演示单元
转动液体压强演示仪
一、实验目的
演示液体内部压强变化。
二、背景知识
离心力是一种虚拟力，是一种惯性力，它使旋转的物体远离它的旋转中心。在通常语境下，离心力并不是真实存在的力。它的作用只是为了在旋转参考系（非惯性参考系）下，牛顿运动定律依然能够使用。在惯性参考系下是没有离心力的。
三、实验原理
利用两个小球（密度分别大于、小于水）的上升与下降来体现液体内部压强的变化和其所受的离心力。
本仪器中的玻璃球比重大于水，而乒乓球的比重小于水；所以静止时玻璃球沉于水底，乒乓球浮于水面。转盘旋转起来，两球分别受到重力、水的压力、管壁作用力以及惯性离心力的作用。其中除重力不发生变化外，其余几个力都随着转盘的转速而发生变化。旋转液体内部的压强随着观测点的深度、旋转半径、旋转角速度而发生变化。压力的变化对V形管两侧对称位置的液体是相同的。但由于玻璃球的质量远远大于乒乓球的质量，玻璃球所受的惯性离心力(f=mrω2)也远远大于乒乓球。在上述各种力的合力作用下，出现玻璃球上浮、乒乓球下沉的现象。
四、实验操作及现象
1.转盘静止时，玻璃球在下，乒乓球在上；
2.按动遥控开关，使转盘转动，随着转速的加快，玻璃球上升，乒乓球下降；
3. 断开电源，转盘转速逐渐减慢，可以看到玻璃球开始下沉，而乒乓球开始上浮。
五、注意事项
转盘转动时，观察者需与转盘保持一定距离，以免被碰伤。
六、应用拓展
离心机：利用离心力分离固体和液体或重液体和轻液体的混合物中各组分的机械设备，其主要部件是一个可以绕本身轴线高速旋转的圆筒，称作转鼓。将物料装入转鼓后，使转鼓旋转产生离心力，物料因各组分不同而被分离。
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