水力学闻德荪习题答案第二章
水力学第二章答案
《水力学》第二章答案(总27页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
《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。
水力学第二章课后答案说课材料
答：半球形盖 AB 所受总压力的水平分力为 29.269kN，铅垂分力为 2.567kN。
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Δ1
Δ2
解：（ 1）取上半球为研究对象，受力如图所示。
Δ1
Δ2
Pz T
∵ Pz V g
D2
1
2
g
4
22 8.5 3.5 1000 9.807
4 154.048（kN ） ∴ T Pz 154.048 （kN） （ 2）取下半球为研究对象，受力如图。
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2-13 矩形闸门高 h =3m，宽 b =2m，上游水深 h1 =6m，下游水深 h2 =4.5m，试求： （ 1）作用在闸门上的静水总压力； （2）压力中心的位置。
h1 h2
h
解：（ 1）图解法。 压强分布如图所示：
h1 h2
p
∵ p h1 h h2 h g h1 h2 g 6 4.5 1000 9.807 14.71（ kPa）
yD1
yC 2
IC 4.5 12
yC2 A
4.5 bh
1 4.52 h2
4.5
12
1 20.25 0.75 4.667 （m） 4.5
P2 p2 A g h2 1.5 hb 3 9.807 3 2 176.526（kN ）
yD 2
yC1
IC yC1 A
1 yC1
yC2 1
IC A
1 32 0.75 3.25（m） 3
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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 。
2.12 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 。
水力学第二章课后答案说课材料
1 2 6 11答案在作业本2.12 （注：书中求绝对压强）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2-12形平板闸门倾角=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T 。
P 4 3.0 1.4 g P 5 2.5 1.4 Hg g3.0 1.4 gP a 2.3 1.2Hg g2.5 1.2g 2.5 1.4Hg g3.0 1.4P a2.3 2.5 1.2 1.4 Hg g2.53.0 1.2 1.4 gP a 2.3 2.5 1.2 1.4 13.62.53.0 1.2 1.4 ggP a265.00 (kPa )gP o 265.00kPa 。
解：P oP o △ 3.0△ 1.4p o。
答：水面的压强 AB ，一侧挡水，已知长l=2m ，宽b=1m ，形心点水深h °=2m ,—A /1/bBa〈/1 /‘ /、尸⑵图解法。
心压强分市如图所示’和=屁—一刃旗兰 =12,68 (kPa)彳V_丿| •t-h-vVvX-vx-k 2 J解：（1）解析法P c A h e g bl 1000 9.807 2 1 239.228 （ kN ）bl 3y CV C A sin12blsin2.2 2122.946对A 点取矩，当开启闸门时，拉力厂满足’门户（打―儿）一丁1A 6 Pl p[P y D222sin45o12 2 sin 45oI C6S0 I- 9= 31.007 （规 P当TX3LOO7込时，可以开启闸门…詈曲+”•朴2化珈3（凶.对A点取矩，有£卑-/D]—丁*事8詔誓=帖l-co^45v12.68 xlxl+(26.55-12,68)x1cos 45°= 31.009 CkN) * 密开启闸门所需拉力r =31.009 kN0 ,2-13矩形闸门高h=3m,宽b=2m,上游水深h i=6m，下游水深h2=4.5m,试求:（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。
【精品作文】水力学第二章课后答案
m(g?a)
压强的传递有所改变。当施加外力时，液面压强增大了的各点压强都增加
?pA
?pA
，水面以下同一高度
。
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.
P
图2-8
2-9.选择A
2-10.(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。所以静水压力Pa>Pb.
（2）若容器盛的是汽油，则有
p?ρ?gh?0.75?9.8?1.5kPa?11.03kPa 0
2. 如图2-26所示封闭水箱两测压管的液面高程为：?液
面
高
程
为
?4?60cm
1
?100cm
，?
2
?20cm
，箱内少
。问
?3
为多?
解：由于水箱底部以上部分全都是水，且水银测压管开口与大气相通，故有
1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度?增加15%，重度?减少10%，问此时动力粘度?增加多少（百分数）？ [解] ?
?????(1?0.15)?原(1?0.1)?原
?1.035?原?原?1.035?原
???原1.035?原??原
???0.035
?原?原
此时动力粘度?增加了3.5%
习题2
1. 一封闭容器如图2-35所示，测压管液面高于容器液面，h=1.5m,，若容器盛
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
工程流体力学(水力学)闻德第二章课后
工程流体力学(水力学)闻德第二章课后1. 引言在工程流体力学(水力学)的学习中，理论知识的掌握尤为重要。
闻德是工程流体力学(水力学)领域的重要理论基础之一。
闻德第二章是对流动中的能量平衡进行分析的部分，通过学习闻德第二章的课后习题，我们可以巩固并应用所学的理论。
本文将针对工程流体力学(水力学)闻德第二章课后习题进行分析和解答，展示对于不同题目的理解和计算方法。
2. 课后习题分析与求解2.1 习题1题目描述：水流通过一个水平管道，管道的直径为D，流速为v。
如果将流速减小到原来的一半，求此时的管道的直径和压力损失。
解答：根据闻德第二章的能量平衡公式，可以得到以下关系式： Darcy-Weisbach公式其中，h是压力损失，L是管道长度，D是管道直径，v是平均速度，g是重力加速度，f是流体摩擦因子。
设原来的压力损失为h1，管道直径为D1，根据题意可得： v1 = v D1 = D现在要求流速为原来的一半，设此时的流速为v2，根据题意可得： v2 = v1 / 2 = v / 2将上述值代入能量平衡公式中，可以得到： h1 = f * (L / D1) * (v1^2 / (2 * g)) h2 = f * (L / D2) * (v2^2 / (2 * g))将已知量代入，可以得到： h2 = f * (L / D2) * ((v / 2)^2 / (2 * g))进一步化简，可得： h2 = h1 / 16因此，此时的管道直径为原来的一半，压力损失为原来的1/16。
2.2 习题2题目描述：有一个高度为h的水柱，柱底面积为A。
根据闻德第二章的能量平衡公式，求水柱内的静压力。
解答：根据闻德第二章的能量平衡公式，可以得到以下关系式：P + ρ * g * z + 1/2 * ρ * v^2 = P0 + ρ * g * z0 + 1/2 * ρ * v0^2其中，P是静压力，ρ是水的密度，g是重力加速度，z是高度，v是流速。
【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(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D y 为：（c ）（a ）1.25m ；（b ）1.5m ；（c ）2m ；（d ）2.5m 。
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2-91(1.5 1.0)53.9ap p g p kpa 11151.9absap p p kpa 20(1.50.5)58.8ap p g p kpa22156.8abs a p p p kpa 12126.5p p Z Z mg g2-11 略2-12(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0HgHgp g g g g 0265p kpa2-14 受压面为矩形平面76.38c Pgh kN34112cb a J m 289cDccJ y y y 所以，作用点至A 点的距离10'29Dy y 根据合力矩守恒2cos 60'84.9oT P y TkN2-18cP gh (sin60)2146.5oa g H ab kNsin 60(cos60)ooTG G P f45.9T 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 eh h 21sinh H h Ha 1.13e m2-21仅考虑左侧水：11144.1x c x P gh kN （）1134.6z P gV kN（）仅考虑右侧水22211.03x c x P gh kN （）2217.32z P gV kN （）综合两侧水1233.08x x x P P P kN () 1217.32zz z P P P kN （）总压力22()37.34xyPP P kNtanZ xP P 2-23分析上半球xP 232[()]3ZP gVTn n g R H R R n第三章作业答案3-32max 00.0342max max00[(1())]1/20.212/rrQ udu d r u u r rL s0.075/Qvm s3-6根据连续性方程123Q Q Q 34/v m s3-7根据连续性方程123Q Q Q 23422231482.3370.58mm3-11 建立能量方程22111222121222122122()2.252hgpp v p v z z g gggz z p p vv h mgg油油油油油2.2551.1/Q K L s3-15在图上12d d 和断面建立能量方程2211122212122220p vp vz z g gggz z p 联立连续性方程1122v v 24.9/v m s在图自由液面和2d 断面建立能量方程221.232vHmg3-18建立能量方程22111222121212221.8 1.680p vp vz z g g ggz m z mp p 连续性方程12211.8(1.80.30.12)1.3v v v v 13111.23/5.98/v m s Qv m s3-20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/vv v m s建立动量方程，沿X 轴方向：11221212cos600cos60ooQ v Q v Q v Q Q Q Q Q Q连续性方程12(1cos60)2(1cos60)2ooQ Q Q Q 313225.05/8.35/Q m s Q m s建立动量方程，沿Y 轴方向：(sin60)1969oyR Q v N3-23在A-A ，B-B 断面间建立能量方程2.4/3.8/A bv m s v m s221112221212222175.7p vp vz z g gggz z p kN在A-A ，B-B 断面间建立动量方程沿X 轴方向：1cos60(cos 60)sin 60sin 60ooA AB B x B ooB B y B p v p v R Q v v p v R Qv 54555984y xR N R N3-24 （1）建立能量方程22121222vvh h gg连续性方程1122h v h v 3228.9215)998(vv 0294107232v vs m v /512.82mh 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 。
水力学课后计算题及答案解析
水力学课后计算题及答案第一章 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yuAT 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。
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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。
2.11在液体中潜体所受浮力的大小：（b）（a）与潜体的密度成正比；（b）与液体的密度成正比；（c）与潜体淹没的深度成正比；（d）与液体表面的压强成反比。
2.12正常成人的血压是收缩压100~120mmHg，舒张压60~90mmHg，用国际单位制表示是多少Pa?解：∵1mm3101.32510133.3760⨯==Pa∴收缩压：100120mmHg13.33=kPa16.00kPa舒张压：6090mmHg8.00=kPa12.00kPa答：用国际单位制表示收缩压：100120mmHg13.33=kPa16.00kPa；舒张压：6090mmHg 8.00=kPa 12.00kPa 。
2.13 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 。
2.14 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=+-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 。
2.15 水箱形状如图所示，底部有4个支座，试求水箱底面上总压力和4个支座的支座反力，并讨论总压力和支座反力不相等的原因。
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 。
2.16 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 。
2.17 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 。
2.18 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 =。
2.19 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 p f xρ∂-=∂ 0y p f yρ∂-=∂ 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18.67rad/s 时不致使水从容器中溢出。
2.20 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。
2.21 绘制题图中AB 面上的压强分布图。
解：2B2.22河水深H=12m，沉箱高h=1.8m，试求：（1）使河床处不漏水，向工作室A送压缩空气的压强是多少？（2）画出垂直壁BC上的压强分布图。
H解：（1）当A 室内C 处的压强大于等于水压时，不会发生漏水现象。
∴ 12117.684C p p g ρ≥=⋅=kPa （2）BC 压强分布图为：17.653答：使河床处不漏水，向工作室A 送压缩空气的压强是117.684kPa 。
2.23 输水管道试压时，压力表的读值为8.5at ，管道直径d =1m ，试求作用在管端法兰堵头上的静水总压力。
解：228.598.0710001654.744P p A D p ππ=⋅=⋅=⨯⨯⨯⨯=（kN ）答：作用在管端法兰堵头上的静水总压力为654.7kN 。
2.24 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 A h g bl ρ=⋅=⋅=⨯⨯⨯⨯=（kN ）322212 2.946122sin sin4512sin45sinC CD CCCblI hy yhy A blαα=+=+=+==⨯⋅（m）对A点取矩，当开启闸门时，拉力T满足：()cos0D AP y y T lθ--⋅=()212sin sin2sincos cosC CCD Ah hl lPhP y yTl lαααθθ⎡⎤⎛⎫⎢⎥+--⎪⎢⎥⋅⎝⎭⋅-⎢⎥⎣⎦==⋅2122sin 3.9228cos45Cl lPhlαθ⎛⎫⎪+⎪⋅⎪⎝⎭==⋅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 Clp h gρ⎛⎫=-=⎪⎝⎭（kPa）sin4526.552B Clp h gρ⎛⎫=+=⎪⎝⎭（kPa）()()12.6826.552139.2322A BlbP p p+⨯⨯=+⨯==（kN）对A点取矩，有1122cos450P AD P AD T AB⋅+⋅-⋅⋅=∴()12223cos45A B Alp l b p p l b l Tl⋅⋅⋅+-⋅⋅⨯⨯=⋅()212.681126.5512.6813cos45⨯⨯+-⨯⨯=31.009=（kN）答：开启闸门所需拉力T31.009=kN。