物理学术竞赛Heronx27s-Fountain.pdf

1 / 3 的喷泉一、实验目的1、建造一个的喷泉并解释它的工作原理2、研究瓶内压强、喷泉口导管直径等相关参量对水柱高度的影响二、实验材料矿泉水瓶 3 个，导管若干，橡皮泥若干，水，铁架台1 个，米尺 1 个三、实验原理1、伯努利原理这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原理，其实质是流体的机械能守恒即：动能+重力势能+压力势能 =常数伯努利原理往往被表述为，这个式子被称为伯努利方程式中 p 为流体中某点的压强， v 为流体该点的流速， 为流体密度， g 为重力加速度， h 为该点所在高度， C是一个常量需要注意的是，由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的，所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体2、理想气体状态方程理想气体状态方程，又称理想气体定律、普适气体定律，是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、温度间关系的状态方程它建立在玻义耳- 马略特定律、查理定律、盖-吕萨克定律等经验定律上这个方程有4 个变量：是指2 / 3 理想气体的压强，为理想气体的体积，表示气体物质的量，而则表示理想气体的热力学温度； 还有一个常量：为理想气体常数（） 可以看出，此方程的变量很多。

因此此方程以其变量多、适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用3、帕斯卡定律不可压缩静止流体中任一点受外力产生压力增值后，此压力增值瞬时间传至静止流体各点加在密闭液体任一部分的压强，必然按其原来的大小，由液体向各个方向传递4、喷泉的工作原理如图，有 A、B、C三个容器，导管接口处皆密封设A 液面到 C 液面高度为，则B容器内气压 = C 容器内气压 = ，若 A、B间导管足够长，该导管内液面到B 液面的高度等于设喷泉最高处到B 液面高度为，则，使 B中水流向 A，形成喷泉，且喷口处速度四、实验内容1、按原理图，搭建实验装置，在矿泉水瓶与导管连接处包裹橡皮泥，以增强密封性3 / 3 2、A中喷泉口导管直径为8，只改变 A 液面到 C液面高度，测量 .30 35 40 45 50 55 60 65 70 13.67 16.08 18.34 20.66 23.21 24.18 27.45 29.78 32.16 3、 A液面到 C液面高度为 50， 只改变 A中喷泉口导管直径，测量 .4 5 6 7 8 9 10 11 12 27.95 27.05 25.67 24.56 23.21 21.56 20.12 18.21 16.45 五、实验结论当其他条件一定时，当液面差（）越大，喷口处水速越大，喷泉高度越高；当喷口导管直径越大，喷口处水速越小，喷泉高度越低。