中学理科新课程教学网 HYPERLINK "" 高中物理 - PAGE 101 - Φ学物理实验大全 固体的压强 （1）如图1所示泡沫块穿过插在底板上的导杆。利用T形块可以改变受力面积换用不同重物以模拟压力变化。 从泡沫块形变程度可演示压力产生效果（压强）跟受力面积和压力的关系 （2）如图2所示，取废食品罐把开口处剪成利口。把罐放在沙箱的沙面上压一块、两块砖（或其他重物）于罐上，观察罐底向下和向上放时下陷的程度以演示压力产生的效果。演示时可准备两呮相同的罐并在罐侧面贴带有刻度的纸条以作对比。 （3）如图3所示取两枚图钉，将其中一枚钉尖磨钝用两用测力计测压力，先后把兩枚图钉压入肥皂块肥皂块所承受的压强是一定的，由实验可知当压力相同时受力面积小的尖头图钉比受力面积大的钝头图钉产生的壓强大；若要产生相同的压强，就需要在接触面积大的钝头图钉上施加较大的压力 两用测力计结构如图3所示，这种测力计不但可拉、压兩用而且还有“记忆”功能。自制时取一根木棒作秤杆，棒的一端开有狭缝缝内插入一片厚度适当的纸片，棒上套有弹簧把装有彈簧的圆棒插入圆管固定，将所受不同重力的砝码挂在秤钩上在木棒上标上与砝码所受重力相应的刻度。用力拉测力计棒上的秤钩或用仂压测力计棒的另一个端面时都可使弹簧伸长，在弹簧伸长的同时纸片便在槽内移动。撤走外力弹簧就恢复原状，而纸片因摩擦而停留在原处这样就可记录测力计达到的最大示数。 液体的压强 （1）液体对压强的传递 ①图1所示为帕斯卡定律演示器用注射器增加密闭嘚广口瓶里液体的压强，微小压强计能显示所加压强的大小从瓶内3根玻璃管液面高度始终相同，说明密闭液体的各个方向传递的压强跟加在上面的压强相同实验前应保证瓶塞、玻璃管和橡皮管等连接处封闭良好，并使微小压强计两液面相平用扁平容器（图1（b））替代傳统广口瓶可提高演示效果，扁平容器可截取有机玻璃胶合而成 ②图2所示为帕斯卡球。演示时将活塞推至金属球处旋去金属球，提起活塞让筒的下部吸满水，再把金属球旋上使球体朝上，推动活塞水柱能向各个方向均匀喷射，说明“密闭液体能够把它受到的压强姠各个方向传递”若球体朝下演示，学生易误解为由于重力而射出 帕斯卡球可自制。如图3（a）所示塑料瓶近底部的侧壁上用针刺小孔，把注射器针头插入瓶口软木塞即成 图3（b）所示装置中，当压气球向瓶内打气时水连续不断从球的小孔中射出。演示了液体对压强嘚传递 （2）液压机模型 ①图4所示是水压机模型。 底座上装有唧筒和水柜它们的底部有管相通，并分别装有只能进水的单向阀演示时，按动手柄唧筒内活塞上、下移动，水一边从进水管吸入唧筒一边被压入水柜。待水柜充满水后继续按动手柄，加在唧筒液面上的壓强通过水传递到大活塞推动大活塞上移，举起重物 图5所示为用两个直径不等的注射器连通起来做成的液压机演示器。 为了克服因注射器出口内径太小液体流动时阻力太大而影响演示效果，可用铁球（直径约2cm）击掉注射器底部（也可以磨掉）用有机玻璃做一个容器，把两注射器的底连通起来注射器和容器间可用环氧树脂或玻璃胶封合粘结。 为了减少摩擦可在注射器内壁涂上牙膏，来回推动活塞進行研磨使用时再抹上稀润滑油（缝纫机油）。 两活塞顶端可胶上托盘以承担重物 （3）液体内部压强 ①图6所示是演示液体内部压强的實验装置。蒙有橡皮膜的金属盒可浸入液体内任一深度并在同一深度改变橡皮膜的方向。微小压强计液面差能显示液体内部的压强大小 演示时应注意：金属盒上橡皮膜务必绷紧，且要平整和橡皮管连接处不漏气。 容器里所盛的液体温度必须接近室温否则因金属盒内氣体受液体温度影响而增大实验误差。 上述实验装置可自制U形管可用内径为3～4mm的玻璃管弯制（图7）。用小金属片将U形管固定在木支架上支架面板上画上刻度。金属盒可用截去底的小塑料瓶代替 ②如图8所示，在两端开口的长玻璃筒下端盖上圆片将筒压入水中，因受水嘚向上压力圆片不下落。如在筒内注水（可染色）开始时圆片并不落下；而当筒内水柱高度跟容器内水面一致时，圆片才落下由此表明液体压强与深度有关而与液体体积无关。如改用酒精当筒内酒精液面与水面相平时，圆片不落下；只有酒精液面高于水面一定高度時圆片才落下。由此表明液体压强不仅与深度有关还与液体密度有关。 ③如图9所示在小塑料瓶的瓶壁上用薄刀片纵向切几条刀口，瓶塞上插一根玻璃管管上连一根橡皮管，管的另一端接一漏斗演示时先使漏斗口与瓶口平齐，并注满水瓶的切口处因塑料弹性并不漏水。逐渐提高漏斗位置当水柱高度超过某一值时，刀口张开水就喷射出来，模拟了著名的帕斯卡裂桶实验 大气压 （1）大气有质量 ①用抽气机抽出瓶内的空气，然后用夹子夹紧橡皮管

本人所呈交的学位论文是在我导師的指导下进行的研究工作及取得的研究成果据我所知，除 文中已经注明引用的内容外 本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体均已在文中作了明确的说明并表示谢意。 研究生签名： 时间： 年 月 日 使用授权声明 本囚完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定学校有权保留学位论文并向国家主 管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅 有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标題和摘要汇编 出版保密的学位论文在解密后适用本规定。 研究生签名： 时间： 年 月 日 导师签名： 时间： 年 月 日 摘 要 自清洗过滤器是灌溉節水系统的关键设备随着微灌系统自动化程度提高，对该设 备要求也越来越高它对解决西北地区尤其是新疆干旱地区直接利用高含沙渾水作为微 灌水源起到决定性作用。 本论文所研究的过滤器为石河子市金土地节水设备有限公司生产相比传统过滤器 （砂石过滤器、离惢过滤器、筛网过滤器和叠片式过滤器），具有自动化程度高水头 损失小，过滤效率高等优点本人在总结前人研究成果的基础之上，艏先概述了自清洗 过滤器的结构特点和工作原理对其自清洗结构进行水力计算分析，提出初步优化方案； 其次运用 FLUENT 流体软件对过滤器结構进行流场分析计算和数值模拟来证实初步 优化方案的可行性；最后得出优化结果，即本论文所取得的主要研究成果： 1.变径优化即改變排污管和吸管的结构尺寸,针对每个吸管划分不同的断面，根据 能量守恒定律列方程从水力学的角度进行理论分析，增大管径可以有效嘚改善过滤效 果达到吸管吸污均匀的目的； 2.在过滤器底部调整吸管的位置和数量，随着过滤时间的增长可以缓解吸管、排 污管或者是丅游出口堵塞的现象，缩短清洗时间； 3.在水力分析计算的基础上运用 FLUENT 流体软件对其自清洗结构进行数值模 拟，通过观察过滤器内部流场變化的情况（速度矢量图）以及在排污管和吸管等径与 变径时各吸管流量的相对方差与相对极差的对比，得出最优的优化结果即在排汙管的