他那又急又哭的样子,都笑了。

筹委会很快拿出了方案,他们决定在义卖之前举行个小小的“开卖仪式”,可以让班里的“文艺分子”露露身手,也可以增加节日气氛,还有些主动承担起“爱心义卖”主题幻灯片的制作,进行宣传教育,活动场地的布置。教室前后黑板阵地的装饰,绘画和宣传。给全校学生写“爱心义卖倡议书”,利用校园文化广播站进行宣传,让其他学生也捐赠物品,参加义卖活动。还有负责安全疏导的同学,建议给他们统一佩戴“红领巾监督岗”的绶带,维护义卖秩序。还有负责摄影报道的,最重要的是他们还分设了“义卖组”、“物品归类组”、“收银员”等。

李乐同学忙得不可开交,他利用课余时间和同学一道整理、分类、登记捐赠的书籍,玩具和文具等。元旦前一天下午,出于习惯,下班之前我都会到班级检查门窗的关闭与否。在走廊的一端,远远地看见教师的灯还

亮着,我推门进去,看见组员们忙着布置教室,当让其中还有李乐同学,正在黑板前黏贴彩色的拉花。他看见我进来,手中不知所措。原来,他们从学校偷偷进来,想把教室打扮得更加漂亮。

这个不同寻常的“元旦义卖会”结束之后,同学们畅谈着欢乐和收获,同学们变了,李乐也变了。我想这是孩子们用自己的实际行动参与、体验、感悟、内化的结果,这是素质教育的有效实践,丰富多彩的时间活动真是有意想不到的收获啊!

范文九:水力学实验 投稿:尹懶懷

水 力 学 实 验

课程编码:

课程英文名称: Hydraulics Experiment

学分:1 总学时:16 讲课:0 实验:16 开课对象:水利水电工程专业

一、 课程的性质、目的与任务

水力学实验在水力学学科发展中占有重要的地位。通过水力学试验可以观察水流现象,验证水力学基本原理与公式,帮助学生深化课堂教学内容;通过实验使学生掌握水力要素量测的基本方法,培养学生科学实验的严谨作风,并为进一步培养学生从事科学研究方面的工作奠定相应的基础。

二、 课程的内容与基本要求

1、实验的内容

(1)水静力学实验

测量A、B、C、D点的位置水头与压强水头,验证z深对负压现象的理解。

(2)能量方程实验

量测测压管水头;用体积法或重量法测定流量;绘出测压管水头线及总水头线。 (3)毕托管测流速

测定运动液体中某一点的流速及断面上的流速分布。 (4)雷诺实验

测定水温,换算出水的运动粘滞系数;测定流量,求出流速;测定运动液体的雷诺数。 (5)沿程阻力系数的测定

测定水温,换算出水的运动粘滞系数;测定流量,求出流速;计算雷诺数。

测出选定的两个断面的测压管水头,流速水头,计算出两个断面间的沿程水头损失,计算出沿程阻力系数,并与已有成果比较。

(6)局部阻力系数的测定

以圆管突然扩大为例,测定变化前后两个断面的测压管水头;测定流量,求出流速,得到流速水头;最终得到两个断面间的局部水头损失,计算出局部水头损失系数,并与理论值比较。

(7)孔口及管嘴出流实验

测定作用水头及流量,换算出孔口及管嘴出流的流量系数,并与已有成果比较。 (8)水面曲线实验

通过改变明槽底坡,演示十二条水面曲线。 (9)水跃及堰流实验

测定自由水跃的共轭水深及水跃长度,并与理论计算值比较。

测定曲线型实用堰的流量系数,通过改变下游水深演示出泄水建筑物三种水跃衔接方式。

p

C的结论;测定未知液体的容重;认识并加

(2)基本要求

(1)水静力学实验

在不同表面压强条件下,测定静水中某点的压强,加深对静水压强基本公式的理解;掌握用测压管测定压强的方法;验证z

p

C的结论;测定未知液体的容重。

(2)能量方程实验

观测水流在变径管内运动时测压管水头的变化规律;认识流速水头的变化规律,加深对水流运动过程中能量

转化规律的理解;掌握体积法或重量法测定流量的方法。

(3)毕托管测流速

掌握毕托管测定运动液体中某点流速的原理及方法;了解断面上的流速分布情况。 (4)雷诺实验

认真观察层流与紊流的水流现象、流动特征及其转变情况,加深对层流、紊流流动型态的感性认识。 通过对临界雷诺数的量测来确定层流、紊流的型态及其判别。 (5)沿程阻力系数的测定

掌握测定沿程水头损失系数的方法;验证不同流区中水头损失与断面平均流速的关系、沿程阻力系数随雷诺数及相对粗糙度的变化规律。

对阻力平方区,计算实验管壁的粗糙系数及当量粗糙度,并与莫迪图比较。 对层流区计算液体的粘滞系数值,并与已有结果对照。 (6)局部阻力系数的测定

掌握局部水头损失系数的测定方法;观察测压管水头的变化情况。 (7)孔口及管嘴出流实验

量测孔口出流的收缩系数、流速系数以及孔口和管嘴出流时的流量系数;认识圆柱形管嘴内的局部真空现象。 (8)水面曲线实验

演示不同底坡条件下矩形水槽中非均匀渐变流的几种主要水面曲线,加深对非均匀渐变流水面曲线的感性认识,加深对理论知识与水面曲线计算方法的理解。

(9)水跃及堰流实验

观察水跃现象,了解水跃的组成及基本特征;测定矩形明槽中自由水跃的共轭水深及水跃长度,并验证水跃共轭方程;观察不同跃前佛汝得数的水跃类型。

观察堰流的水流现象,并观察下游水位对过流能力的影响;测定曲线型实用堰的流量系数。 通过改变下游水深演示出泄水建筑物三种水跃衔接方式。

三、学时分配建议

四、课程考核要求及方式

水力学实验依学生在实验课的表现及实验报告的完成情况评定成绩。

五、有关说明

1、实验应根据仪器设备情况分组进行,每组人数以3~4人为宜。实验过程中教师要加强实验指导,确保实验课达到既定的教学目标。

2、要求学生明确实验目的,规范实验操作、仔细观察水流现象,爱护实验仪器,保持实验室整洁。

范文十:水力学实验 投稿:刘帧帨

水力学实验

实验一 流线演示实验

一、演示目的

1、通过演示进一步了解流线的基本特征。

2、观察液体流经不同固体边界时的流动现象。

二、演示原理

流场中液体质点的运动状态,可以用迹线或流线来描述,迹线是一个液体质点在流动空间所走过的轨迹。流线是流场内反映瞬时流速方向的曲线,在同一时刻,处在流线上所有各点的液体质点的流速方向与该点的切线方向相重合,在恒定流中,流线和迹线互相重合。在流线仪中,用显示液(自来水、红墨水),通过狭缝式流道组成流场,来显示液体质点的运动状态。整个流场内的“流线谱”可形象地描绘液流的流动趋势,当这些有色线经过各种形状的固体边界时,可以清晰地反映出流线的特征及性质。

三、演示设备

演示设备如图所示,它们分别显示二种特定边界条件下的流动图象。 (a) 可显示机翼绕流流场中流体的流动形态。 (b) 可显示实用堰溢流的流动形态。

演示仪均由有机片制成狭缝式流道,其间夹有不同形状的固体边界。在演示仪的左上方有两个盛水盒,一个装自来水,一个装红色水,两盒的内壁各自交错开有等间距的小孔通往狭缝流道,流道尾部装有调节阀。

流线仪简图

1、盛水盒 2、机翼 3、弯道 4、机翼角度调节开关 5、狭缝流道 6、泄水调节阀 7、实用堰

四、演示方法

1、首先打开演示仪的排气夹和尾部的调节夹进行排气,待气排净后拧紧调节夹,并将上方的两个盛水盒装满自来水;

2、将装有自来水的两个盛水盒其中的任一个滴少许红墨水搅拌均匀; 3、调节尾部控制夹,可使显示液达到最佳的显示效果;

4、待整个流场的有色线(即流线)显示后,观察分析其流动情况及特征;

5、演示结束后,倒掉演示液,并将仪器冲洗干净待用。

五、思考题

1、 流线的形状与边界有否关系? 2、 流线的曲、直和疏、密各反映了什么?

实验二 静水压强量测实验

一、目的要求

1、量测静水中任一点的压强; 2、测定另一种液体的密度;

3、要求掌握U形管和连通管的测压原理以及运用等压面概念分析问题的能力。

二、实验设备

图1-1

1与2测压管注入油,3与4注入水,二者的液体不能混

三、实验步骤及原理

1、打开通气孔,使密封水箱与大气相通,则密封箱中表面压强p0等于大气压强pa。那么开口筒水面、密封箱水面及连通管水面均应齐平。

2、关闭通气孔,将开口筒向上提升到一定高度。水由开口筒流向密封箱,并影响其它测压管。因此,密封箱中空气的体积减小而压强增大。待稳定后,

开口筒与密封箱两液面的高差即为压强差p0pagh,这个水柱高度h也等于65及75,而U形管两液面的压差也应等于p0pa。

3、如果将开口筒向下降到一定高度,使其水面低于密封箱中的水面,则密封箱中的水流向开口筒。因此,密封箱中的空气的体积增大而压强减小,此时p0

pap0

5657 g

4、设hi 表示各测压管及密封水箱内A,B点标高读数,根据在重力作用下不可压缩液体的静力压强基本方程



p

C或pp0gh g

可以求得相应各点处的静压强。

'

A点的绝对压强pA、相对压强pA为

'

pApa水g(h7hA) pA水g(h7hA)

'

同理,B点的绝对压强pB、相对压强pB为

'

pBpa水g(h6hB) pB水g(h6hB)

'

从测压管液面h6与h5的高差可求得密封容器液面上绝对压强p0、相对压强p0

'

p0pa水g(h6h5) p0水g(h6h5)

由于连通管和U形管反映着相同的压差,故有:

p0pa水g(65)'g(12)水g(34)

由此可以求得另一种液体的密度':

'水

654

水3。

1212

四、注意事项

1、首先检查密封箱是否漏气(检查方法自己考虑)。

2、开口筒向上提升时不宜过高,在升降开口筒后,一定要用手拧紧左边的固定螺丝,以免开口筒向下滑动。

五、量测与计算

实验台编号: 。

1、有关常数: A点高程A;B点高程B;

大气压强pa2;水密度水3;

2、量测记录表格:

3、计算:

六、回答问题

1、第5、6、7号管和2、4号管,可否取等压面?为什么? 2、第2、4、7号管和6、7号管中的液面,是不是等压面?为什么?

实验三 动量方程实验

一、实验目的

1、测定管嘴喷射平板或曲面板所施加的冲击力。

2、将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较,加深对动量方程的理解。

二、实验原理

由天平测得射流对实验板施加的作用力用FE表示。动量方程的计算式为:

FTQu0(1cos) (1)

当不考虑能量损失及其它影响因素,只考虑重力减速作用时,射流冲击到实验板上的速度u小于喷嘴出口流速u0,故方程(1)为

2

FTQu02gz(1cos)

(2)

式中,FT为冲击力的计算值dyn(1dyn= 10-5 N);为水的密度g/cm3;Q为射流流量cm3/s;Z为射流喷嘴出口到实验板的距离cm;为射流入口流速与出口流速的夹角。

2

2gz。 90。时,FTQ0

222gz(1cos135)1.707Q02gz 135。时,FTQ0

222gz(1cos180)2Q02gz 180。时,FTQ0

FT与FE进行比较,其偏差值为



FTFE

% (3) FT

值可为,值越小说明仪器的精度高。

2

2gz。 90。时,FTQ0

222gz(1cos135)1.707Q02gz 135。时,FTQ0

222gz(1cos180)2Q02gz 180。时,FTQ0

三、实验设备

四、实验步骤

1、先擦去实验板上的水。将天平移动砝码滑到零位,配重放到天平的A盘,转动天平微调砝码,使天平处于平衡状态。在喷嘴的出口放入定位块使其尖端位于实验板的中心,固定天平。取下定位块。置分流器泄水口于泄水槽,使量水箱初水位约2.5cm,关闭泄水阀、记录初水位。

2、在天平B盘放入砝码(平板放60克,曲板放80克 )。打开稳压箱调压阀,启动水泵,待稳压箱内的气体全部排空后,关小调压阀(不要关死,需留有调节量)。实验过程稳压箱压力保持不变

.

3、慢慢开启调节阀,由喷嘴喷出射流冲击实验板,当实验板受到的冲击力与砝码的重量相等时,天平重新处于平衡状态(可通过阀门开度或移动砝码来进行调节)。注意不能动微调砝码。

4、拨动分流器,使其泄水口朝向测量水箱,同时按动秒表,当测量水箱水位达约24cm时,拨动分流器,使其泄水口朝向泄水槽,同时按动秒表。记录秒表读数、终水位及冲击力的测量值(即天平B盘砝码与移动砝码之和)。

5、将移动砝码滑到零位,在天平B盘再加入10克砝码,重复步骤3与4,测出第二组数据。用同样的方法测量6组数据。

6、实验完毕先关闭调节阀再停泵。天平底座下放托块保护。

五、注意事项

1、先开调压阀,泄水阀要关严,开供水调节阀一定要缓慢,防止冲液。 2、天平的正确使用是保证实验成功的条件,使用者首先要熟练掌握天平的正确使用方法。

六、实验成果及要求

1、有关常数

2、记录表格 β =90°

β =135°

β =1800

七、思考题

1、F实与F理有差异,除实验误差外还有什么原因?

实验四 文丘里流量计及孔板流量计综合实验

一、实验目的

1、了解文丘里流量计和孔板流量计的原理及其简单构造。

2、绘出压差与流量的关系曲线,确定文丘里流量计和孔板流量计的流量系数值。

二、实验原理

文丘里流量计是在管道中常用的流量计,它包括收缩段、喉管、扩散段三

部分。由于喉管过水断面的收缩,该断面水流动能加大,势能减小,造成收缩段前后断面压强不同而产生的势能差。此势能差可由压差计测得。

孔板流量计原理与文丘里流量计相同,根据能量方程以及等压面原理可得出不计阻力作用时的文丘里流量计(孔板流量计)的流量计算公式:

Q理Kh,

其中:K

4

D2d2Dd

4

4

2g;

h(z1p1/)(z2p2/)

对于文丘里流量计: hh1h2

对于孔板流量计: hh4h5

根据实验室设备条件,管道的实测流量Q实由体积法测出。

在实际液体中,由于阻力的存在,水流通过文丘里流量计(或孔板流量计)时有能量损失,故实际通过的流量Q实一般比Q理稍小,因此在实际应用时,上式应予以修正,实测流量与理想流量情况下的流量之比称为流量系数,即



Q实Q理

三、实验设备

文丘里实验设备:

1. 水泵 2. 稳压箱 3. 压力表 4. 放气调压阀 5. 泄水槽 6. 转向管 7. 比压计 8. 通气管夹 9. 上游阀门 10. 下游阀门 11. 量水箱泄水阀 12. 量水箱

1. 水泵 2. 稳压箱 3. 压力表 4. 放气调压阀 5. 泄水槽 6. 转向管 7. 比压计 8. 通气管夹 9. 上游阀门 10. 下游阀门 11. 量水箱泄水阀 12. 量水箱 13. 孔板

四、实验步骤

文丘里(孔板)实验

1、熟悉实验设备,记录有关常数。

2、排气:关闭其他实验项目阀门。开放气调压阀,启动水泵,开上游阀门,略开下游阀门,排除管内全部气体。关闭上游阀门,慢慢开下游阀门,使比压计液面达最低位置,夹紧比压计通气管。关下游阀门,略开上游阀门,待稳定后观察比压计液面是否水平,水平则管内无气。然后慢慢开大上游阀门,同时开大下游阀门,使比压计的压差达到最大值。

3、实验:关闭量水箱阀门,使初水位在2.5cm左右,并记录。将转向管出口转向量水箱,同时按秒表,稍后,读比压计,并记录,(注:文丘里实验第一组数据读3根测压管,从第2组数据开始只读比压计1与2两个测压管。)当量水箱水位达30cm左右时,将转向管出口转向泄水槽,同时按秒表,并记录量水箱水位及秒表读数,打开量水箱泄水阀,使初水位再下降到2.5cm左右,关下游阀门,调小流量,重复上述步骤,测出12组左右数据,最小流量的压差在9cm左右。实验完毕关上游阀门,观察比压计液面是否水平,若水平则管内未进气。

注:1、整个实验过程稳压箱压力表读数保持不变。(用放气调压阀调节)。

2、改变流量时,需待开关改变后,水流稳定,方可记录。

3、当管内流量较大时,测压管内水面会有波动现象。应读取波动水面的最高与最低读数的平均值作为该次读数。

五、实验成果及要求

1)文丘里

2)孔板

3)成果分析

1、绘制Q~h关系曲线。以h为横坐标,以Q为纵坐标,分别点绘文丘里流量计和孔板流量计的Q~h曲线。根据实测的值,分析文丘里流量计与孔板流量计的流量系数不相同的原因。

2、在方格纸上绘制文丘里第一组数据的测管水头线和总水头线图形。

七、思考题

1、若文丘里流量计和孔板流量计倾斜放置,测压管水头差是否变化?为什么?

2、收缩断面前与收缩断面后相比,哪一个压强大?为什么? 3、实测的值是大于1还是小于1?

4、每次测出的流量系数值是否是常数?若不是则与哪些因数有关?

实验五 流动综合演示实验

一、实验目的

1、演示流体经过不同边界情况下的流动形态,以观察不同边界条件下的流线、旋涡等现象,增强和加深对流体运动特性的认识。

2、演示水流绕过不同形状物体的驻点、尾流、涡街现象、非自由射流等现象的感性认识。

3、加深对边界层分离现象的认识,充分认识流体在实际工程中的流动现象。

二、实验设备

图二为流动演示仪的示意图。该仪器是由水箱、水泵、流动显示面等几个部分所组成。该仪器通过在水流中掺气的方法,利用日光灯的照射,可以清楚地演示不同边界条件下的多种水流现象。整个仪器由7个单元组成,每个单元都是一套独立的装置,可以单独使用,亦可以同时使用。

三、实验步骤及演示内容

(一)操作程序

1、接通电源,打开开关。关闭掺气阀,在最大流量下使显示面两侧水道充满水。

2、用调节进气量旋纽调节进气量的大小。调节应缓慢,逐次进行,使之达到最佳显示效果(掺气量不宜太大,否则会阻断水流,或产生剧烈噪声)。

(二)演示内容

1、WD—1型(图三、1)用以显示逐渐扩散、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩等平面上的流动图形,模拟串联管道纵剖面流谱。

在逐渐扩散段可观察到由于边界层分离而产生旋涡。而在收缩段,由于不产生边界层分离现象,流线均匀收缩,几乎没有旋涡产生,只在拐角处出现很小的旋涡。在突然扩大段出现了较大的旋涡区。由此可见,逐渐扩散段局部水头损失大于收缩段,而突然扩大段所产生的局部水头损失最大。

2、WD—2型(图三、2)显示文丘里流量计、孔板流量计等流动图形和串联流道纵剖面上的流动图形。

由显示可见,文丘里流量计的过流顺畅,流线顺直,无边界层分离和旋涡产生。孔板流量计在孔板前的拐角处有小旋涡产生,孔板后的水流逐渐扩散,并在主流区的周围形成较大的旋涡区。由此可见,孔板流量计结构简单,水头损失较大,流量系数较小(0.61左右)。文丘里流量计流动形态较好,水头损失较小,流量系数效大(=0.96~0.99)。

3、WD—3型(图三、3)显示30。弯头、直角园弧弯头、直角弯头、45。 弯头以及非自由射流等流段纵剖面上的流动图像。

由显示可见,在每一转弯后面,都因边界层分离而产生旋涡。转弯角度不同,旋涡大小、形状各异。在圆弧转弯段,流线顺畅;该串联管道上,还显示局部水头损失叠加影响的流动图谱。在非自由射流段,射流离开喷口后,不断卷吸周围的流体,形成射流的紊动扩散。在此段上还可以看到射流的“附壁效应”现象。

4、WD—4型(图三、4)显示30。弯头、分流、合流、45。弯头、YF—溢流阀、闸阀及蝶阀等流段纵剖面上的流动图谱。

由流动显示可见,在转弯、分流、合流等过流段上,存在不同的旋涡出现。合流旋涡较为典型,明显干扰主流,使主流受阻;闸阀半开, 尾部旋涡区较大,水头损失也大。蝶阀全开时,过流顺畅,阻力小,半开时,尾涡紊动激烈,表明阻力大且易引起振动。

该装置不但能获得较好的教学效果,而且还直接为改进阀门的性能提供了直观根据。

图二 壁挂式自循环流动演示仪结构示意图

1、挂孔 2、彩色有机玻璃面罩 3、不同边界的流动显示面

4、加水孔孔盖 5、掺气量调节阀 6、蓄水箱 7、可控硅无级调速旋钮 8、电器、水泵室 9、标牌 10、铝合金框架后盖 11、水位观测窗

图三 显示面过流示意图

5、WD—5型(图三、5)显示明槽逐渐扩散,单园柱绕流、多圆柱绕流及直角弯道等流段的流动图形。

(1)驻点:观察流经圆柱前端驻点处的小汽泡运动特性,可了解流速与压强沿圆周边的变化情况。

(2)边界层分离现象:流动显示了圆柱绕流边界层分离现象,可观察出边界层分离点的位置及分离后的回流形态。

(3)卡门涡街:圆柱的轴与水流方向垂直,在圆柱的两个对称点上产生边界层分离,然后不断交替在圆柱下游的两侧产生旋转方向相反旋涡,并随主流一起向下游运动,旋涡的强度逐渐减弱。

(4)多圆柱绕流:观察水流经过多圆柱绕流所产生的旋涡,可以了解被广泛用于热工中的传热系统的“冷凝器”及其他工业管道的热交换器等。由流谱图形可知,其换热效果较佳。

6、WD—6型(图三、6)显示明渠渐扩、桥墩形钝体绕流、流线体绕流和反流线体绕流等流段上的流谱。

通过观察,可以看出以下几点:

(1)非圆柱体绕流也会产生卡门涡街,圆柱绕流不同的是,该涡街的频率具有较明显的随机性。改变绕流体结构可以破坏涡街固有频率,避免共振。

(2)流线型柱体绕流流动顺畅,形体阻力最小。而反流线体绕流时也出现了卡门涡街。

8、演示结束后,及时关机,切断电源。

四、注意事项

1、开机后需等1~2分钟,使流道气体排净后再演示。注意调节进行量,使演示效果达到最佳状态。

2、演示结束后及时关灯和关机。

3、注意水箱中的水位,当水位较低时及时加水(水箱中的水最好用纯净水)。

五、思考题

1、旋涡强度的大小与能量损失有什么关系?边界层分离现象发生在什么区域?

2、卡门涡街具有什么特性?对绕流有什么影响?你能指出实际问题中的卡门涡街现象吗?

3、空化现象为什么常常发生在旋涡区?

实验六 管流流态设计实验(雷诺实验)

一、目的要求

1、观察流体在管道中的流动状态(层流、紊流及其转变情况)。 2、测定下临界雷诺数Rec。

二、仪器设备

设备如下图。另备量筒一个、秒表一只、温度计一只。

三、实验原理

1、层流

管道中流动的流体,当其流动 Re数较小而不超过其临界值时,支配流动的主要因素是粘性力。管内流体质点受到这种粘性力的作用,只可能沿运动方向减速或加速而不会偏离其原来的运动方向,各流体质点不发生各向混杂,流动呈现规则的有秩序的成层流动,这就是层流。

2、紊流

当管道中流体流动 Re数增大甚至超过其临界值时,惯性力逐渐取代粘性力而成为支配流动的主要因素。沿流动方向的粘性力对质点的束缚作用降低,质点向其他方向运动的自由度增大,因而容易偏离其原来的运动方向,形成无规则的脉动混杂甚至产生可见尺度的涡旋,这就是紊流

在本实验中,颜色水随玻璃管内主流一起流动,颜色水流线代表了管内主流的流动状态。

3、下临界雷诺数Rec的测定

由流体力学可知:层流紊流流态的判别标准就是下临界雷诺数Rec, 可表示为

,式中 d为玻璃管内径; 为流体的运动粘性系数;

为流

体的临界速度。

实验中,玻璃导管内径是已知的;水的运动粘性系数

与温度的关系为:

(㎝2/s)

使用温度计测量出实验流体的温度 t,根据上式即可求出 值。 VC的测量方法是用量筒和秒表测量出流体在临界状态时一段时间内的体积,该流体体积除以所用时间得到单位时间流体体积即流量QC ,再由VC=QC/A求出临界速度VC 。这里A为玻璃导管的有效截面积。

四、实验步骤

1、记录有关常数

2、观察两种流态:打开开关使水箱充水至溢流水位,经稳定后,微微开启调节阀,并注入颜色水于管道内,使颜色水流成一条直线。通过颜色水质点的运动观察管内水流层流流态;然后逐步开大调节阀,通过颜色水直线的变化观察水流从层流到紊流变化的水力特征;待管中出现完全紊流后再逐步关小调节阀,观察水流由紊流转变为层流的水力特征。

3、测定下临界雷诺数

(1)将调节阀打开,使管中呈完全紊流,再逐步关小调节阀使流量减小。当流量调节到实验色水在全管刚刚拉成一条直线状态时,即为下临界状态。注意每调节一次阀门,均须等待稳定几分钟。

(2)待管中出现临界状态时,用体积法测定流量。

(3)重新开大调节阀,使管内流动形成完全紊流,按上述步骤重复测量5~6次。

六、量测与计算

1、有关常数

实验台编号: ;

管经d cm; 管道过水面积A cm2; 2、测量数据记录

七、回答问题

1、为什么要用 Rec来判断流态而不用Vc来判断?

2、如用不同直径的导管,或用不同的液体, Vc和Rec是否改变?

实验七 孔口管嘴综合实验

一、实验目的

1、观察各种典型孔口和管嘴出流时的流动现象与圆柱形管嘴的局部真空现象。

、测定计算各孔口与管嘴的流速系数、流量系数、局部阻力系数以及薄壁孔口的断面收缩系数。

3、测定圆柱形外管嘴真空值。

二、实验原理

0.1的小孔口,当为完全收缩出流时,在离孔口约

断面处,水

股断面收缩到最小,该收缩断面面积与孔口断面面积之比值称为收缩系数用ε表示。薄壁孔口的ε值最小。

管嘴出流,圆柱管嘴在管嘴内收缩形成真空区。

在恒定流条件下,应用能量方程可得孔口与管嘴自由出流公式 孔口:

管嘴:

式中:

,

, ,

三、实验设备

1-水泵 2-溢流管 3-供水箱 4-水位测压管 5-真空测压管 6-1-圆柱管嘴 6-2-流线管嘴 6-3-园边孔口 6-4-薄壁孔口 7-接水器 8-量水箱 9-存水箱 10-进水阀

四、实验步骤

1、塞好孔口和管嘴出口,关闭进水阀门,向存水箱注水至距上沿4cm处。打开电源开关,缓慢开大进水阀门,当有溢流后,保持少量溢流,观察水位测压管与真空测压管是否在同一水平位置,若不在同一水平位置说明管内气体未排净,用吸气球排出气体.

2、打开圆柱管嘴塞子,保持少量溢流,关闭量水箱阀门,调节初水位h1到2.5cm处,并记录,将接水器置于管嘴出口处,同时按秒表,当水位达到23cm左右时,将接水器快速移离管嘴同时按下秒表,然后记录秒表读数,量水箱水位读数,真空测压管读数并记录,重复以上动作并记录。然后关闭圆柱管嘴。

3、打开流线管嘴塞子,保持少量溢流,关闭量水箱阀门,调节初水位h1到2.5cm处,并记录,将接水器置于管嘴出口处,同时按秒表,当水位达到23cm左右时,将接水器快速移离管嘴同时按下秒表,然后记录秒表读数,量水箱水位读数,重复以上动作并记录,然后打开圆柱管嘴。观察两种管嘴的流动。最后关闭所有管嘴。

4、打开园边孔口塞子,保持少量溢流,关闭量水箱阀门,调节初水位h1到2.5cm处,并记录,将接水器置于孔口出口处,同时按秒表,当水位达到23cm左右时,将接水器快速移离孔口同时按下秒表,然后记录秒表读数,量水箱水位读数,重复以上动作并做记录,然后关闭园边孔口。

5、打开薄壁孔口塞子,保持少量溢流,关闭量水箱阀门,调节初水位h1到2.5cm处,并记录,将接水器置于孔口出口处,同时按秒表,当水位达到23cm左右时,将接水器快速移离管嘴同时按下秒表,然后记录秒表读数,量水箱水位读数,重复以上动作并做记录,量距孔口5毫米处的收缩直径,然后打开园边孔口塞子。观察两种孔口的流动。最后关闭所有孔口。

五、注意事项

、实验时必须在水流稳定时方可进行。

、量测收缩断面直径时,要仔细,卡尺既不能阻碍水流又不能离开水流。、爱护秒表、孔口及管嘴等设备。

、本实验出水流量不稳定,需测三次取平均值。、实验结束后,关闭电源开关,拔掉电源插头。

六、量测与计算

1、有关常数值:量水箱底面积的标定值 F= 388 cm2(三台设备均为此值)

表1

实验台编号:

2、测量记录与计算值

、计算:

七、思考题

、为什么同样直径与同样水头条件下,管嘴的流量系数值比孔口的大?、为什么有的射流紧密不碎,射程较远,有的射流破碎成滴?

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