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范文一：如何演示共振现象
中学物理教学参考第30卷 第8期Vol.30 No.8
●实验研究●
如何演示共振现象
朱 红
(江苏常州师范学校 213004)
在演示共振现象时, 一般我们是在一根张紧的细绳上悬挂几个固有频率相同和不同的单摆, 如图1所示, 让单摆A 先摆动起来, 对其它的单摆产生驱动力, 其它的单摆也会振动起来, 振幅越来越大, 并且单摆B 、C 的振幅大于单摆D 、E 的振幅, 同时单摆A 的振幅逐渐减小, 直到为
图1
零; 当单摆A 的振幅为零时,
单摆B 、C 的振幅达到最大, 之后又逐渐减小, 直到为零; 此时, 单摆A 和单摆D 、E 的振幅不为零, 即单摆D 、E 的振幅又大于单摆B 、C 的振幅. 在整个过程中, 出现单摆B 、C 的振幅有时大于单摆D 、E 的振幅, 有时又小于单摆D 、
E 的振幅, 那么什么时候能说明产生了共振现
象呢? 有些老师从能量的观点来分析, 指出当单摆B 、C 的振幅明显大于单摆D 、E 的振幅时, 就可以认为产生了共振, 实验就可以结束了. 笔者认为, 这种观点是不恰当的. 严格地讲, 如图1所示的这个实验装置是一种耦合振动系统, 虽然与单摆A 固有频率相同的单摆B 、C 的最大振幅的确是最大的, 但是其中每一个单摆都通过绳子受到了周期性的强迫力矩的作用, 其运动现象是频率相近的两个同方向的简谐振动合成的“拍”, 即振幅时大时小, 做周期性的变化, 而单摆B 、C 的振幅在某一瞬时最大并不是共振现象, 因为共振时的振幅最大且不应该随时间的变化而变化. 所以, 笔者认为用上述实验装置来演示共振现象是不科学的. 下面笔者介绍两种演示共振现象的小实验.
一、竹条(钢锯条) 摆找一块硬泡沫塑料做底座, 用两根窄的竹条竖直地插在泡沫底座上, 再用两只小夹子夹在竹条上不同的位置处, 做成“竹条摆”, 如图2所示. 实验时用手拿住底座, 水平地往复运
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动, 逐渐提高振动频率. 你将会看到在某一特定的频率时, 其中的一只摆振幅最大, 这就是共振现象. 当改变夹子的位置时, 摆的固有频率就发生改变, 要发生共振, 就必须改变往复运动的频率, 即驱动力的频率. 如果找不到竹条, 也可用钢锯条来代替竹条, 做成钢锯条摆, 图2
其效果也是一样的.
二、拍吊球
用一根橡皮筋像绕线团一样绕在一只小橡胶球上, 并将橡皮筋与球接触的根部用线拴牢, 再将橡皮筋的另一端系在中指根部, 把小球吊起来, 如图3所示, 然后像拍球一样上下摆动手掌. 开始时以很低的频率拍球(如f =0.5Hz ) , 再逐次提高频率, 在每次改变频率后, 保持稳定一段时间, 并且尽力维持驱动振
幅大致相等. 观察在驱动频率变化的
过程中球所做受迫振动的情况, 可以图3看到, 在某一特定的频率时, 球能够大
幅度地上下运动, 这时就是发生了共振, 而在低于或者高于这个频率时, 球的振幅反而变小, 即使你使劲地拍也无济于事.
由于上述两种实验装置的制作与取材均非常容易, 可以多准备几套, 以便把演示实验改为学生随堂小实验, 让学生自己去体会共振现象及其产生的条件. 在实验过程中随着驱动
力频率的变化, 竹条摆和小吊球的振幅也随着
发生变化, 只有当驱动力的频率与他们的固有频率相等时, 振幅才达到最大(并且在此频率
时振幅不随时间的变化而变化) , 发生共振. 利用这个过程, 可以让学生自行探究出驱动力的频率与振幅之间的关系, 从而帮助学生理解共振曲线.
范文二：简易共振实验演示仪
简易共振实验演示仪
贾爱英
() 浦江二中 ,浙江 浦江 322200
摘 要 :分析了教材中受迫振动和共振 2 个演示实验的缺点 ,自制了简易共振演示装置 . 使用该实验装置可测量固
有频率 ,演示受迫振动及共振频率和固有频率的关系 .
关键词 :受迫的振动 ;共振 ;演示实验
() 文章编号 :100524642 20050320029202 中图分类号 : G633 . 7 文献标识码 :B
问题的提出1 2 自制共振演示实验
(人教版《全日制普通高级中学教科书 必修加 针对以上问题 ,笔者自制了简易实验演示装 ) 选修物理第二册》第 9 章第 7 节中 ,有受迫振动 置 ,其显著优点是 :就地取材 ,结构简单 ,现象本质 和共振的演示实验 . 受迫振动的演示见图 1 . 实 突出 . 现介绍如下 . 验时振子的振动周期和把手的转动周期较难做到
实验装置如图 3 , 该装置由 1 根木条和 3 条 同步 ,甚至当把手转动加快时 ,振子会从弹簧中掉
() 落下来 . 在“研究摆的共振”中 见图 2,由于振动 长短不同能插于木条上的弹性塑料片组成 ,每根
能量通过细绳在大球摆和小球摆之间往复传递 , ( 塑料片上端安装 1 个小球 每个小球的体积 、质 即驱动和被驱动在经常互相转换 ,有时会观察到 ) 量可不等作为振子 . 实验操作如下 : 摆长与 A 摆相差较大的 E 和 D 摆振幅更大 ,使学
生对其共振现象的观察形成认识上的干扰 .
图 3 自制实验装置
) 1测定固有频率
在木条上依次插上三塑料片 A ,B , C ,分别拨
( 动塑料片 A ,B ,C 上端小球 ,使其振动起来 该振 图 1 受迫振动演示装置
) 动为自由振动,可观察到各塑料片振动时的固有
频率各不相同 ,可定量测得它们的固有频率分别
记为 f , f , f .A B C
2) 演示受迫振动
( 在木条上仅 插 1 条 塑 料 片 A , B , C 任 取 其
) 一,用手来回振动木条 ,塑料片及其上端振子也
图 2 摆的共振演示装置 ( 随之振动起来 说明 : 这里手的振动是驱动 ,塑料
) 片及振子的振动是受迫振动. 改变手振动的频
收稿日期 :2004210221 ;修改日期 :2004212227
() 作者简介 :贾爱英 1964 - ,女 ,浙江浦江人 ,浦江二中一级教师 ,从事中学物理教学 .
物 理 实 验 第 25 卷 30
率 ,振子的频率也随之改变 ,但可观察到振子的频
率始终等于手振动的频率而与其固有频率 f 无
关 . 该实验表明 ,受迫振动的频率总等于驱动频
率 ,而与固有频率无关.
) 3演示共振频率和固有频率的关系 在木条上
( ) 重新插上三塑料片 如图 3 , 用手
振动木条 ,3 个振子都随之振动起来 ,其频率均等
图 4 共振曲线 于手的振动频率 ,符合受迫振动规律. 改变手的
( 振动频率接近或等于振子 A 的固有频率 f 以 A
) 上已测定时 ,发现 A 振子受迫振动的振幅增大 参考文献 :
到最大 ,即形成共振 , 而此时 B , C 振子的振幅几 [ 1 ] 陈铁松 ,魏森 . 共振演示装置 [ J ] . 物理实验 ,2003 , 乎不变 ,即没有共振. 再改变手的驱动频率 ,使其 () 23 2:29 . 等于 B 或 C 的固有频率 ,使其共振.林凤琦 . 新教材中一个演示实验的改进 [ J ] . 教学 [ 2 ] () 仪器与实验 ,2004 10:17 . 该实验表明 : 驱动力频率接近或等于固有频 ( 人民教育出版社物理室 . 全日制普通高级中学 必 () 率时 ,物体受迫振动的振幅增大至最大 即共振, [ 3 ] ) () 修加选修物理第二册 教师参考用书[ M ] . 北京 : 驱动力频率与固有频率相差越大 ,物体受迫振动 人民教育出版社 ,2003 . 31 . 的振幅就越小 ,从而也很好地说明了教材中的共
() 振曲线 如图 4.
Simpl if ied resonance experiment device
J IA Ai2yi ng
( )Pujia ng No . 2 Mi ddle Sc hool , Pujia ng 322200 , Chi na
Abstract : The deficie ncy of fo rce d vi bratio n a nd re so na nce e xp e ri me nt s i s i ndicat e d. The si mp li2
fied re so na nce e xp eri me nt device i s de signe d to mea sure i n here nt f reque ncy , de mo n st rat e fo rce d vi bra2
tio n a nd sho w t he relatio n of re so na nt f reque ncy a nd i nhe re nt f reque ncy.
Key words : fo rced vi bratio n ; re so na nce ; de mo n st ratio n e xp eri me nt
()上接第 28 页
() [J ] . 物理实验 ,2001 ,21 12:25,26 . 参考文献 : [ 2 ] 刘海 . 测量和减小纳米凹击面摩擦力的分子新技术 () [J ] . 物理实验 ,2001 ,21 9:44,45 . [ 1 ] 吴永熙 . “摩擦力是相互作用力”的简 捷 演 示 方 案
Research and design of f rict ion f orce experiments
L IU Che ng2jie
()Dep a r t me nt of Physic s , Baoji Colle ge of A rt s & Scie nce , Baoji 721007 , Chi na
Abstract : Th ree e xp eri me nt s a bo ut f rictio n fo rce a re de si gne d. A nd t he cha ract e r s of f rictio n fo rce ca n be de mo n st rat ed i nt uitivel y.
Key words : f rictio n fo rce ; relative mo tio n t re nd ; lever a mp lifier
范文三：对单摆演示共振现象的研究
对单摆演示共振现象的研究
,福建省莆田六中 施建军,
高中物理课本用单摆来演示共振现象，简单易行，充分利用好该装置让学生观察现象，讲解好产生现象的原因，可使学生更深刻地认识共振现象，更可激发学生的学习热情，养成科学的观察与思考问题的习惯。但这一实验往往不被重视，没有达到其应有的演示效果。本文试从以下几方面对该演示作分析，阐述。
如图一，实验前可引导学生观察:
/ 1(观察共振现象，说明单摆的共振条件。 O O
2(观察共振的 B、D小球的相位关系。
3(观察共振的 B、D小球的振幅变化。
C 以下从力和能两方面来认识共振现象。(D摆提供策动力) B D
A 现象及分析: EE
E 图一 1(B小球生的振幅最大，即产生共振。说明当两个摆的摆长相等时(即
固有周期与策动力周期相等)，产生共振现象。
/ /O O 2(当D摆通过绳OO策动B摆时，D摆的振动比B摆的振动超前л/2。
由于D摆的运动超前B摆л/2，故力对B摆始终做正功，这样B摆的振幅
越来越大，同时D摆由于对做功而自身的能量(机械能)越来越小，振幅
越来越小，直至停止振动，而后B摆反过来对 D摆提供策动力 ，这样D
D 摆的振幅又逐渐增大，而B摆的振幅开始减小。如此往复，最终因空气阻B
力而停止运动。这也正说明了矛盾双方是可以相互转换的。 图二
3(而其它各摆(A、C、E摆)跟B摆不同，因它们的固有周期与 D摆不同，D摆对它们所施加的力一会儿使它们加速(做正功)，一会儿使它们减速(做负功)。或者说，策动力的变化与运动情况不合拍，步调不一致，从而无法形成共振。
4(为使B、D摆相位、振幅关系更便于观察，可采用图二，撤去其它摆球，只留下B、D摆。这样现象更明显。
2001年9月10日
范文四：反冲现象演示实验
反冲现象演示实验
人教版普通高中课程标准实验教科书?物理(选修3-5)，在“反冲运
动、火箭”一节中指出:根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动.这个现象叫做反冲.为了提高教学效果，增强学生对反冲现象的感性认识，笔者利用塑料瓶、注射器等器材演示反冲现象，取得良好的教学效果.
1实验器材
矿泉水瓶2个，50 mL的一次性注射器1枝，打火机压电电源1个，皮试注射器1枝，电吹风1把，酒精、导线和棉线等.
2装置制作
高压电源的制作.用打火机的压电电源作高压电源，把2根细软的胶皮导线(长约1m，可用鼠标线)与压电电源的2个电极连接起来，作高压电源的输出导线.2根输出线导的另一端打上结，使2个线头并列在一起(线芯之间相互绝缘)作放电电极.为了便于实验操作，可用木块作手柄，把打火机压电电源固定在手柄上，如图1中的“电源”.
分裂体的制作.选取2个相同的矿泉水瓶作分裂体，把其中一个矿泉水瓶的瓶底切除掉，用电烙铁在另一个瓶底的中央开个直径约1 cm的圆孔，作气流的喷射孔.再将1根粗棉线(长约2 m)的两头分别栓在这2个矿泉水瓶的瓶颈上，如图2所示.棉线的作用是限制两瓶在内力作用下分
裂后的飞行距离，防止损坏其它器物，同时也便于回收和整理实验器材.也可用50 mL的一次性注射器作分裂体，如图2所示.实验中，注射器在内力作用下分裂成注射筒和活塞两个部分.
3实验方法
3.1矿泉水瓶作分裂体的演示方法
用皮试注射器抽取约1 mL(夏天可取0.5 mL)的无水酒精，注入到底面开有圆孔的矿泉水瓶内，摇晃瓶体使酒精蒸气充满瓶内空间，然后把高压电源的输出导线(放电电极)从瓶底的圆孔插入到瓶内，再把另一个去底的矿泉水瓶的底部套紧在此瓶底部上，电源导线从两瓶的接缝处伸出瓶外，如图1所示.
在黑板上画1条长约60 cm的直线，直线两端用磁铁各固定1个的圆盘作箭靶.直线中段用磁铁固定1块直角板作底托，然后把上述分裂体平放在底托上，如图3所示.按压电源的压电按钮，使瓶内电极产生火花放电而点燃酒精蒸气.酒精蒸气猛烈燃烧产生高温、高压的燃气，把对接成一体的2个瓶体炸裂开来，并击中各自所对的箭靶.实验说明:对接成一体的2个瓶体在内力的作用下分裂为两个部分时，它们的运动方向是相反的.
3.2注射器作分裂体的演示方法
注入到筒内的酒精约0.3 mL即可，筒内容积控制在50 mL左右.其它与上述实验方法相同.
4注意事项
当分裂体周围环境温度低于18 ?时，压电电源可能不能直接引燃瓶
内酒精蒸气.其原因是瓶内的酒精蒸发量少，酒精蒸气的浓度低.在此情况
下，可用电吹风的热风档在瓶体外加热，使瓶内酒精受热而增加酒精蒸气
的浓度，然后再点火，便能成功引爆.
范文五：流动现象演示实验
流动现象演示实验
流动现象演示实验2010-06-11 12:24实验十流动现象演示实验
一、实验目的和要求
1.观察管流、射流、明渠流中的多种流动现象;
2.演示边界条件对水头损失的影响;
3.结合工程实例，了解流体力学基本原理在工程实际中的应用。
二、实验装置
1.结构
仪器结构如图10.1、10.3所示。本仪器一套共7台，分别演示不同的流动现象。
1.挂孔2.彩色有机玻璃面罩3.不同边界的流动显示板4.加水孔孔盖5.掺气量调节阀
6.蓄水箱7.无级调速旋钮8.电器、水泵室9.标牌10.铝合金框架后盖11.水位观察窗
图10.1流动现象演示仪结构示意图
2.工作原理
狭缝流道中设有特定边界流场，用以显示管流、明渠流、射流等多种流动图谱。以气泡为示踪介质，半封闭状态下的工作流体-水由水泵驱动，自蓄水箱6(10.1)经掺气后流经显示板，无数的小气泡随水流一起流动，在仪器内的日光灯照射和显示板底板的衬托下，小气泡发出明亮的折射光，清楚地显示出小气泡跟随水流流动的图像。由于气泡的粒径大小、掺气量的多少可由掺气量调节阀5任意调节，故能使小气泡相对水流流动具有足够的跟随性。
本仪器流动为自循环，其工作流程如图10.2所示。
图10.2流动现象演示仪工作流程图
三.实验现象与原理
各实验仪演示内容及实验原理提要如下:
1.ZL一1型(图10.3(a))
由下至上分别演示逐渐扩大、逐渐收缩、突然扩大、突然收缩、壁面冲击、1800直角弯道等平面上的流动图像，模拟串联管道纵剖面流谱。
在逐渐扩大段可看到由主流脱离边壁(边界层分离)而形成的旋涡，且靠近上游喉颈处，流速越大，旋涡尺度越小，紊动强度越高;而在逐渐收缩段，无分离，流线均匀收缩，亦无旋涡。由此可知，逐渐扩大段的局部水头损失大于逐渐收缩段。
图10.3流动现象综合演示仪显示面板
在突然扩大段出现了较大的旋涡区，而突然收缩段只在死角处和进口附近的收缩断面后出现较小的旋涡区。表明突扩段比突缩段有较大的局部水头损失(缩扩的直径比大于0.7时例外)，而且突缩段的旋涡区主要发生在突缩断面之后，所以水头损失也主要产生在突缩断面之后。同时可见，突扩、突缩较之较扩、渐缩旋涡区长，水头损失大。
由于本仪器突缩段较短，故其流谱亦可视为直角进口管嘴的流动图像。在管嘴进口附近，流线明显收缩，并有旋涡产生，致使有效过流断面减小，流速增大，从而在收缩断面出现真空。
在直角弯道和壁面冲击段，也有多处旋涡区出现。尤其在弯道水流中，流线弯曲更加剧烈，越靠近弯道内侧，流速越小;且近内壁处，出现明显的回流，将直角弯道所形成的回流范围与ZL一2型圆角转弯对比，显然直角弯道旋涡区大，回流更加明显。
旋涡的大小和紊动强度与流速有关。这可以通过调节流量来观察对比:如流量减小，渐扩段流速较小，其紊动强度也较小，这时可看到在整个渐扩段有明显的单个大尺度旋涡。反之，当流量增大时，这单个大尺度旋涡随之破碎，并形成无数个小尺度的旋涡，且流速越高，紊动强度越大，则旋涡越小，这时，几乎每一个质点都在其附近激烈地旋转着。在突扩段，也可看到类似的旋涡尺度变化。这表明:紊动强度越大，旋涡尺度越小，流体质点间的内摩擦越厉害，水头损失也就越大。
2.ZL一2型(图10.3(b))
由下至上分别演示文丘里流量计、孔板流量计、圆弧进口管嘴以及壁面冲击、1800圆弧形弯道等串联流道纵剖面上的流动图像。
由显示可见，文丘里流量计的过流顺畅，流线顺直，无主流与边壁的分离和旋涡产生。在孔板前，流线逐渐收缩，汇集于孔板的孔口处，只在拐角处有小旋涡出现，孔板后的水流逐渐扩散，并在主流区的周围形成较大的旋涡区。由此可知，孔板流量计的过流阻力远比文丘里流量计大。圆弧进口管嘴人流顺畅，管嘴过流段上无边界层分离和旋涡产生(对比ZL一1型的直角进口管嘴);在圆形弯道段，边界层分离的现象及分离点明显可见，但相对ZL一1型的直角弯道比较，流线较顺畅，旋涡发生区域较小。
文丘里、孔板流量计的结构简单、使用方便、测量精度高。由显示可见其结构的区别及其用途:文丘里流量计的优点是能量损失较小，对液流干扰较少，广泛应用于实验室与实际工程中的流量量测。孔板流量计结构更为简单，但水头损失很大，这一点作为流量计是缺点，但将其作为工程上的消能设施又是优点。如黄河小浪底水电站，在有压隧洞中设置了五道孔板式消能工，使泄洪的余能在隧洞中消耗，从而解决了泄洪洞出口缺乏消能条件时的工程问题，其消能的机理、水流形态及水流和隧洞间的相互作用等，与孔板出流相似。
3.ZL一3型(图10.3(c))
由下至上分别演示300弯头、直角圆弧弯头、直角锐缘弯头,45-弯头以及非自由射流等流段纵剖面上的流动图像。
由显示可见，在每一转弯的后面，都因主流与固壁分离而产生旋涡，转弯角度不同，旋涡大小、形状各异，圆弧转弯段相对锐缘弯头段，流线较顺畅。由于设备中直角圆弧弯头与直角锐缘弯头相距很近，这就显示了局部水头损失叠加影响的图谱。在非自由射流段，射流离开喷嘴后，不断卷吸周围的流体，
附壁效应"现象。 形成射流的紊动扩散。在此流段上还可看到射流的"
4.ZL一4型(图10.3(d))
由下至上分别演示30?弯头、分流(合流)、45?弯头、YF一溢流阀、闸阀及蝶阀等流段纵剖面上的流动图谱。其中YF一溢流阀固定，为全开状态，蝶阀活动可调。
由显示可见，在转弯、分流、合流等流段上，有不同形态的旋涡出现。合
水塞"现象，为避免"水流旋涡明显干扰主流，使主流受阻，这在工程上称之为"
塞"，给排水技术要求合流时用45?三通连接。闸阀半开，尾部旋涡区较大，水头损失也大。蝶阀全开时，过流顺畅，阻力小，半开时，尾涡紊动激烈，表明阻力大且易引起振动，所以工程上蝶阀通常用于检修，只允许全开或全关。YF一溢流阀结构和流态均较复杂，下段详述。
YF一溢流阀广泛用于液压传动系统。其流动介质通常是油，阀门前后压差可高达315bar，阀道处的流速可高达二百多米每秒。该装置十分清晰地显示阀门前后的流动形态:高速流体经阀口喷出后，在阀芯的大反弧段发生主流与边壁分离，出现一圈旋涡带;在射流和阀座的出口处，也产生一较大的旋涡环带。在阀后，尾迹区大而复杂，并有随机的卡门涡街产生。
经阀芯芯部流过的小股流体也在尾迹区产生不规则的左右扰动，调节过流流量，旋涡的形态仍然不变。该阀门在工作中，由于旋涡带的存在，必然会产生较激烈的振动，尤其是阀芯反弧段上的旋涡带，影响更大，由于高速紊动流体的随机脉动，必然要引起旋涡区真空度的脉动，这一脉动压力直接作用在阀芯上，引起阀芯的振动，而阀芯的振动又作用于流体的脉动和旋涡区的压力脉动，因而引起阀芯的更激烈振动。显然这是一个很重要的振源，而且这一旋涡带还可能引起阀芯的空蚀破坏。
5.ZL一5型(图10.3(e))
由下至上依次演示明渠逐渐扩散、单圆柱绕流、多圆柱绕流及直角弯道等流段的流动图像。圆柱绕流是该型演示仪的特征流谱。
由显示可见，单圆柱绕流时的边界层分离状况、分离点位置、卡门涡街的产生与发展过程以及多圆柱绕流时的流体混合、扩散、组合旋涡等流谱，现分述如下:
(1)驻(滞)点
观察流经驻(滞)点的小气泡，可见流速的变化由vo?0?vmax，流动在驻滞点上明显停滞。
(2)边界层分离
结合2.1节流谱流线演示实验显示图谱，学习边界层、转挨点概念并观察边界层分离现象，边界层分离后的回流形态以及圆柱绕流转披点的位置。
边界层分离将引起较大的能量损失。结合ZL一1、2型渐扩段的边界层分离现象，还可说明边界层分离后会产生局部低压，以至于有可能出现空化和空蚀破坏现象，如文丘里管喉管出口处。
(3)卡门涡街
圆柱的轴线与来流方向垂直。在圆柱的两个对称点上产生.边界层分离后，不断交替在两侧产生旋转方向相反的旋涡，并流向下游，形成冯?卡门(Von karman)涡街
对卡门涡街的研究，在工程实际中有很重要的意义。每当一个旋涡脱离圆杜体时，根据汤姆逊(Thomson)环量不变定理，必然在柱体上产生一个与旋涡所具有的环呈大小相等方向相反的环量，由于这个环量使绕流体产生横向力，即升力。注意到在柱体的两侧交替地产生若旋转方向相反的旋涡，因此柱体上的环量的符号也交替变化，横向力的方向也交替地变化这样就使柱体产生了一定频率的横向振动。若该频率接近柱体的自振频率，就可能产生共振，1940年，美国全长860m的塔柯姆大桥因为大风作用，产生卡门涡街引起共振而垮塌，就
是实例，尽管当时的风速还不到设计风速的l/3。为此工程上常常需要采取一些措施加以解决。
(4)多圆柱绕流
广泛应用于热工中传热系统的"冷凝器"及其他工业管道的热交换器等中，流体流经圆柱时，边界层内的流体和柱体发生热交换，柱体后的旋涡则起混掺作用，然后流经下一柱体，再交换再混掺，换热效果较佳。另外，对于高层建筑群，也有类似的流动图像，即当高层建筑群承受大风袭击时，建筑物周围会出现复杂的风向和组合气旋，即使在独立的高建筑物下游附近，也会出现分离和尾流，这应引起建筑师的重视。
6.ZI一6型(图10.3(f))
由下至上依次演示明渠渐扩、桥墩形钝体绕流、流线体绕流、直角弯道和正、反流线体绕流等流段上的流动图谱。
桥墩形柱体绕流:该绕流体为圆头方尾的钝形体，水流脱离桥墩后，形成一个旋涡区-尾流，在尾流区两侧产生卡门涡街。与圆柱绕流不同的是，该涡街的频率具有较明显的随机性。该图谱说明了非圆柱体绕流也会产生卡门涡街，我国自行设计与建造的南京长江大桥在桥墩的施工过程中，方形沉井曾在卡门涡街的影响下产生较大的振动，粗达40mm的锚索被多次绷断了多根，一度出现重达几千吨的沉井来回漂移摆动的险情。对比观察圆柱绕流和钝体绕流可见:前者涡街频率f在雷诺数Re不变时它也不变;而后者，即使Re不变f却随机变化。由此说明了为什么圆柱绕流频率可由公式计算，而非圆柱绕流频率一般不能计算的原因。
流线体绕流:这是绕流体的最好形式，流动顺畅，形体阻力最小，无旋涡区出现。对比正、反流线体流动可见，当流线体倒置时，也出现卡门涡街。因此，为使过流平稳，应采用顺流而放的圆头尖尾形流线体。
7.ZL一7型(图10.3(g))
这是一只"双稳放大射流阀"流动原理显示仪。经喷嘴喷射出的射流(大信号)可附于任一侧面，若先附于左壁，射流经左通道后，向出口输出;当旋转仪器
表面的控制圆盘，使左流道与圆盘气孔相通时(通大气)，射流获得左侧的控制流(小信号)，射流便切换至右壁后从出口输出。这时若再转动控制圆盘，切断气流，射流稳定于原通道不变。如要使射流再切换回来，
只要再转动控制圆盘，使右流道与圆盘气孔相通即可。因此，该装置既是一个射流阀，又是一个双稳射流控制元件。只要给一个小信号(气流)，便能输出一个大信号(射流)，并能把脉冲小信号保持记忆下来。
四、实验分析与问题讨论
1.工程中为何多采用圆弧形管嘴或喇叭形取水口而少采用直角锐缘形管嘴?
2.计算短管局部水头损失时，各单个局部水头损失之和为什么并不一定等于管道的总局部水头损失?
3.试分析天然河流的弯道一旦形成，在水流的作用下河道会越来越弯还是会逐渐变直?
4.为什么风吹电线，电线会发出共鸣?
5.解决绕流体的振动问题途径有哪些?
6.试设想"双稳放大射流阀"的实际应用及优点，能否设计一个在自动控制中应用的射流元件实例?
