武汉大学水力学复习题及答案

第一章 导 论1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。

( )2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。

( )3、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。

( )4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( ) (1)水的温度； (2)水的容重； (3)当地气压； (4)水的流速。

5、理想液体是 （ ） (1)没有切应力又不变形的液体； (2)没有切应力但可变形的一种假想液体； (3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； (4)有切应力而不变形的液体。

6、A 、B 为相邻两液层，A 层流速大于B 层流速。

则A 层对B 层的切应力τ1_____________ B 层对A 层的切应力τ2 。

其中τ1 的方向与流向 __________，τ2 的方向与流向______________。

7、单位质量力的量纲为__________________；运动粘度的量纲为 _______________；动力粘度的量纲为 ____________________。

8、物体在外力作用下产生 _______________，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为 _______。

9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图示，则其切应力分布τ~y 为_______________________ 分布，切应处。

10 ________________________假定。

11、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A ，则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向 。

12、平板面积为 40×45cm 2,厚度为 ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=油的斜面向下作等速运动， 其速度u =s,带动油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度μ=______________，ν =__________________ (油的密度ρ＝950 kg/m 3)。

A 的极薄的平板以速度 u 平行移动。

x 为平板距上边界的距离。

求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直线分布）。

（A xx u T )(-∆∆+=μ）14、已知200C 时海水的密度3cm /g 03.1=ρ，试用国际单位制表示其密度值，并求其比重和重度。

（33/094.10,03.1,/1030m kN S m kg ===γρ）15、200C 时水的重度为233m /s N 10002.1,m /KN 789.9⋅⨯=μ-，求其运动粘度ν。

200C 时空气的重度3m /N 82.11=γ，s /cm 150.02=ν，求其粘度μ（即动力粘度）。

（)/10809.1,/10003.12526m S N s m ⋅⨯=⨯=--μν16、设水的体积弹性模量Pa 1019.2K 9-⨯=，试问压强改变多少时，其体积才可以相对压缩%1（Pa 71019.2⨯）17、200C 时1立升（1000cm 3）的汽油重公斤力（kgf ），计算其重度和密度（分别用国际单位制及工程单位制表示）。

（33/678,/4.6644m kg m N ==ργ）18、已知活塞的直径m 14.0d =，长度m l 16.0=。

活塞在汽缸内做往复运动，活塞与汽缸内壁的间隙mm 4.0=δ，其间充满了s Pa 1.0⋅=μ的润滑油。

活塞运动速度s /m 5.1u =，润滑油在间隙中的速度按线形分布，求活塞上所受到的摩擦阻力。

（38.26N ）19、如图所示粘度计，悬挂着的内筒半径cm 20r =，高度cm 40h =，外筒以角速度s /rad 10=ω旋转，内圆筒不动，两筒间距cm 3.0=δ，内盛待测液体。

此时测得内筒所受力矩m N 905.4M ⋅=。

试求该液体的动力粘度μ（假设内筒底部与外筒底部之间间距较大，内筒底部与该液体的相互作用力均可不计）。

（）20、如图所示水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E 点为抛物线端点，E 点处0dy /du =，水的运动粘度s /m 100.126-⨯=ν，试求cm 4,2,0y =处的切应力（提示：先设流速分布C By Ay u 2++=，利用给出的条件确定待定常数A ，B ，C ）。

（τ0=5×10-2Pa ; Pa 105.2202.0y -=⨯=τ;004.0y =τ=）21、如图所示的盛水容器，该容器以等角速度ω绕中心轴（z 坐标轴）旋转。

试写出位于)z ,y ,x (A 处单位质量所受的质量力分量的表达式。

（f x =ω2γcos θ, f y=ω2γsin θ, f z=-g ）第二章 水静力学1、相对压强必为正值。

( )2、图示为一盛水容器。

当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。

( )3、静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。

( )4、二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。

( )5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为。

则该平面上的静水总压力P =gy D A sin 。

(y D 为压力中心D 的 坐标， 为水的密度，A 为斜面面积) （ ）6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度b，长度L及倾角均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。

( )7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。

( )8、静水压强仅是由质量力引起的。

( )9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。

由于A、B两点静水压强不等，h 的差值。

( )10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。

( )11、选择下列正确的等压面: ( )C (4)D D( )(1) 淹没面积的中心； (2) 压力体的中心；(3) 总压力的作用点；(4) 受压面的形心。

13、平衡液体中的等压面必为( )(1) 水平面； (2) 斜平面； (3) 旋转抛物面； (4) 与质量力相正交的面。

14、图示四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是( )(1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。

15、欧拉液体平衡微分方程 ( ) (1) 只适用于静止液体； (2) 只适用于相对平衡液体；(3) 不适用于理想液体； (4) 理想液体和实际液体均适用。

16、容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器A B 壁面上的静水压强分布图应为 ( ) (1) a (2) b (3) c (4) d17、液体某点的绝对压强为 58 kP a，则该点的相对压强为 ( )(1) kP a； (2) kP a； (3) -58 kP a (4) kP a。

18、图示的容器a 中盛有重度为1的液体，容器b中盛有密度为1和2的两种液体，则两个容器中曲面AB 上压力体及压力应为 ( )(1) 压力体相同，且压力相等； (2) 压力体相同，但压力不相等；(3) 压力体不同，压力不相等； (4) 压力体不同，但压力相等。

1 m 时〔虚线位置〕，闸门上的静水总压力。

( )(3) 不变； (4) 无法确定。

3 m 水柱高，当地大气压为一个工程大气压，其相应的绝对压强值等于( )(1) 3 m 水柱高；(2) 7 m 水柱高；(3) －3 m 水柱高；(4) 以上答案都不对。

21、液体中，测管水头 (z + p/g) 的能量意义是______________________。

22、液体中，位置高度z 的能量意义是_______________；压强高度p/g 的能量意义是_______________。

23、真空压强的最小值是__________________；真空压强的最大值是___________________。

24、比重为的物体放入比重为的液体中，则出露部分体积与总体积之比为__________________。

25、容器A、B分别以加速度a和等角速度运动，如图所示。

分别绘出液面下深度h处的等压面形状，并标明该等压面上任一质点的质量力F的方向。

26、绘出图中曲面上的的压力体图，并标出水压力铅直分力的方向。

27、绘出图示圆柱体上水平压强分布图和压力体图。

并标出水压力铅直分力的方向。

28、三个圆球各充满液体后的测压管液面如图示，试绘出各球面的压力体图，并标出力的方向。

29、绘出图中AB 曲面上水平压强分布图和压力体图，并标出水压力铅直分力的方向。

kPa ，箱中盛满水。

试绘出作用于圆柱面 ABC 上的水平压强分布图和压力体。

R = m ，通气管中的水面与容器顶盖齐平。

容器以等角速度=2 s -1绕铅垂中心轴旋转，求容器顶盖的总压力P 。

（N 937.9 1P ）32、一封闭容器如图所示。

容器中水面的绝对压强 p 0=。

中间插入一两端开口的玻璃管。

当空气恰好充 满全管而不流动时， 求管伸入水中的深度 h 。

（=h m ）33、在物体上装置一个直径很小的盛水 U 形管，以测定物体作直线运动的加速度（如图）。

若 L ＝，h ＝ m ，求物体的加速度 a 。

（a = m/s 2）34、一等宽度折角形闸门，折角 =120，如图所示可绕 A 轴转动，如图所受。

已知 L = 2 m 。

不计门重及摩擦力，求闸门开 始自动倾倒时的水深 h 。

（h= m ）35、一曲面的形状为 3/4 个圆柱面，半径 R = m ，宽度(垂直于纸面)为1 m 。

圆心位于液面以下h = m ，如图所受。

容器中盛有密度为 1=816 kg/m 3的液体，其深度 h 1= m ，其下为密度2=1000 kg/m 3的液体。

(1) 绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

(2) 求作用于曲面的静水总压力的大小和方向。

（kN 15.68P x ==； kN 33.58P z =；=P kN ；=θ）36、盛有液体的容器以等加速度 a 垂直向上运动，如图所示。

试导出液体中任一点压强 p 的表达式。

（h gag p z a g p a )1()(++++-=ρρ）37、一容器左侧盛油，右侧盛水，上、下各接一水银压差计。

各液面标高如图所示。

已知油的密度=816 kg/m 3。

求容器顶部压差计液面高差h 。

（h = m ）38、图示为一直径D 的圆球(不计重量)在密度分别为1和2的两种液体作用下处于平衡状态。

试导出D 与1，2，h 1，h 2之间的关系式。

（ gg )gh gh (3D 211122ρ+ρρ-ρ=）39、一矩形水箱，箱中盛有液体，水箱沿倾斜角为的斜面以加速度a 向下滑动(如图)。

试确定箱内液体表面的形状。

（液面方程为0=g)z -sin a (x )cos (a θ+θ ；液面对水平面的倾斜角θθ=βasin -g cos a x z =tan ）40、图示为一空心弯管，下端插入水中，其水平段长度R =30 cm 。