基础实验试题A-2和A-3:毛细管中液体的流动及风洞实验

介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A"流体的流动"中的第二部分"毛细管中液体的流动"和第三部分"风洞"的内容,并给出了参考答案及竞赛结果分析.第二部分试题包括基于泊肃叶定律的倾斜毛细管测量液体黏度及根据毛细管中液体流动的物理状态与雷诺数的关系进行的实验拓展.第三部分涵盖研究乒乓球在风洞内受到的摩擦阻力与风速...     

基础实验题A:液体的表面张力系数测量

介绍了第5届全国大学生物理实验竞赛基础实验题A的实验内容,给出了参考解答,并分析了竞赛结果.基础实验题A涵盖毛细管法和最大泡压法测量液体的表面张力系数2部分,分5道试题.毛细管法和最大泡压法在理论上具有相似性,毛细管法从液体的表面张力系数的定义出发,引导学生从最基础的层面上理解液体表面张力系数的定义,从而自拟实验方案,自组实验器材进行实验测量;最大泡压法考查学生举一反三的学习能力,在相似的理论下自拟、自组实验.试题整体考查了学生对理论知识的理解运用能力以及基本的实验操作能力.     

利用降膜流动测量液体黏滞系数

利用降膜流动设计并搭建了测量液体黏滞系数的实验装置，根据不可压缩液体N-S方程，结合边界条件建模。采取测量液膜表面速度的方法计算液膜厚度。测量了蓖麻油不同流量下的黏滞系数，倾斜板在不同倾角下，黏滞系数测量相对准确的流量区间基本相同，相对误差在8%以下。分析了装置的适用条件和误差来源。并用全内反射法进行了液膜厚度对比验证。该研究丰富了测量液体黏滞系数的教学内容和方法，有助于学生掌握流体力学相关知识，提高综合设计能力。     

采用EDA技术改造TC-Ⅱ型闪光法热导仪

将EDA技术融入传统测量物体导热系数的闪光法,改造了TC-Ⅱ型闪光法热导仪.搭建了温度信号采集电路和滤波电路,利用单片机采集、处理和显示数据.改进装置能够有效地节约实验成本,达到了仪器小型化,同时提高了测量的自动化程度.     

居家实验：硬币弹跳

本文给出了居家环境下基于智能手机研究硬币弹跳的声学频率和产生的共振模式一种方案。理论上首先根据圆板的振动方程,给出了硬币固有振动频率的表达式。之后结合特定边界条件,利用有限元的方法分析了三种类型硬币的固有振动模式及对应频率。实验上利用智能手机测量了不同硬币在自由振动时产生的声音频率,并与模拟计算结果进行比较,给出了合理的误差分析。该居家实验方案简单有趣,物理原理丰富,易于在基础物理实验教学中推广。     

基于对轴对称液桥边缘轮廓拟合的液体表面张力系数测量研究

基于Yang-Laplace公式与液桥平均曲率的关系,研究两平行板间液桥的形貌与表面张力系数的关系,探索出通过对液桥边缘进行轮廓拟合来测量液桥液体的表面张力系数的方法.搭建了一套可以拍摄液桥的边缘放大图的实验平台,利用sobel算子提取边缘信息的Matlab算法,对液桥轮廓进行边缘提取,进而拟合得到液体表面张力系数,计算结果显示表面张力系数的相对误差在5%以内.     

基础实验试题A-1:水钟计时

介绍了第7届全国大学生物理实验竞赛基础实验试题A"流体的流动"第一部分"水钟计时"的实验内容,并给出了参考解答以及竞赛结果分析.通过阅读材料,学生了解基于质量守恒和能量守恒的伯努利方程,利用简单的居家实验器材自组实验装置,探究水钟计时现象.试题考查了学生对水钟计时的理论、随机误差、精度及准确度、表面张力、雷诺数和层流状...