大学物理旋转液体实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划大学物理旋转液体实验报告　　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

2、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。　　图1大型望远镜的液体镜片　　2.实验原理目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的

3、培训计划大学物理旋转液体实验报告　　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

4、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。　　图1大型望远镜的液体镜片　　2.实验原理目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　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

5、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。下P(x,y)则有：　　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X?Y坐标　　图2实验原理图　　Nco

6、s??mg?0Nsin??Fi?0Fi?m?x　　2　　tan??　　dydx　　?　　?xg　　2　　根据图2有：y?　　?　　2　　2g目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　x?y0　　2　　?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。　　2）用旋转液体测量重力加速度原理

7、　　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3。设液体未旋转时液面高度为h，液体的体积为：　　V?πR2h　　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(2πx)dx?2π?(　　?x2g　　22　　?y0)xdx　　由、式得：　　y0?h?　　?R4g目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的

8、发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　22　　联立、可得，当x?x0?R/2时，y(x0)?h，即液面在x0处的高度是恒定值。　　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，点在式的抛物　　线上，有y0??h?　　?R2g　　22　　?y0，　　得：g?　　?R　　22　　2?h　　又??　　2πn