實(shí)驗(yàn)_物體在流體中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究

1、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1. 觀測(cè)研究相同質(zhì)量、不同形狀物體在液體中運(yùn)動(dòng)所受阻力的情況； 2. 研究分析不同形狀物體在液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度和加速度的關(guān)系?！緦?shí)驗(yàn)儀器】【實(shí)驗(yàn)儀器】 氣墊導(dǎo)軌儀器全套、滑塊、電子天平、智能數(shù)字計(jì)時(shí)器、加長型大量筒、橡皮泥、細(xì)繩。 【原理簡(jiǎn)介原理簡(jiǎn)介】 為了研究不同形狀物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受 阻力情況，特設(shè)計(jì)了如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置。讓被研究的物體和汽墊導(dǎo)軌上的滑塊連在一起，以同一速度運(yùn)動(dòng)，利用汽墊導(dǎo)軌的光電計(jì)時(shí)裝置很容易測(cè)出滑塊在不同位置的速度和加速度，即測(cè)出了物體在不同位置的速度與加速度。 圖1如被測(cè)物體的質(zhì)量為m，滑塊質(zhì)量為M，在不考慮氣軌與滑塊之間以及滑輪軸上的摩擦，不

2、計(jì)滑輪與線的質(zhì)量，不考慮線的伸長及沾濕，則這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程為： amMfgmm）()(（1） 其中mg為物體在流體中的浮力，f為物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力,a為物體和滑塊的加速度。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度v較小時(shí),只考慮粘滯阻力，則斯托克斯定律成立，對(duì)于半徑為r的小球vrf6（2）其中為流體的粘度,為小球的運(yùn)動(dòng)速度。當(dāng)v較大時(shí)，粘附在小球表面的一層流體將會(huì)脫落，不隨小球一起運(yùn)動(dòng)，在小球后面形成渦流。使小球后面的流體速度大于小球前面的流體速度，形成壓差阻力。斯托克斯公式不再成立，此時(shí)有SvcRf22（3）（3）式中S為最大迎流面積，C是一個(gè)系數(shù)，為液體密度，是雷諾數(shù)vdR MmvrgMmmma6（4）

3、當(dāng)R 很大時(shí)，有)(222MmvrcRgMmmma（5）（4）式表示a與v是線性關(guān)系，（5）式表示a與v2是線性關(guān)系。（4）至（5）之間實(shí)際上是連續(xù)變化的。 本實(shí)驗(yàn)要觀察不同形狀的物體在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度變化情況，還要考察a與v的關(guān)系。汽墊裝置所測(cè)出的物體運(yùn)動(dòng)的速度是在L位移內(nèi)的平均值，所以選取的是否恰當(dāng)將直接影響測(cè)量結(jié)果。xvvdxdvvdtdxdxdvdtdva 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1、質(zhì)量相同，形狀不同的物體在水中下落的速度變化情況。 安裝光電計(jì)時(shí)裝置并檢查其工作狀態(tài)，將導(dǎo)軌調(diào)平。將橡皮泥捏成球形、圓錐形、流線形分別測(cè)出它們?cè)诓煌恢脁點(diǎn)的時(shí)間，將數(shù)據(jù)記錄在表（1）中。（注意保持各種形狀的線度相同）根據(jù)數(shù)據(jù)作出vx圖線，并比