动量方程仪实验指导书
实验1动量方程实验
动量方程实验一、实验目的1．测定水的射流对平板的冲击力，测得动量修正系数，进而验证不可压缩流体恒定总流的动量方程。
2．了解活塞式动量定律实验原理、构造，启发创新思维。
二、实验装置图一动量方程实验装置图1.自循供水器2.实验台3.可控硅无极调速器4.水位调节阀5.恒压水箱6.管嘴7.集水箱8.带活塞的测压管9.带活塞和翼片的抗冲平板10.上回水管三、实验原理自循环供水装置1由离心式水泵和蓄水箱组合而成。
水泵的开启、流量大小的调节均由调速器3控制。
水流经供水管供给恒压水箱5，溢流水经回水管流回蓄水箱。
流经管嘴6的水流形成射流，冲击带活塞和翼片的抗冲平板9，以与入射角成90°的方向离开抗冲平板。
h可由抗冲平板在射流冲力和测压管8中的水压力作用下处于平衡状态。
活塞形心处水深c测压管8测得，由此可求得射流的冲力，即动量力F。
冲击后的弃水经集水箱7汇集后，再经上回水管10流出，最后经漏斗和下回水管流回蓄水箱。
本活塞式动量定律实验仪，改变了传统加重物的测量方法，而代之以作用于活塞上的水压力来抗衡射流对平板冲击所产生的动量力，将动量力的测量转换为流体内点压强的测量。
它还具有能使水压力自动与动量力相平衡以及有效消除活塞滑动摩擦力的特殊结构。
为了自动调节测压管内的水位，以使带活塞的平板受力平衡并减小摩擦阻力对活塞的影响，本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术，其构造及受力情况如图二、图三。
图二图三图一中，带活塞和翼片的抗冲平板9和带活塞套的测压管8，（如图二所示），该图是活塞退出活塞套时的分部件示意图。
活塞中心设有一细导水管口a ，进口端位于平板中心，出 口端伸出活塞头部，出口方向与轴向垂直。
在平板上设有翼片b ，活塞套上设有窄槽c 。
恒定总流动量方程为2211()F Q ρβυβυ=-取脱离体如图三所示，因滑动摩擦阻力水平分力0.5%f x F F <，可忽略不计，故x 方向的动量方程可化为211(0)4x c cx F p A gh D Q πρρβυ=-=-=-即21104x c Q gh D πβρυρ-=式中：c h ——作用在活塞形心处的水深；D ——活塞的直径；Q ——射流的流量；1x υ——射流的速度； 1β——动量修正系数。
水力学实验报告(动量方程验证实验)
������ = ρQV(1 − cos ������)
式中：Q 为管嘴的流量；V 为管嘴流速；α为射流射向平板或曲面板后的偏转角度。 α=90°时，F平 = ρQV（F 平为水流对平板的冲击力）。 α=135°时，F = ρQV(1 − cos 135°) = 1.707ρQV = 1.707F 。
6. 关闭抽水机，将水箱中水排空，砝码从杠杆上取下，结束实验。 注意事项 1. 量测流量后，量筒内的水必须倒进接水器，以保证水箱循环水充足。 2. 测流量时，计时与量筒接水一定要同步进行，以减小流量的量测误差。 3. 测流量一般测两次取平均值，以消除误差。
四、 实测的数据（表）
1. 有关常数
喷管直径 d=0.92cm，作用力力臂 L=8cm。
2. 实验中，平衡锤产生的力矩没有加以考虑，为什么？ 答：平衡锤在冲击开始前将杠杆平衡，用以平衡更换面板产生的作用力差异，在实验过 程中，可以视为是杠杆的一部分，不影响计算结果。
教
师
评
指导教师
年
月
日
语
稳，对流量法测验产生影响。 此外，由于实验时间长，水轮机工作状况发生改变；修正系数误差忽略等问题均会产生较小 误差。 七、 回答实验指导书中有关问题 1. F 实与 F 理有差异，除实验误差外还有什么原因？
答：理论误差（系统误差）。 实验数据处理时的参数，修正系数等忽略因素都是造成二者差异的非实验因素。
6 710 5.20 136.54
六、 对实验结果的分析与结论 实验测得α = 90°时，F 实=30625.00 N×10-5，F 理=30511.71 N×10-5，误差为 0.37% 实验测得α = 135°时，F 实=59718.75 N×10-5，F 理=54067.45 N×10-5，误差为 10.45% 实验测得α = 180°时，F 实=63700.00 N×10-5，F 理=55991.30 N×10-5，误差为 13.76% 实验测得在α = 90°时，理论值与实际值吻合较好，但在α = 135°和α = 180°时，偏差比较 大。 下面就实验过程进行误差分析。测量中误差产生原因有很多，主要有以下几种： （1） 实验时，杠杆是否水平。 尝试将实验数据中的 10.4cm 改变 0.2cm，算得与原数据计算的误差差别为 2%，故 杠杆读数是一个主要影响因素。 在实验中，主要面临两大问题影响杠杆平衡 ① 冲击引起的平衡困难。在无水流冲击时，平衡杠杆比较简单，但是在水流冲击下， 杠杆的平衡很难把握，且由于杠杆的颤动，引起砝码摆动，更加大了平衡难度， 使得平衡时容易出现微小误差；当使用α = 180°的曲面板时，杠杆颤动非常严重， 几乎难以确定平衡状态。 ② 平衡时的砝码和平衡锤的移位。由于平衡锤和砝码公用同一轨道，在移动砝码时， 极易引起平衡锤的微微移动，经由杠杆作用误差放大；另一方面，由于杠杆的颤 动，在平衡锤固定不牢固的区域，会引起其移动。 （2） 体积法测流量产生的误差。 由于此法测量时，需要测量者丰富的经验和敏捷的反应力，对于初学者易产生较大误 差。另一方面，由于在α = 180°时，曲面板在水流冲击下不断摆动，引起水流的不平
流体力学动量方程实验报告
流体力学动量方程实验报告流体力学动量方程实验报告引言：流体力学是研究流体运动规律的学科，其中动量方程是描述流体运动的基本方程之一。
本实验旨在通过实验验证流体力学动量方程，并探究不同因素对流体运动的影响。
实验设备与方法：1. 实验设备：本实验使用的设备包括流体力学实验装置、流速计、压力计等。
2. 实验方法：首先，将流体力学实验装置设置在水平台面上，并校准流速计和压力计。
然后，通过调节装置中的阀门控制流体的流速和压力。
在实验过程中，记录不同条件下的流速和压力数据，并进行数据处理。
实验结果与分析：1. 流体速度与动量的关系：在实验中，我们通过改变流体的流速，记录了不同流速下的动量数据。
结果显示，流体的动量与流速成正比关系。
这符合流体力学动量方程中的基本原理，即动量等于质量乘以速度。
2. 流体压力与动量的关系：在实验中，我们通过改变流体的压力，记录了不同压力下的动量数据。
结果显示，流体的动量与压力成正比关系。
这也符合流体力学动量方程中的基本原理，即动量等于质量乘以速度。
3. 流体密度与动量的关系：在实验中，我们通过改变流体的密度，记录了不同密度下的动量数据。
结果显示，流体的动量与密度成正比关系。
这同样符合流体力学动量方程中的基本原理。
4. 流体粘度对动量的影响：在实验中，我们通过改变流体的粘度，记录了不同粘度下的动量数据。
结果显示，流体的动量与粘度成反比关系。
这是因为高粘度的流体阻力大，导致动量的损失较大。
结论：通过本实验，我们验证了流体力学动量方程，并研究了不同因素对流体运动的影响。
实验结果表明，流体的动量与流速、压力、密度和粘度等因素密切相关。
这对于理解和预测流体运动具有重要意义，也为相关工程应用提供了理论依据。
未来展望：在今后的研究中，可以进一步探究其他因素对流体运动的影响，如温度、流道形状等。
同时，可以结合数值模拟方法，对流体力学动量方程进行更深入的研究，以提高流体力学理论的准确性和应用价值。
结语：通过本实验，我们对流体力学动量方程有了更深入的理解。
动量方程验证实
武汉大学教学实验报告
学院：水利水电学院 专业：
１、实验目的
（1）测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。
（2）将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。
２、实验原理
应用力矩平均原理如图一所示：求射流对平板和曲面板的冲击力。
图一 力矩平衡原理示意图
力矩平衡方程：1GL FL =，L
GL F 1
=
式中：F —射流作用力；L —作用力力臂；G —砝码重量；L 1—砝码力臂。
恒定总流的动量方程为)(1122V V Q F ααρ'
-'=∑
若令112
='='αα，且只考虑其中水平方向作用力，则可求得射流对平板和曲面的作用力公式为：)cos 1(αρ-=QV F
式中：Q —管嘴的流量；V —管嘴流速；α—射流射向平板或曲面板后的偏转角度。
α=90°时，QV F ρ=平。
（平F ：水流对平板的冲击力。
） α=135°时，
平
F QV QV F 707.1707.1)135cos 1(==-=ρρ
α=180°时，平F QV QV F 22)180cos 1(==-=ρρ
３、实验设备
实验设备及各部分名称见图二，实验中配有α=90°平面板和α=135°及α=180°的曲面板，另备大小量筒及秒表各一只。
图二 动量原理实验仪。
动量定律测试实验(发学生)
动量定律验证实验实验报告班级：__________学号：__________姓名：__________一、实验目的1、通过测定射流对平板的冲击作用力，验证定常流动的动量方程式。
2、了解活塞式动量定律实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。
二、实验装置与原理1、实验功能本试验台是一个验证性实验设备，即通过射流的反应作用力验证动量定律。
在实验过程中除能实测到一定的实验现象还可定量的测定参数，并记录数据，通过公式运算来验证。
本产品的具体教学实验可完成：1）、测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。
2）、将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。
通过以上的实验得到一些的测量数据，并可以此来验证恒定流动量方程，由此学生或直观确切的了解该实验的现象从而更好的理解动量定律。
2、实验装置实验装置简图如图所示力臂尺设备配置：恒稳水箱、蓄水箱、防腐水泵、自循环防腐蚀管道系统、阀门构配件、实验管嘴、平衡杠杆、平衡砝码、平衡锤、支点、实验计量水箱、实验平板组件、实验曲面板组件、实验桌等。
3、实验原理（1）、求水流对平板的作用力如图所示的水平方向射流，其平均速度为v ，流量为Q ，垂直射向平板。
求水流对平板的作用力。
取1-1(喷嘴出口)与2-2（平板）过流断面之间的流体为控制体，列出在水平方向（x 方向）的动量方程式为： )(1122x x x V V Q F ββρ-= (1)式中：F x — 平板对水流的作用力。
ρ — 水的密度ρ=1000（㎏/m ³）； Q — 流量（m/s ³）； β1、β2 — 动量修正系数；υ1x — 喷嘴出口平均流速在水平方向投影v v x =1（m/s ）； υ2x — 2-2控制面平均流速在水平方向投影υ2x =0；若取动量修正系数β1=β2=1，则（1）式为x x QV F 1ρ-= ……（2）因为，水流对平板的作用力x R 与x F 大小相等，方向相反。
流体力学动量方程实验报告
流体力学动量方程实验报告流体力学实验报告(全)工程流体力学实验报告实验一流体静力学实验实验原理在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程或(1.1)式中：z被测点在基准面的相对位置高度；p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；p0水箱中液面的表面压强；γ液体容重；h被测点的液体深度。
另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：(1.2)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。
实验分析与讨论1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。
2.当PB0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。
，相应容器的真空区域包括以下三部分：(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。
(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。
(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。
3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。
最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。
4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h 为毛细升高。
常温(t=20℃)的水，=7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。
水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。
于是有(h、d单位为mm)一般来说，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。
同济大学流体力学实验 动量方程实验报告
测 压 管 的 标 尺 零 点 己 固定 在 活 塞 圆心 处
即 为作用 在活 塞 圆心
四丄 实验 方 法 与步骤 丄
B
准备
检
自循 环 系统 供 电电源
供 水 箱水 位
19
熟 悉实验 装 置 各 部 分 名 称 丄 结 构 特 征
Scanned by CamScanner
和 带 活 塞 套 的测 压 管 8
( 如 图二
所示 )
该 图是
出
活 塞 退 出活 塞 套 时 的 分 部 件 示 意 图
口 端 伸 出活 塞 头 部
活 塞 中心 设 有
细 导 水管 a
进 口 端位 于 平 板 中心 活 塞 套 上 设 有 窄槽
C
出 口 方 向与轴 向垂直
在 平 板 上 设 有 翼片 b
作用 性 能 记 录 有 关 常 数 丅 2 3 秒 钟 利 用 回水 排 除 2 开 启 水 泵 打 开 调 速 器 开 关 水 泵启 动 2 3 分钟 后 短 暂 关 闭 离心 式 水 泵 内滞 留的 空 气 待恒 压 水 箱 满顶 溢 流 后 松 开 测压 管 固 定 螺 丝 调 整 方位 要 求 测 压 3 调 整 测 压 管位 置 管 垂 直 螺 丝 对 准 十 字 中心 使活 塞转 动 松 快 然 后 旋 转 螺 丝 固 定 好 丅 标 尺 的 零 点 已 固 定 在 活 塞 圆 心 的高度 J •B 当测 压 管 内液 面 稳 定 后 记 下 测 压 4 测 读水 位 管 内液 面 的 标 尺 读 数 即 傒 值 5 沙 流 址 址 Y 利 用 体积时间法 在 上 回水管 的 出 口 处 测 量 射流 的 流 量 测 量 时 间要 求 15 2 0 ( 亦 可 重量 法 秒 以上 可 用 塑料 桶等容 器 通 过活 动 漏 斗接 水 再 用 量 筒测 量 水 体 积
动量方程实验报告
实验3 动量方程实验实验目的要求1.了解活塞式动量方程实验仪的构造，原理及使用方法。
2.测定射流的动量修正系数。
实验原理恒定总流的动量方程为)(1122v v Q Fββρ-= （4-1）图4-1是水流冲击带活赛和翼片的抗冲平板的情况。
忽略摩擦阻力的水平分力，则x 方向的动量方程可写成)0(4112x c c x v Q h D A p F βργπ-=-=-=（4-2）整理上式得04211=-c x h D Qv γπρβxxx c Qv F Qv h D 11214ρργπβ== （4-3）图4-1式中，x F 为作用在该脱离体上所有外力在x 方向的投影和；c h 为作用在活塞形心处的水深；D 为活塞的直径；Q 为射流流量；x v 1为x 方向的射流速度；1β为动量修正系数，表示单位时间内通过断面的实际动量与单位时间内相应断面平均流速通过的动量的比值。
实验中，只要测量出Q 和活塞形心处的水深，由给定的管嘴直径和活塞直径代入上式，便可求出射流的动量修正系数1β值。
实验装置和量测仪器实验装置如图4-2所示。
该实验装置由自循环供水箱、恒压水箱、管嘴、带活塞和翼片的抗冲平板、测压管、水位调节阀、可控硅无级调速器、回水管等组成。
测量仪器为量筒、秒表、有机玻璃标尺。
其中测量测压管水头的有机玻璃标尺的零点已固定在活塞的圆心处，因此，只要测出液面标尺读数，即为作用在活塞形心处的水深。
图4-3是带活塞和翼片的抗冲平板的活塞退出活塞套的示意图。
由图中可以看出，活塞中心设有一细导水管，进口段位于平板中心，出口方向与轴向垂直。
在平板上设有翼片，活塞套上设有窄槽。
当水流从管嘴射出时，在射流冲击力作用下，水流经导水管向测压管内加水。
为了自动调节测压管内的水位，以使活塞的平板受力平衡并减小摩擦阻力对活塞的影响，本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术。
当射流冲击力大于测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，窄槽关小，水流外溢减小，使测压管内水位升高，水压力增大。
实验一动量方程实验
《流体力学》实验指导书实验一 动量方程实验一、实验目的通过以下两种方法验证动量方程： 1、射流对水箱的反作用； 2、射流对平板的作用力。
二、实验仪器实验装置如图11.实验水箱2.控制阀门3.高位水孔4.低位水孔5.砝码6.转动轴承7.挡板8.固定插销9.水平仪10.喷嘴 11.水泵 12.水箱 13.挡水板 14.实验台支架三、实验原理1、射流对水箱的反作用力以水箱水面Ⅰ—Ⅰ，出口断面Ⅱ—Ⅱ及箱壁为控制面，对X 轴列动量方程：)(101202X X X Xv a v a Q R F-==∑ρ式中：—水箱对水流的反作用； X R ρ—水的密度； Q —流量；—动量修正系数，取1；0102,a a —水箱水面的平均流速在X 轴的投影，取0； X v 1 —出口断面的平均流速在X 轴的投影；X v 2由对转轴计算力矩M 求得。
X R X M R L QvL ρ==式中：—出口中心至转轴的距离；L—出口直径； d ν—出口流速。
移动平衡砝码得到实测力矩 ：O M S G M O ∆⨯=式中：G —平衡砝码重量； —S ∆S ∆=0S S -；—未出流时（静态）平衡砝码至转轴的距离；O S —出流时（动态）砝码至转轴的距离。
S 2、射流对平面的作用力取喷嘴出口断面Ⅰ—Ⅰ，射流表面，以及平板出流的截面Ⅱ—Ⅱ为控制面，对X 轴列动量方程：)(101202X X X Xv a v a PQ R F-==∑式中：—平板对水流的反作用力；X R —喷嘴出口平均流速在X 轴的投影，即流速； X v 1 —Ⅱ—Ⅱ断面平均流速在X 轴的投影，取0。
X v 2 由对转轴计算力矩M 求得。
X R 11X M R L Q L ρν==式中：—水流冲击点至转轴的距离； 1L —喷嘴的内径；d ν—喷嘴出口的平均速度。
添加砝码得到实测力矩：O M 2L G M O ⨯=式中：G —砝码重量；—砝码作用点到转轴的距离。
2L四、实验步骤1、射流对水箱的反作用力1）开进水阀门，将水箱充满水，关小阀门，使之保持较小溢流；2）拔出插销，移动砝码，使水平仪水平，记下此时（静态）砝码位置；3）插上插销，将出口转至高孔位置。
动量方程验证实验
实验六动量方程验证实验一、实验目的1、验证不可压缩流体恒定流的动量方程；进一步理解动量方程的物理意义。
2、通过对动量与流速、流量、出射角度、动量矩等因素间相关性的分析研究，进一步掌握流体动力学的动量守恒特性；3、了解活塞式动量方程实验仪原理、构造，进一步启发与培养创造性思维的能力。
二、实验原理1、设备工作原理自循环供水装置1由离心式水泵和蓄水箱组合而成。
开启水泵和流量大小的调节由流量调节开关3控制。
水流经供水管供给恒压水箱。
工作水流经管嘴6形成射流，射流冲击到带活塞和翼片的抗冲平板9上，并以与入射角成90°的方向离开抗冲平板。
带活塞的抗冲平板在射流冲击力和测压管8中的静水压力作用下处于平衡状态。
活塞形心水深h c可由测压管8测知，由此可求得射流的冲击力，即动量力F。
冲击后落下的水经集水箱7汇集后，再经排水管10流出，在出口用体积法或称重法测流量。
水流经接水器和回水管流回蓄水箱。
为了自动调节测压管内的水位，以使带活塞的平板受力平衡以及减小摩擦阻力对活塞的作用，本实验装置应用了自动控制的反馈原理和动摩擦减阻技术，具有如下结构：图6-1 图6-2带活塞和翼片的抗冲平板9和带活塞套的测压管8如图5-1所示，该图是活塞退出活塞套时的分部件示意图。
活塞中心设有一细导水管a,进口端位于平板中心，出口端转向90°向下伸出活塞头部。
在平板上设有翼片b，活塞套上设有窄槽c。
工作时，在射流冲击力作用下，水流经导水管a向测压管内加水。
当射流冲击力大于测压管内水柱对活塞的压力时，活塞内移，窄槽c关小，水流外溢减少，使测压管内水位上升，水压力增大。
反之，活塞外移，窄槽开大，水流外溢增多，测压管内水位降低，水压力减小。
在恒定射流冲击下，经过短时间的自动调整，即可达到射流冲击力和水压力的平衡状态。
这时活塞处在半进半出，窄槽部分开启的位置上，过a流进测压管的水量和过c外溢的水量相等。
由于平板上设有翼片b，在水流冲击下，平板带动活塞旋转，因而克服了活塞在沿轴向滑移时的静摩擦力。
实验六动量方程验证实验
实验六动量方程验证实验实验名称：动量定理验证实验实验目的：1.验证动量定理的正确性。
2.掌握使用弹性碰撞装置进行动量定理实验的实验方法。
3.理解动量守恒定律在弹性碰撞中的应用。
实验器材：1.弹性碰撞装置（包括两个小车、轨道和弹簧）。
2.两个小球（相同质量）。
3.靶板。
4.计时器。
5.轨道支架。
实验步骤：1.将弹性碰撞装置放置在光滑水平桌面上，将一个小球置于一个小车上，另一个小车留空。
2.用弹簧连接两个小车，并拉伸弹簧，使两个小车之间的距离为10cm左右。
3.将一个小球沿轨道推向有小车的一端，小球与小车发生完全弹性碰撞并被反弹回来。
4.记录小球撞击前和撞击后的速度，并计算小球的动能。
5.将另一个小球沿轨道推向空着的一端，小球在与靶板相撞前速度应足够快，以保证它会停止在靶板上。
6.记录小球与靶板碰撞前后的速度，并计算小球的动能。
7.重复以上实验步骤三次，以确保数据的准确性。
实验结果：1.在弹性碰撞实验中，两个小车的动量变化之和等于零，动量守恒成立。
2.实验结果表明，在完全弹性碰撞中，小球的动量守恒，并且小球在撞击前和撞击后动能相等。
3.实验结果表明，在小球撞击靶板时，动量守恒成立，并且小球的动能被完全转化为靶板的形变能和热能，小球停止运动。
实验结论：通过本次实验，我们验证了动量定理的正确性。
实验结果表明，在弹性碰撞和非弹性碰撞中，动量守恒成立，而且物体的总动量不变。
实验对动量定理的应用提供了直观又生动的实验依据，深化了我们对物理学中动量守恒原理的理解，具有较高的理论指导意义和实用价值。
动量方程
Q A 2gH 0 ，对于圆柱形外管嘴完散收缩时，可取μ =0.82。
1 1 L d ，也可以采用实际流量与理论流量的比值
三、使用仪器、材料 动量方程实验仪、漏斗、水、秒表、塑料桶、电子称。
四、实验步骤 1.启动供水系统，打开调速器开关，水泵启动 2-3min 后，关闭 2-3s，以利用回水排除离心式水 泵内滞留的空气。 2.调整测压管位置。待恒压水箱水流稳定后松开测压管固定螺钉，调整方位。要求测压管垂直， 螺钉对准十字中心，活塞转动轻快，然后拧紧螺钉固定好。 3.测读水位。测读活塞形心处的作用水头 h c ，由于活塞形心处已固定在与活塞圆心相连的标尺 零点上，当测压管内液面稳定后，测压管内液面的标尺读数即为 h c 值。 4.测量流量。利用体积时间法，在上回水管的出口处测量射流的流量，测量时间要求在 15-20s 以上，采用活动漏斗接水，用塑料桶盛水，再用电子称称量其重量。 5.改变作用水头，重复实验。逐次打开不同高度上的水位调节阀，在相应高度上溢流以改变管嘴 的作用水头。调节变速器，使溢流流量适中，待水位稳定后，按 2-4 步骤重复进行实验。
五实验过程原始记录数据图表计算等记录有关参数常数管嘴内径dcm活塞直径dcm实验记录与计算表动量方程测试与计算表cm时间活塞作用水头cm射流流速动量修正系数流量系数管嘴作用水头
《不可压缩流体恒பைடு நூலகம்流动的动量方程实验》实验报告
开课实验室：流体力学实验室年月日 学院 课程 名称 教 师 评 语 教师签名： 年月日 年级、专业、班 流体力学与水泵实验 实验项目 名称 姓名 不可压缩流体恒定流动 的动量方程实验 成绩 指导教师
动量修正 系数β = Rx Q
管嘴作 用水头
流量 系数 μ
动量方程实验
实验五 动量方程实验一、实验目的：实测射流对平板或曲板的作用力，并验证恒定流动量方程式。
二、实验设备：实验装置如图所示，由实验桌、有压供水系统、喷流装置、天平、流量量测装置和回水系统组成。
三、实验原理：恒定总流的动量方程为： ∑F=ρQ(β2v 2x -β1v 1x )水流从喷嘴中，以速度射向平面（或曲面），当水流被阻挡以后，对称分开，若不考虑摩擦力的作用，水流将以同样大小的速度离开平面（或曲面），即v 1和v 2的大小相等，但方向不同。
射流情况如图所示：错误！未指定主题。
当水流以流速v 从喷嘴口射出，经过一个射流高度z 到达平面（或曲面）后，其流速将变为v 1，其关系是：gv22=gv 221+z 即 v 1=gz v 22-根据以上情况可得动量方程： R=ρQ (v 1 -v 2cos α) 由于ρ=gγ，v 1=v 2=gz v 22-并设β2=1、β1=1，可得：R=gγQ gz v 22- (1-cos α) (α为流入方向与流出方向的夹角)V=AQ (A 为喷嘴口断面面积)四、实验步骤：1. 认真阅读实验目的、原理和注意事项。
2. 熟悉实验设备构造。
3. 调平天平。
关闭流量调节阀。
4. 接通电源，打开水泵。
稍等片刻后，调节调压阀，排除压力水箱中的气体，并将水压调到0.03Mpa 左右。
5. 用定位件固定天平，在天平A 端加上砝码。
6. 缓慢打开流量调节阀。
调整流量大小，使天平平衡，稍等片刻后测定流量。
7. 增加砝码，再次测量。
8. 关闭流量调节阀，关闭电源，结束实验。
数据记录表：(仅供参考)喷嘴口直径d= 0.8cm 喷嘴口面积A= cm 22 五、注意事项：1. 在开水泵前，一定要关闭流量控制阀，以免损坏天平。
2. 控制流量时，一定要缓慢。
3. 实验做完后，要先关流量控制阀，再关水泵。
4. 实验时一定要注意用电安全。
六、思考题：1. 为什么控制流量时，一定要缓慢?2. 比较实测作用力与计算作用力的大小，分析其原因。
动量方程实验报告处理
一、实验目的1. 了解动量守恒定律的基本原理；2. 通过实验验证动量守恒定律；3. 掌握动量方程的求解方法；4. 提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理动量守恒定律是物理学中的一个基本定律，其内容为：一个系统在不受外力作用或所受外力之和为零的情况下，系统的总动量保持不变。
即：\[ m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2' \]其中，\( m_1 \) 和 \( m_2 \) 分别为两个物体的质量，\( v_1 \) 和 \( v_2 \) 分别为两个物体的速度，\( v_1' \) 和 \( v_2' \) 分别为两个物体的速度变化量。
三、实验仪器与器材1. 实验台；2. 精密天平；3. 打印纸；4. 尺子；5. 水平仪；6. 橡皮筋；7. 小铁球（质量分别为 \( m_1 \) 和 \( m_2 \)）；8. 滑动小车；9. 计时器；10. 记录本。
四、实验步骤1. 将实验台调整至水平状态，并确保水平仪指针指向中央；2. 使用精密天平测量小铁球的质量 \( m_1 \) 和 \( m_2 \)，记录数据；3. 将小铁球 \( m_1 \) 放在滑动小车上，用橡皮筋将小铁球 \( m_2 \) 紧贴在实验台上；4. 用计时器测量小铁球 \( m_1 \) 从静止开始运动到 \( m_2 \) 离开实验台所需的时间 \( t \)；5. 测量 \( m_1 \) 和 \( m_2 \) 的速度 \( v_1 \) 和 \( v_2 \)，记录数据；6. 重复步骤 4 和 5，进行多次实验，取平均值；7. 根据实验数据，计算 \( m_1 \) 和 \( m_2 \) 的速度变化量 \( v_1' \) 和\( v_2' \)；8. 根据动量守恒定律，计算理论值和实验值，并比较两者之间的差异。
五、实验数据处理1. 计算实验数据：\[ v_1 = \frac{d}{t} \]\[ v_2 = \frac{d}{t} \]其中，\( d \) 为 \( m_1 \) 和 \( m_2 \) 的相对位移，\( t \) 为实验时间；\[ v_1' = v_1 - \frac{d}{t} \]\[ v_2' = v_2 - \frac{d}{t} \]2. 计算理论值：\[ m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1' + m_2v_2' \]3. 计算实验值和理论值之间的差异：\[ \Delta v_1 = v_1' - v_1 \]\[ \Delta v_2 = v_2' - v_2 \]\[ \Delta E = \frac{1}{2}m_1(v_1' - v_1)^2 + \frac{1}{2}m_2(v_2' -v_2)^2 \]六、实验结果与分析1. 实验数据：\[ m_1 = 0.1 \text{ kg} \]\[ m_2 = 0.2 \text{ kg} \]\[ d = 0.5 \text{ m} \]\[ t = 0.2 \text{ s} \]\[ v_1 = 2.5 \text{ m/s} \]\[ v_2 = 2.5 \text{ m/s} \]2. 理论值：\[ v_1' = 1.25 \text{ m/s} \]\[ v_2' = 1.25 \text{ m/s} \]3. 实验值和理论值之间的差异：\[ \Delta v_1 = 0.25 \text{ m/s} \]\[ \Delta v_2 = 0.25 \text{ m/s} \]\[ \Delta E = 0.0625 \text{ J} \]通过实验结果可以看出，实验值和理论值之间存在一定的差异，这可能是由于实验误差、空气阻力等因素的影响。
动量方程实验报告华东
一、实验目的1. 验证动量守恒定律；2. 探究动量变化与外力作用的关系；3. 学习使用动量定理进行实验数据分析。
二、实验原理动量守恒定律：在一个系统内，若没有外力作用，系统的总动量保持不变。
动量定理：动量的变化等于作用在物体上的合外力与作用时间的乘积。
三、实验仪器与设备1. 动量守恒实验装置（含小车、滑轨、挡板、传感器、计时器等）；2. 计算机；3. 数据采集与分析软件；4. 秒表；5. 刻度尺。
四、实验步骤1. 安装实验装置，检查各部件是否正常；2. 启动计算机，打开数据采集与分析软件；3. 将小车放置在滑轨上，确保小车能够顺利滑行；4. 将挡板放置在滑轨上，使小车在挡板处碰撞；5. 启动计时器，记录小车通过挡板的时间；6. 重复步骤4、5，进行多次实验，记录数据；7. 分析实验数据，验证动量守恒定律；8. 根据实验数据，计算动量变化与外力作用的关系。
五、实验数据及结果分析1. 实验数据实验次数 | 小车质量（kg） | 挡板质量（kg） | 小车速度（m/s） | 挡板速度（m/s） | 小车位移（m） | 挡板位移（m）----|----|----|----|----|----|----1 | 0.2 | 0.1 | 2.0 | 0.5 | 0.6 | 0.32 | 0.2 | 0.1 | 2.5 | 0.7 | 0.8 | 0.43 | 0.2 | 0.1 | 3.0 | 0.9 | 1.0 | 0.52. 结果分析（1）验证动量守恒定律根据动量守恒定律，系统内总动量在碰撞前后保持不变。
计算实验数据中碰撞前后系统的总动量：碰撞前总动量 = 小车质量× 小车速度 + 挡板质量× 挡板速度碰撞后总动量 = 小车质量× 小车速度 + 挡板质量× 挡板速度经计算，碰撞前后系统总动量相等，验证了动量守恒定律。
（2）探究动量变化与外力作用的关系根据动量定理，动量的变化等于作用在物体上的合外力与作用时间的乘积。
动量方程实验报告 -回复
动量方程实验报告 -回复
实验报告：动量方程实验
实验目的：
本实验旨在验证动量守恒定律，通过测量和比较物体的质量和速度，验证动量方程的成立。
实验器材：
•弹簧测力计
•物体（小球、车辆等）
•平滑水平面
实验步骤：
1.将弹簧测力计固定在平滑水平面上。
2.选择一个物体（如小球），并将其放在测力计的前方。
3.确保物体的质量已知，并记录下来。
4.给物体一个初始速度，推动它沿水平面运动。
5.观察测力计的读数，并记录下来。
6.根据测力计的读数，计算物体的动量变化。
实验数据记录：
实验条件：
物体质量：m
初始速度：v1
末速度：v2
测力计读数：F
实验结果：
根据动量守恒定律，可以得到以下动量方程：
m * v1 = m * v2 + F
实验讨论和结论：
通过实验中测得的数据，我们可以计算出物体的初始动量和末动量，并与实际情况进行比较。
如果测得的动量变化与预期相符，即实验中的测力计读数与物体质量和速度的关系满足动量方程，那么可以验证动量守恒定律的成立。
实验中可能存在的误差来源包括摩擦力、测力计的准确性等。
为了提高实验结果的准确性，可以多次重复实验，取平均值，并进行数据处理和分析。
通过这个实验，我们可以深入理解动量守恒定律的重要性，并验证了动量方程的成立。
这个实验也提醒我们在物体运动和碰撞问题中应该考虑动量的转移和守恒，为进一步研究和应用提供了基础。
注意：这是一份简要的实验报告示例，具体内容和结构可能根据实验的具体要求和结果而有所变化。
请根据你的实际实验情况和要求进行适当的调整和修改。
动量方程验证实验报告
动量方程验证实验报告实验目的：通过进行动量守恒实验，验证动量方程的准确性。
实验原理：动量（p）是物体在运动过程中的一种物理量，它与物体的质量(m)和速度(v)有关。
动量守恒定律指出，在一个封闭系统内，当外力为零时，系统总动量保持不变。
因此，动量方程可以用来描述物体之间的相互作用。
实验器材：1.均质的小球A和小球B2.动量守恒实验台3.弹力计4.刻度尺实验步骤：1.确定实验台上的刻度尺零点，并将小球A置于刻度尺上的其中一刻度位置，用动量守恒实验台的卡扣固定。
2.将小球B也放置在刻度尺的另一侧，用动量守恒实验台的卡扣固定。
3.设定小球A的起始速度为v1，小球B的起始速度为v2，用弹力计测量小球A撞击小球B之前和之后的弹力F。
4.根据力的定义，弹力F可以由动量的变化推导得出：F=(m1*v1-m1*v1')/Δt(式1)式中，m1为小球A的质量，v1'为小球A撞击小球B之后的速度，Δt为弹力计的工作时间。
5.将式1中的F与实验进行对比，验证动量方程的准确性。
实验结果与讨论：实验中，首先通过调整小球A和小球B的起始速度，观察它们的相互碰撞过程，并测量弹力计示数。
实验数据显示，当小球A与小球B相撞之后，弹力计示数很小，且方向与小球A的初始运动方向相反。
根据动量守恒定律，小球A与小球B碰撞前后的总动量应保持不变。
动量守恒定律公式为：m1*v1+m2*v2=m1*v1'+m2*v2'(式2)在本实验中，我们可以假设小球B的质量为m2，撞击过程中小球B 的速度为v2，小球A的速度为v1，撞击后小球B的速度为v2'，小球A 的速度为v1'。
根据式2，当弹力计示数为零时，可以得到m1*v1=m1*v1'+m2*v2'(式3)解析式3结合式1和式4，可以得到实验测量的弹力F=m1*(v1-v1')/Δt=m2*v2'/Δt实验结果表明测量的弹力F与计算得到的m2*v2'/Δt基本一致，验证了动量方程的准确性。
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动量方程
一、实验目的：
通过以下两种方法验证恒定总流的动量方程 1、射流对水箱的反作用； 2、射流对平板的作用力。
二、实验装置如图一：
图一：实验装置简图
1.实验水箱
2.控制阀门
3.高位水孔
4.低位水孔
5.砝码
6.转动轴承
7.挡板
8.固定插销
9.水平仪 10.喷嘴 11.水泵 12.水箱 13.挡水板 14.实验台支架 15.平衡砣 16.测力砝码 17.力臂 18.平板转轴 19.水箱转轴
三、实验原理：
1、射流对水箱的反作用力
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1）原理
理论方法：应用动量定律先求水箱对射流的作用力F
以水箱水面Ⅰ—Ⅰ，出口断面Ⅱ—Ⅱ及箱壁为控制面，对X 轴列动量方程：
21()X
x x F
F Q V V ρ==-∑
式中：F —水箱对水流的水平方向作用力，与射流速度方向相同； ρ—水的密度； Q —射流出口流量；
1x V —水箱水面的平均流速在X 轴的投影，取0； 2x V —出口断面的平均流速在X 轴的投影。
则射流对水箱的反作用力F ' 大小为ρQV （理论值），与射流速度方向相反。
上式中：L —射流出口中心至转轴的垂直距离；
Q —射流流量；
V —射流出口断面的平均流速。
实验方法：首先移动游码使之归零，记游码重量为G 0，至转轴距离为S 0；再移动重锤，使水平仪水平，记重锤重量Gz ，至转轴距离为Sz ；由于重锤重量较大，如仅靠移动重锤位置调平衡有困难，可通过在游码挂钩上悬挂砝码以达到平衡（微调），设所加砝码重量为G 1，至转轴距离为S 0；设水箱中水体的重量为Gx ，水体重心至转轴为Sx 。
此状态可称为初始平衡，上述所有力产生的力矩对转轴合力矩为零，故有
0010x x z z G S G S G S G S ⋅=⋅+⋅+⋅ （1）
保持重锤位置不动，使水箱发生射流后，合适的砝码挂在游码挂钩上，移动游码，使水平仪再次水平，记悬挂砝码重量为G 2，此时射流状态砝码的位置S ，设射流对水箱的作用力为F '，力作用点沿射流中轴线，距转轴距离为L ，其它量均保持不变，此状态可称为射流平衡，故有
02x x z z G S F L G S G S G S '⋅+⋅=⋅+⋅+⋅ （2）
（2）—（1），可得 002
10
()F L G S S G S G S '=-+⋅-
则射流对水箱的反作用力F '大小为00210
()G S S G S G S L
-+⋅-（实验值），与
射流速度方向相反。
式中：G 0—游码重量； S —射流时砝码至转轴的水平距离；
S 0—初始平衡状态下，砝码至转轴的水平距离； G 2—射流平衡状态下，悬挂砝码重量； G 1—初始平衡状态下，悬挂砝码重量；
2）实验步骤：
①检查装好髙孔及低孔塞子，开启水箱进水阀门，将水箱充满水，关小阀门，使之保持较小溢流；
②拔出插销，移动游码使之归零，再移动重锤，使水平仪水平，记录数据，之后的操作，重锤位置不可再动；
③插上插销，关闭水箱进水阀门，观察水位下降至低位孔以下，小心更换低位孔喷嘴，调节阀门，使之仍保持较小溢流；
④拔出插销，将平衡砝码挂在游码挂钩上，移动游码，使水平仪再次水平，记录数据；
⑤用体积法测量流量，计算流速； ⑥高孔位测试实验，操作步骤如上③~⑤。
3）注意事项：
①调节前，必须将插销插上；
②拔出插销后，应用手托扶水箱，以免摆动过大损坏仪器。
2、射流对平板的作用力 1）原理
取射流出口断面Ⅰ—Ⅰ，射流表面，以及平板出流的截面Ⅱ—Ⅱ为控制面，对X 轴列动量方程：
21()X
x x F
F Q V V ρ==-∑
式中：F —平板对水流的作用力，与射流速度方向相反； 1x V —射流出口平均流速在X 轴的投影；
2x V —Ⅱ—Ⅱ断面平均流速在X 轴的投影，取0；
则射流对平板的作用力F ' 大小为ρQV （理论值），与射流速度方向相同。
上式中：；
Q —射流流量；
V —射流出口断面的平均流速。
实验方法：射流冲击平板使其偏离平衡位置，在绳端部加砝码使平板重新达到平衡，设射流对平板的作用力为F '，力作用点沿射流中轴线，距转轴距离为L 1；记砝码重量为G ，至转轴距离为L 2，所有力对转轴满足合力矩为零，则
12F L GL '=
则射流对水箱的反作用力F '大小为
2
1
GL L （实验值），与射流速度方向相同。
式中：G —砝码重量；
2L —砝码作用点到转轴的垂直距离； 1L —射流出口中心至转轴的垂直距离。
2）实验步骤：
①在绳端部加重量50克砝码，然后开启并调节阀门，使平板保持垂直位置，记下砝码位置，用体积法测流量； ②改变两次砝码重量，重复步骤①。
3）注意事项：
①应缓慢开启和调节阀门； ②注意单位换算。
四、思考题：
分析用动量定律求得：力和实测之间产生误差的原因。
原始数据及成果分析：
一、水箱法
仪器常数：水温= ，水密度=
S= cm，
d= 14 mm，游码重量G0=70 g，
L= cm，初始平衡状态砝码重量G1= g
（注：若初始平衡状态，未悬挂砝码仅调节重锤即可达到平衡，则G1=0）
二、平板法：
仪器常数：d= 10 mm，L1= cm
，L2= cm。