水力学第二章课后习题答案
《水力学》课后习题答案
第一章 绪论1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
《水力学》第二章答案
第二章:水静力学 一：思考题2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。
绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强，绝对压强是以0为起点，而相对压强是以当地大气压为基准测定的，所以两者相差当地大气压Pa.绝对压强小于当地大气压时就有负压，即真空。
某点负压大小等于该点的相对压强。
Pv=p'-pa2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中，z 表示某点在基准面以上的高度，称为位置水头，g p ρ表示在该点接一根测压管，液体沿测压管上升的高度，称为测压管高度或压强水头，g p z ρ+称为测压管水头，即为某点的压强水头高出基准面的高度。
关系是：（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。
等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。
图中A-A 是等压面，C-C,B-B 都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同压强的传递有所改变。
当施加外力时，液面压强增大了Ap∆，水面以下同一高度的各点压强都增加Ap∆。
2-8.（1）各测压管中水面高度都相等。
（2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p.图2-82-9.选择A2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。
因为水作用面的面积不相等，而且作用面的形心点压强大小不同。
《水力学》第二章答案
第二章:水静力学 一：思考题2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。
绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强，绝对压强是以0为起点，而相对压强是以当地大气压为基准测定的，所以两者相差当地大气压Pa.绝对压强小于当地大气压时就有负压，即真空。
某点负压大小等于该点的相对压强。
Pv=p'-pa2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中，z 表示某点在基准面以上的高度，称为位置水头，g p ρ表示在该点接一根测压管，液体沿测压管上升的高度，称为测压管高度或压强水头，g p z ρ+称为测压管水头，即为某点的压强水头高出基准面的高度。
关系是：（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。
等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。
图中A-A 是等压面，C-C,B-B 都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同压强的传递有所改变。
当施加外力时，液面压强增大了Ap∆，水面以下同一高度的各点压强都增加Ap∆。
2-8.（1）各测压管中水面高度都相等。
（2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p.图2-82-9.选择A2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。
因为水作用面的面积不相等，而且作用面的形心点压强大小不同。
水力学第二章课后习题答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m ,液体的密度为850kg/m 3,求液面压强。
解：P o = P a ，gh = P a 850 9.807 1.8相对压强为：15.00kPa。
绝对压强为：116.33kPa。
答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。
2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2,压力表中心比A点高0.4m , A点在水下1.5m，，求水面压强。
P01.5m10.4mA解: P0 = P a P -1.1 'g二P a 4900 -1.1 1000 9.807二p a「5.888 （kPa）相对压强为：_5.888kPa。
绝对压强为：95.437kPa。
答: 水面相对压强为-5.888kPa,绝对压强为95.437kPa。
3m解：（1）总压力：Pz=A p=4「g 3 3 = 353.052 （kN）（2）支反力：R 二W总二W K W箱二W箱;?g 1 1 1 3 3 3=W箱 9807 28 =274.596 kN W箱不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体Qg。
而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积Eg。
答：水箱底面上总压力是353.052kN，4个支座的支座反力是274.596kN。
2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A，直径d =0.4m，容器底的直径D=1.0m，高h=1.8m ,如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力解: （1）容器底的压强：P D =P A'gh =252°9807 1.8 =37.706（kPa）（相对压强）/-d24（2）容器底的总压力：P D二Ap D D2 p D12 37.706 10 = 29.614（kN）4 4答：容器底的压强为37.706kPa，总压力为29.614kN 。
2.6用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m，试求水面的压强P0。
水力学闻德荪习题答案第二章
选择题（单选题）2.1 静止流体中存在：（a ）（a ）压应力；（b ）压应力和拉应力；（c ）压应力和剪应力；（d ）压应力、拉应力和剪应力。
2.2 相对压强的起算基准是：（c ）（a ）绝对真空；（b ）1个标准大气压；（c ）当地大气压；（d ）液面压强。
2.3 金属压力表的读值是：（b ）（a ）绝对压强；（b ）相对压强；（c ）绝对压强加当地大气压；（d ）相对压强加当地大气压。
2.4 某点的真空度为65000Pa ，当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：（d ）（a ）65000Pa ；（b ）55000Pa ；（c ）35000Pa ；（d ）165000Pa 。
2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是：（c ）（a ）abs p =p +V p ；（b ）p =abs p +a p ；（c ）V p =a p -abs p ；（d ）p =V p +V p 。
2.6 在密闭容器上装有U 形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：（c ）（a ）1p >2p >3p ；（b ）1p =2p =3p ；（c ）1p <2p <3p ；（d ）2p <1p <3p 。
2.7 用U 形水银压差计测量水管内A 、B 两点的压强差，水银面高差h p =10cm, A p -B p 为：（b ）（a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。
2.8露天水池，水深5 m处的相对压强为：（b）（a）5kPa；（b）49kPa；（c）147kPa；（d）205kPa。
2.9垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离Dy为：（c）（a）1.25m；（b）1.5m；（c）2m；（d）2.5m。
2.10圆形水桶，顶部及底部用环箍紧，桶内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为：（a）（a）1/2；（b）1.0；（c）2；（d）3。
水力学课后习题答案 (2)
水力学课后习题答案问题1分析：根据题目所给条件，可以得出以下信息： - 原水泵的扬程为15米； - 新水泵的额定功率为0.8千瓦，效率为0.9； - 新水泵的扬程为20米； - 单位时间内水的流量不变。
要求：求原水泵的额定功率。
解答：设原水泵的额定功率为P1（单位：千瓦）。
由题目可知，P1 = H1*Q1/η1，其中H1为原水泵的扬程，Q1为单位时间内水的流量，η1为原水泵的效率。
根据题目可知，H1 = 15米，Q1不变。
则有 P1 =15*Q1/η1。
又，由于单位时间内水的流量Q1不变，所以新水泵的流量Q2也不变。
即Q1 = Q2。
因此，新水泵的额定功率P2（单位：千瓦）可以表示为 P2 = H2*Q2/η2，其中H2为新水泵的扬程，η2为新水泵的效率。
根据题目可知，P2 = 0.8千瓦，H2 = 20米，η2 = 0.9。
则有 0.8 = 20*Q2/0.9。
将上式整理，得到 Q2 = 0.8*0.9/20 = 0.036立方米/秒。
由于Q1 = Q2，所以Q1 = 0.036立方米/秒。
将Q1 = 0.036代入P1 = 15Q1/η1，可得 P1 = 150.036/η1。
因此，原水泵的额定功率P1等于15*0.036/η1。
问题2分析：根据题目所给条件，可以得出以下信息： - 水泵的扬程为12米； - 水泵的额定功率为3.2千瓦； - 水泵的效率为0.85；- 单位时间内水的流量不变。
要求：求单位时间内水的流量。
设单位时间内水的流量为Q（单位：立方米/秒），根据题目可知，P = H*Q/η，其中P为水泵的额定功率，H为水泵的扬程，η为水泵的效率。
根据题目可知，P = 3.2千瓦，H = 12米，η = 0.85。
则有3.2 = 12*Q/0.85。
将上式整理，得到 Q = 3.2*0.85/12 = 0.2267立方米/秒。
因此，单位时间内水的流量为0.2267立方米/秒。
问题3分析：根据题目所给条件，可以得出以下信息： - 水泵的额定功率为2.5千瓦；- 水泵的效率为0.75；- 水泵的扬程为15米。
水力学第四版课后答案
第一章绪论1-2．20℃的水2.5m3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？[解] 温度转变前后质量守恒，即又20℃时，水的密度80℃时，水的密度那么增加的体积为1-4．一封锁容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为假设干？当封锁容器从空中自由下落时，其单位质量力又为假设干？[解] 在地球上静止时：自由下落时：第二章流体静力学2-1．一密闭盛水容器如下图，U形测压计液面高于容器内液面h=1.5m，求容器液面的相对压强。
[解]2-3．密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。
压力表中心比A点高0.5m，A点在液面下1.5m。
求液面的绝对压强和相对压强。
[解]绘制题图中面上的压强散布图。
Bh 1h 2A Bh 2h 1hAB解：Bρgh 1ρgh 1ρgh 1ρgh 2AB ρgh2-14．矩形平板闸门AB一侧挡水。
已知长l=2m，宽b=1m，形心点水深h c=2m，倾角=45，闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。
试求开启闸门所需拉力。
[解] 作用在闸门上的总压力：作用点位置：2-15．平面闸门AB 倾斜放置，已知α＝45°，门宽b ＝1m ，水深H 1＝3m ，H 2＝2m ，求闸门所受水静压力的大小及作用点。
45°h 1h 2BA[解] 闸门左侧水压力：作用点：闸门右边水压力：作用点：总压力大小：对B 点取矩：2-13．如下图盛水U 形管，静止时，两支管水面距离管口均为h ，当U 形管绕OZ 轴以等角速度ω旋转时，求维持液体不溢出管口的最大角速度ωmax 。
[解] 由液体质量守恒知，I 管液体上升高度与 II 管液体下降高度应相等，且二者液面同在一等压面上，知足等压面方程：液体不溢出，要求， 以别离代入等压面方程得2-16．如图，，上部油深h1＝1.0m，下部水深h2＝2.0m，油的重度=m3，求：平板ab单位宽度上的流体静压力及其作用点。
[解] 合力作用点：一弧形闸门，宽2m，圆心角=，半径=3m，闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。
水力学第2-7章参考答案(吕宏兴__裴国霞等)
2-1 解：（1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以p A=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kP a（γH=13.6γ水）（2）测压管长度：p A=γ水·h 所以h= p A/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m2-3 解：P A-γh=p B-γ(h1+h2+h)+γH h1所以，p A-p B=γH h1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa2-6解：p A=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kp a 2-7 解：（1）左支：绝对：p c'=p0'+γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa（2）右支：p c'=p a+γ水h；h=（p c'-p a）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m 2-8 解：p A=0.6p a=0.6×98=58.8kp a（1）左支：p A=γh1 h1=p A/γ=58.8/9.8=6m（2）右支：p A+γh=γH h2 h2=（p A+γh）/γH=0.456m2-10解：设管嘴内的绝对压强为p',则p'+γh= p aP v=p a- p'=γh=9.8×0.6=5.886kp a2-12解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析：由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出p·s+γ·s·h=ρ·s·h·ap=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)p=9.8×2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/㎡(2)相对压强为0 p=γh(1-a/g)=0 由式可知a/g-1=0a=g=9.8m/s2时，p=02-142-16解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m（1）求静水总压力P方法10：P=Ωb=1/2[γh1+γ(h1+h2)]×AB×b=1/2×9.8×(2×1.2+1.85)×2.14×3=133.7kN方法20：P=γh c A=γ(h1+h2/2)×AB×b=133.7kN（2）计算P的作用点D的位置：e=l/3·（2h1+h2ˊ）/（h1+h2ˊ）=0.915m（其中hˊ=h1+h2）（3）计算T:因为ΣM a=0 则：P·AC+G·AO·cos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2133.7×(2.14-0.915)+9.8×2.14/2×1/2=T×2.14×1/2所以T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m，p A=γh1=9.8×1.2=11.76kPa，p A=p B (1)静水总压力P左=γ·h c1A1=9.8×(h1+h2/2）×AB×b=P1=133.7kN （其中h c1=h1+h2/2 A1=AB×b）e1=0.915mP右=γ·h c2A2=9.8×h2/2×AB×b=P2=58.2kN（其中h c2=h2/2）e2=l/3=2.14/3=0.71m（2）因为ΣM a=0P1×(AB-e1）+G×AO×cos600=T×AB×cos600+P2×(AB-e2)T=80.2kN2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,θ=450 求P 及作用点 H=Rsin450=4.3×22=3m (1)水平分力：P x =γh e A x =9.8×1.5×3×5=220.5(KN) (2)铅垂分力：P z =γv=γΩ×b=9.8×1.143×5=56.01(KN) 其中：Ω=S 梯OABC —S 扇OAC =8.4－7.257=1.143㎡ S 梯OABC =0.5×[4.3+（4.3-3）]×3=8.4㎡ S 扇OAC =360450πR 2=360450×3.14×4.32=7.257㎡ （3）P=PPzx22+=01.565.22022+=227.5（KN ）（4）P 与水平面的夹角α： α=arctanPPxz =arctan5.22001.56=14.250=14015` 2-192-20 解:已知b=10m ，k=8m（1）夹角计算：Sin β1=（173-170）/8=3/8=0.375（cos β1=550.5/8）β1=22.020Sin β2=（170-165）/8=5/8=0.625（cos β2=0.781） β2=38.680（2）水平方向水压力P x :(闸门宽b=10m)公式：P x =γh c A x =9.8×4×8×10=3136kN（另法：P x =1/2×9.8×8×8×10=31363136kN ）（3）垂直方向水压力P z =γV关键计算压力体体积V=[三角形ofc （11.12㎡）+扇形ocd （33.88㎡）-梯形ofed （34.36）]×b所以 V=（11.12+33.86-34.36）×10=10.636×10=106.36m ³P z =γV=9.8×106.36=1042.33kN（4）总压力P:P=(P x 2+P z 2)=3304.7kN作用方向α=arctan1042.3/3304.7=17.51P 与水平面夹角17.510，且过o 点。
水力学第二章课后习题答案
密闭容器，测压管液面高于容器内液而液体的密度为850kg/m\求液面压强。
解：Po = Pd + pgh = Pd +850x9.807x1.8相对压强为：15・00kPa。
绝对压强为：116.33kPa。
答：液而相对压强为15.00kPa,绝对压强为116.33kPa。
2,13密闭容器，压力表的示值为4900N/m\压力表中心比A点高，A点在水下八求水而压强。
0.4m解：Po = Pa + P_I Jpg=+4900-1-1x1000x9.807=Pa —5.888 (kPa)相对压强为：-5.888kPa 。
绝对压强为：95.437 06 答：水而相对压强为-5.888kPa. 绝对压强为95.437 kPa 。
解：（1）总压力:（2）支反力: 不同之原因: & = A ・p = 4pg X3X3 = 353,052 (kN) R = %=林+%=%+Qg(lxlxl + 3x3x3)=1绻 +9807 x28 = 274.596 kN +%总压力位底面水压力与面积的乘枳，为圧力体XQg 。
而支座反力与水体 重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积XQg 。
答：水箱底面上总压力是353.052kN. 4个支座的支座反力是274.596kNO2.14盛满水的容器，顶口装有活塞A.宜径dr 容器底的直径D G 高hr 如活塞上加 力2520N（包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
3m Im解：(1)容器底的压强:Pn = P A +pgh = 25^ + 9807xl.8 = 37.706 (kPa)(相对压强)(2)容器底的总压力:pQ = App =^D~ -Po = -^XI"X37.706x 10^ = 29.614 (kN) 答：容器底的压强为37.706kPa,总圧力为29・614kN。
用多皆水银测压计测圧，图中标髙的单位为m,试求水而的压强po。
Po v3.0_yL4隶解^ 〃0=久-(3・0-1・4)必=p5+(2・5-14)%g-(3・0-l ・4)Qg =Pa +(2・3-l ・2)%g-(2・5-l ・2)Qg+(2・5-l ・4)%g-(3・0-14)Qg=化+(2・3+2・5-1・2-14)乐 g-(2・5+3・0 - L2-14)Qg = N+[(2・3 + 2・5-l ・2-l ・4)xl3・6-(2・5 + 3・0-l ・2-l ・4)Qg]Qg=几+265.00 (kPa)答：水而的压强Po=265・OOkPa 。
水力学课后答案详解
答案说明以下答案是由老师自己做出来的，其中的每一题的画图都省略了，希望同学们自己在做题过程中补充上完整的图形。
在答案电子话过程中可能会有一些错误，希望同学们可多提宝贵意见。
第二章作业答案2-9 10(1.5 1.0)53.9a p p g p kpa ρ=+--=11151.9abs a p p p kpa =+= 20(1.50.5)58.8a p p g p kpa ρ=+--=22156.8abs a p p p kpa =+=1212 6.5p pZ Z m g gρρ+=+= 2-11 略2-120(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0Hg Hg p g g g g ρρρρ+---+---=0265p kpa =2-14 受压面为矩形平面 76.38c P gh kN ρω==34112c b a J m ⋅==289c D c c J y y y ω=+= 所以，作用点至A 点的距离 10'29D y y '=-= 根据合力矩守恒2cos 60'84.9o T P y T kN⋅=⋅=2-18 c P gh ρω=(sin 60)2146.5o ag H abkNρ=-⋅= sin 60(cos 60)o o T G G P f =⋅++⋅45.9T kN =闸门的静水压强分布图为梯形，根据梯形的压力中心距底部距离的计算公式12122()3h h a e h h +=+ 21sin h H h H a θ==-1.13e m =2-21 仅考虑左侧水：11144.1x c x P gh kN ρω== （→） 1134.6z P gV kN ρ== （↑）仅考虑右侧水22211.03x c x P gh kN ρω== （←）2217.32z P gV kN ρ== （↓）综合两侧水1233.08x x x P P P kN =-= (→)1217.32z z z P P P kN =-= （↑） 总压力37.34P kN ==tan ZxP P θ=2-23 分析上半球0x P =232[()]3ZP gVT n n g R H R R n ρρππ===+-第三章作业答案3-32max 000.0342max max 00[(1())]1/20.212/rrQ ud u d r u u r r L sωωωωπ==-=-⋅⋅=⎰⎰0.075/Qv m s ω==3-6 根据连续性方程123Q Q Q =+34/v m s =3-7根据连续性方程123Q Q Q =+234ωω= 22231482.3370.58m mωω==3-11建立能量方程22111222121222122122()2.252hg p p v p v z z g g g gz z p p v v h m g g ααρρρρρρ++=++=---===油油油油油51.1/Q L s μ==3-15在图上12d d 和断面建立能量方程2211122212122220p v p v z z g g g gz z p ααρρ++=++==联立连续性方程 1122v v ωω= 2 4.9/v m s = 在图自由液面和2d 断面建立能量方程221.232v H m g== 3-18 建立能量方程22111222121212221.8 1.680p v p v z z g g g gz m z mp p ααρρ++=++====连续性方程12211.8(1.80.30.12)1.3v v v v ⋅=--⋅=⋅13111.23/5.98/v m s Q v m sω===3-20建立的坐标系比较特别，X 轴沿着1Q 方向，Y 轴与X 轴垂直 根据能量方程可知1268.1/v v v m s ===建立动量方程，沿X 轴方向：11221212cos 600cos 60o oQ v Q v Q v Q Q Q Q Q Qρρρ--=-=+=连续性方程12(1cos 60)2(1cos 60)2o o QQ QQ =+=- 313225.05/8.35/Q m s Q m s==建立动量方程，沿Y 轴方向：0(sin60)1969o y R Q v N ρ=--=3-23 在A-A ，B-B 断面间建立能量方程2.4/3.8/A b v m s v m s==221112221212222175.7p v p v z z g g g gz z p kNααρρ++=++==在A-A ，B-B 断面间建立动量方程沿X 轴方向：1cos 60(cos 60)sin 60sin 60o o A A B B x B ooB B y B p v p v R Q v v p v R Qv ρρ--=-+=-54555984y x R N R N==3-24 （1）建立能量方程2212120022v v h h g g++=++连续性方程1122h v h v =3228.9215)998(v v +⨯⨯=+ 0294107232=+-v v s m v /512.82= m h v v h 762.15512.831212=⨯==（2）以1-1断面和2-2断面之间的水体为控制体，并假设整个坝面对水体的水平反力为F '。
水力学 第二章课后题答案
r • H • D 2[ ]
rHD 2
9.8 14000 200 2 14000000
0.98cm
2.1 盛有同种介质（密度A =B
=1200kg/m 3 )的两容器，其中心
点A、B位于同一高程，今用U形
差压计测定A、B点之压差（差
压计内盛油，密度 0＝
800kg/m 3），A点还装有一水银
测压计。其它有关数据如图题1-
2所示（s=5cm,
h 1
=20cm,h=4cm）
问：
1. A、B两点之压差为多少？
解:当下游无水时: 水平分力
Px rhC 1Ax1 9.8 13 26 1 3312.4KN(水平向右）
垂直分力
Pz rV1 9.8 梯形abcd 1 9.8 0.5 (26 18) 4 1 862.04KN(竖直向下）
当下游有水时 水平分力
Px rhC 1Ax1 rhc2Ax 2 3312.4 9.8 3 6 1 3316KN(水平向右）
（1）相同，不相等 （2）减小，上升
2.5 压力体的概念是什么？如何确定压力体的范围及作用力 方向？
压力体是计算总压力垂直分力 FPZ 的概念，只是作为计算
曲面上垂直压力的一个数值当量，不是由实际水体构成。
由受压曲面本身、通过曲面的四个边缘向自由液面作的
铅垂面、自由液面或其延伸面围成的体积就是压力体。压力 体位于受压面同一侧的叫做实压力体，液体压力向下；压力 体位于受压面异侧的叫做虚压力体，液体压力向上。
2
98
1 ctg 60
2
2
P
1 2
2 sin 60
则拉力 T 139.5KN
2.8 有—直立的矩形自动 翻板闸门，门高H为5m， 如果要求水面超过门顶h 为lm时，翻板闸门即可
武汉大学水力学教材答案第二章
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) 159.3 kP a； (2) 43.3 kP a； (3) -58 kP a (4) -43.3 kP a。
【最新试题库含答案】水力学第二章课后答案
水力学第二章课后答案篇一：水力学第二章答案(吕宏兴__裴国霞等)2-1 解：（1）pA+γ水·ΔH=γH·Δh；所以pA=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kPa（γH=13.6γ水）（2）测压管长度：pA=γ水·h 所以h= pA/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m2-3 解：PA-γh=pB-γ(h1+h2+h)+γHh1所以，pA-pB=γHh1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa2-6解：pA=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kpa2-7 解：（1）左支：绝对：pc =p0 +γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa（2）右支：pc =pa+γ水h；h=（pc -pa）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m2-8 解：pA=0.6pa=0.6×98=58.8kpa（1）左支：pA=γh1 h1=pA/γ=58.8/9.8=6m（2）右支：pA+γh=γHh2 h2=（pA+γh）/γH=0.456m2-10解：设管嘴内的绝对压强为p ,则p +γh= paPv=pa- p =γh=9.8×0.6=5.886kpa2-12解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析：由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出p·s+γ·s·h=ρ·s·h·ap=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)篇二：《水力学》第二章答案第二章:水静力学一：思考题2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h高的水头具有大小为?gh的压强。
水力学第二章课后习题答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压强。
解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+⨯⨯相对压强为：15.00kPa 。
绝对压强为：116.33kPa 。
答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。
2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，，求水面压强。
解：0 1.1a p p p g ρ=+-5.888a p =-（kPa ）相对压强为： 5.888-kPa 。
绝对压强为：95.437kPa 。
答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。
解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=⋅=⨯⨯=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+⨯⨯+⨯⨯总水箱箱980728274.596W =+⨯=箱kN W +箱不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ⨯。
而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积g ρ⨯。
答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。
2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =0.4m ，容器底的直径D =1.0m ，高h =1.8m ，如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
解：（1）容器底的压强：225209807 1.837.7064D A p p gh dρπ=+=+⨯=（kPa ）（相对压强） （2）容器底的总压力：223137.7061029.61444D D D P Ap D p ππ==⋅=⨯⨯⨯=（kN ）答：容器底的压强为37.706kPa ，总压力为29.614kN 。
2.6用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m ，试求水面的压强0p 。
水力学第2-7章答案(吕宏兴__裴国霞等)
2-1 解:（1）卩*7木・AH=Y H・ Ah：所以P A=V H• Ah・Y** AH二（V H=Y木〉（2）测压管长度：pA=v木• h所以h= P A/Y杆 X ICP/X 10^=3.88m 2-3 解：pA-vh=PB-V(hi+h2+h)+VHhi所以，P A・P B=VMhi-v(hi+h2)=XX2-6•水I h3 Id解:pA=VH（hi+h2）-v（hi+h2）=X XXX 解: （1）左支:绝对:pc-po'+vho=+ X 2=（2）右支: T h l 丄pc=pa+Y h=（Pc'-Pa）/v （）/=0.827m 2-8 解：PA==X98=2-10(1)左支J pA=vhi hi=pA/v==6m(2)右支J pA+Yh=VMh2 h2= (pA+yh)/VM=0.456m解：设管嘴内的绝对压强为眄则P "+Vh=paPv=pa- p-vh= X=2-12解:(1)设容器底部面枳为S,相对压强为P,对容器底部进行受力分析: 由牛顿第二泄律：2F=rn • a： - (P+G)=-m • a 所以得出P • s+v • s • h=p • s • h • ap=p • h • a -vh=Yh/g • a-yh=yh{a/g-l)p=X2=nV(2)相对压强为0 p=vh(l-a/g)=O由式可知a/g-l=Oa=g=9.8m/s^ 时，pR2-14(d) 2-16下游无水时，hi=» h2=r b=3m（1）求静水总压力P方法 1。
: P=Qb=]^[vhi+v{hi+h2)]XABXb=lZ2XX(2X +X X3=方法2° : P=yhcA=v(hi+h2Z2)XABXb=///ZB //// （2） i|•算P 的作用点D 的位置:e=l^ • (2hi+h2 ' ) / (hi+hz " ) =0.915m (英中 h " =hi+h2)(3) 计算T:因为2Ma=0贝Ij ：P • AC+G • AO • cos60° 夷中 j AC=AB-e=下游有水时，ABsb=3m, pA=vhi=X=, papBhlh2 r*lil ・oh3AO=AB/2GX 所以 T=158kN⑴静水总压力P v=V • hciAi=X{hi+h2Z2) XABXb=Pi=(其中 hci=hi+h2/2 Ai=ABX b) ei=P 沪V • hc2A2= Xhz/ZXABXb=p2=(其中入2比2介)e2=l^=3=0,71m(2)因为 SlVla=OPl X {AB-ei) +GXAOX cos60^=T XABX cosGO^+Pz X (AB-ez)T=已知：H=3m,b=5m,R=,e=45'^求P及作用点H=Rsin45°=X—=3m2(1) 水平分力：Px=yheAx=XX3X5=(KN)(2) 铅垂分力：Pz=vv=vfiXb=X X5=(KN) 苴中 J O=S »OABC —S ttOAC= —= m* SwoAK=x[+ O ]X3二nV s A oAc= 45 n R2二 45 X x=nVW — ⑶+ P 〉j220・52 + 56・0f= (KN )(4) s，卩与水平而的夹角a : P 56.01 …a =arctan^^=arctan ------ ==14°15'Px 220.5Pz360"2-19(a)(b)2-20 解:已知b=10m» k=8m（1）夹角计算:Sinpi= (173-170) /8=d^= (cosR尸8) pi=Sinp2= f 170-165) /8=5/8= (cosp2=) p2=（2）水平方向水压力P*（闸门宽b=10m）公式：Px=vhcAx= X 4 X 8 X 10=3136kN(列法J Px=l?2XX8X8X10=kN)(3)垂直方向水压力P Z=Y V关键汁算压力体体枳V可三角形ofc (mO +扇形ocd (nV)・梯形ofed () ]Xb所以 V= ( + ) X10=X10=10636mPi=VV= X =(4)总压力P:P=(Px^+Pz^)=作用方向U ==P与水平而夹角，且过o点。
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2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =，液体的密度为850kg/m 3，求液面压强。
解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+⨯⨯相对压强为：15.00kPa 。
绝对压强为：116.33kPa 。
答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。
2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高，A 点在水下，，求水面压强。
解：0 1.1a p p p g ρ=+-4900 1.110009.807a p =+-⨯⨯ 5.888a p =-（kPa ）相对压强为： 5.888-kPa 。
绝对压强为：95.437kPa 。
答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。
解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=⋅=⨯⨯=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+⨯⨯+⨯⨯总水箱箱980728274.596W =+⨯=箱kN W +箱不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ⨯。
而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积g ρ⨯。
答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。
2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =，容器底的直径D =，高h =，如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
解：（1）容器底的压强：225209807 1.837.7064D A p p gh dρπ=+=+⨯=（kPa ）（相对压强） （2）容器底的总压力：223137.7061029.61444D D D P Ap D p ππ==⋅=⨯⨯⨯=（kN ）答：容器底的压强为37.706kPa ，总压力为29.614kN 。
用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m ，试求水面的压强0p 。
解：()04 3.0 1.4p p g ρ=--()()5 2.5 1.4 3.0 1.4Hg p g g ρρ=+---()()()()2.3 1.2 2.5 1.2 2.5 1.4 3.0 1.4a Hg Hg p g g g g ρρρρ=+---+---()()2.3 2.5 1.2 1.4 2.5 3.0 1.2 1.4a Hg p g g ρρ=++---+--()()2.3 2.5 1.2 1.413.6 2.5 3.0 1.2 1.4a p g g ρρ=++--⨯-+--⎡⎤⎣⎦ 265.00a p =+（kPa ）答：水面的压强0p 265.00=kPa 。
盛有水的密闭容器，水面压强为0p ，当容器自由下落时，求水中压强分部规律。
g解：选择坐标系，z 轴铅垂朝上。
由欧拉运动方程：10z pf zρ∂-=∂ 其中0z f g g =-+= ∴0pz∂=∂，0p = 即水中压强分布0p p = 答：水中压强分部规律为0p p =。
圆柱形容器的半径R =15cm ，高H =50cm ，盛水深h =30cm ，若容器以等角速度ω绕z 轴旋转，试求ω最大为多少时不致使水从容器中溢出。
解：建立随圆柱容器一起转动的坐标系oxyz ，o 点在水面最低点。
则有：0x pf xρ∂-=∂ 0y p f y ρ∂-=∂ 0z pf zρ∂-=∂ 即有：x y z f dx f dy f dz dp ρρρ++=其中：z f g =-；22cos x f r x ωθω==；22sin y f r y ωθω==故有：()22dp x dx y dy gdz ρωω=+-()22202p p gz xy ρωρ-=-++2202p p gz r ρωρ=-+当在自由面时，0p p =，∴自由面满足2202z r gω=∴()000p p g z z p gh ρρ=+-=+上式说明，对任意点()(),,,x y z r z =的压强，依然等于自由面压强0p g ρ+⨯水深。
∴等压面为旋转、相互平行的抛物面。
答：ω最大为s 时不致使水从容器中溢出。
2.15 装满油的圆柱形容器，直径D =80cm ，油的密度ρ=8013/m kg ，顶盖中心点装有真空表，表的读值为4900Pa ，试求：（1）容器静止时，作用于顶盖上总压力的大小和方向；（2）容器以角速度ω=20s r /旋转时，真空表的读值不变，作用于顶盖上总压力的大小和方向。
解：（1）∵ 4.9v a p p p '=-=kPa∴相对压强 4.9a p p p '=-=-kPa224.9 4.90.8 2.4644D P pA ππ==-⨯=-⨯⨯=-（kN ）负号说明顶盖所受作用力指向下。
（2）当20ω=r/s 时，压强分布满足()22202p p gz xy ρωρ=-++坐顶中心为坐标原点，∴()(),,0,0,0x y z =时，0 4.9p =-kPa()22202A A P pdA p gz x y dA ρωρ⎡⎤==-++⎢⎥⎣⎦⎰⎰⎰⎰ 2222002D p r d rdr πρωθ⎛⎫=+⋅ ⎪⎝⎭⎰⎰222400228Dp r r ρωπ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭2240464p D D ππωρ=+2240.8208014.90.84641000ππ⨯⨯=-⨯+⨯⨯3.98=（kN ）总压力指向上方。
答：（1）容器静止时，作用于顶盖上总压力的大小为2.46kN ，方向向下；（2）容器以角速度ω=20s r /旋转时，真空表的读值不变，作用于顶盖上总压力为3.98kN ，方向指向上方。
2.16 绘制题图中AB 面上的压强分布图。
解：2B2.23矩形平板闸门AB，一侧挡水，已知长l=2m，宽b=1m，形心点水深c h=2m，倾角α=︒45，闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T。
解：（1）解析法。
10009.80721239.228C C P p Ah g bl ρ=⋅=⋅=⨯⨯⨯⨯=（kN ）322212 2.946122sin sin 45sin 45sin C C D C C C bl I h y y h y A blαα=+=+=+==⨯⋅oo （m ） 对A 点取矩，当开启闸门时，拉力T 满足：()cos 0D A P y y T l θ--⋅=()212sin sin 2sin cos cos C C CD A h h l l P h P y y T l l αααθθ⎡⎤⎛⎫⎢⎥+-- ⎪⎢⎥⋅⎝⎭⋅-⎢⎥⎣⎦==⋅ 2122sin 3.9228cos C l lP h l αθ⎛⎫ ⎪+ ⎪⋅ ⎪⎝⎭==⋅31.007=（kN ）当31.007T ≥kN 时，可以开启闸门。
（2）图解法。
压强分布如图所示：PAsin 4512.682A C l p h g ρ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭o （kPa ）sin 4526.552B C l p h g ρ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭o （kPa ）对A 点取矩，有1122cos 450P AD P AD T AB ⋅+⋅-⋅⋅=o∴()12223cos 45A B A l p l b p p l b lT l ⋅⋅⋅+-⋅⋅⨯⨯=⋅o()212.681126.5512.6813cos 45⨯⨯+-⨯⨯=o31.009=（kN ）答：开启闸门所需拉力T 31.009=kN 。
（kN ）2.24 矩形闸门高h =3m ，宽b =2m ，上游水深1h =6m ，下游水深2h =，试求：（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。
解：（1）图解法。
压强分布如图所示：∵()()12p h h h h g ρ=---⎡⎤⎣⎦()12h h g ρ=-()6 4.510009.807=-⨯⨯ 14.71=（kPa ）14.713288.263P p h b =⋅⋅=⨯⨯=（kN ）合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面(1.5m,)2b处。
（2）解析法。
()()111 1.56 1.5980732264.789P p A g h hb ρ==-⋅=-⨯⨯⨯=（kN ）3221221124.5 4.54.5 4.512C D C C bh I h y y y A bh ⎛⎫=+=+=+ ⎪⨯⎝⎭()120.250.75 4.6674.5=⨯+=（m ） ()222 1.539.80732176.526P p A g h hb ρ==-⋅=⨯⨯⨯=（kN ）()22211111130.75 3.253C CD C C C C I I y y y y A y A ⎛⎫=+=+=+= ⎪⎝⎭（m ） 合力：1288.263P P P =-=（kN ）合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）：()()111222D D D y P P h y P h y =---()()111222D D D P h y P h y y P---=()()264.7896 4.667176.526 4.5 3.2588.263⨯--⨯-=1.499=（m ）答：（1）作用在闸门上的静水总压力88.263kN ；（2）压力中心的位置在闸门的几何中心，即距地面(1.5m,)2b处。
矩形平板闸门一侧挡水，门高h =1m ，宽b =，要求挡水深1h 超过2m 时，闸门即可自动开启，试求转轴应设的位置y 。
解：当挡水深达到1h 时，水压力作用位置应作用在转轴上，当水深大于1h 时，水压力作用位置应作用于转轴上，使闸门开启。
1 1.510009.80710.811.76842h P h g hb ρ⎛⎫=-⋅=⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭（kPa ）221111.5 1.5562 1.512122D h h y h h h ⎛⎫=-+=+= ⎪⨯⎛⎫⎝⎭-⨯ ⎪⎝⎭（m ）∴转轴位置距渠底的距离为：2 1.5560.444-=（m ）可行性判定：当1h 增大时12C h y h ⎛⎫=-⎪⎝⎭增大，则C C I y A 减小，即压力作用位置距闸门形越近，即作用力距渠底的距离将大于0.444米。
答：转轴应设的位置y 0.444=m 。
金属矩形平板闸门，门高h =3m ，宽b =1m ，由两根工字钢横梁支撑，挡水面与闸门顶边齐平，如要求两横梁所受的力相等，两横梁的位置1y 、2y 应为多少？解：静水总压力：2310009.807144.13222h P g hb ρ=⋅⋅=⨯⨯⨯=（kN ） 总压力作用位置：距渠底113h =（m ）对总压力作用点取矩，∵12R R = ∴122233h y y h -=-，1243y y h += 设水压力合力为2P，对应的水深为1h ；22124h h gb gb ρρ=∴1 2.1213h ==（m ） ∴1121.4143y h ==（m ） 2144 1.414 2.5863y h y =-=-=（m ）答：两横梁的位置1y 1.414=m 、2y 2.586=m 。