02静水压强量测实验报告
时间：2020-11-15 14:47:08 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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：h g p .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 。
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． 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
.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 = 1.0×10 -3
kg/cm 3
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 39.95
22.95 39.70
1.9 p p a0 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 p p a0 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 ) (5 6 0 g p水(N/cm 2 ) ) (A Ag p 6 水 (N/cm 2 ) ) (B Bg p 6 水 (N/cm 2 ) 1 25 6水 未知 (kg/cm 3 )
1 0.16 0.29 0.39 0.0016 p p a0 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 p p a0 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 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。
风格很统一。
