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1、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，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gp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：hgp.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
2、气连通。水箱顶部装有排气阀 K1，另从孔口 K2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 K3接出的管子插入另一容器中的染色水中。打开 K1时，水箱内液体的表面压强为大气压，当 K1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
3、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。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 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 K1，使水箱内的液面与大气相通，此时液面压强p0=pa.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 关闭排气阀 K1，将调压筒升高至最高位置。此时水箱内液面压强 p0pa，观察各测点压差计的压差变化，
4、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 p0pa.观察各测点压差计的压差变化，并测量记录各测管的液面标高，确保后三组实验的圆桶内部压力大于外界大气压。五、实验数据与处理 仪器编号：5 有关常数：A点高程 A=9.7 cm，B点高程 B=0 cm，水=1.010-3 kg/cm3 测管液面高程读数记录 工况 测次 1(cm)2(cm)3(cm)4(cm)5(cm)6(cm)0（Kpa）1 4.65 15.31 23.05
5、39.95 22.95 39.70 1.9 ppa0 2 6.40 13.30 22.90 34.09 22.85 33.90 1.3 3 9.00 10.71 22.80 25.65 22.60 25.50 0.5 1 11.35 8.45 22.65 17.90 22.50 18.31-0.5 ppa0 2 13.30 6.53 22.50 12.50 22.40 12.48-1.1 3 15.02 4.81 22.40 7.20 22.30 7.16-1.5 实验结果:静水压强量测结果 工况 测次)(560gp水(N/cm2)(AAgp6水(N/cm2)(BBgp6水(N/cm2)125
6、6水未知 (kg/cm3)1 0.16 0.29 0.39 0.0016 ppa0 2 0.11 0.24 0.33 0.0016 3 0.03 0.15 0.25 0.0017 1-0.04 0.08 0.18 0.0014 ppa0 2-0.10 0.03 0.12 0.0015 3-0.15-0.02 0.07 0.0015 六、分析思考题 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
7、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。