流体力学第1、2、3、4章课后习题答案

1、第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d）（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。1.2 作用于流体的质量力包括：（c）（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。1.3 单位质量力的国际单位是：（d）（a）N；（b）Pa；（c）；（d）。1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d）剪应力和流速。1.5 水的动力黏度随温度的升高：（b）（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。1.6 流体运动黏度的国际单位是：（a）（a）；（b）；（c）；（d）。1.7 无黏性流体的特征是：（c）（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合。1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a）（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。1.9 水的密度为1000，2L水的质量和重量是多少？解： （kg）（N）答：2L水的质量是2 kg，

2、重量是19.614N。1.10 体积为0.5的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？解： （kg/m3）答：该油料的密度是899.358 kg/m3。1.11 某液体的动力黏度为0.005，其密度为850，试求其运动黏度。解：（m2/s）答：其运动黏度为 m2/s。1.12 有一底面积为60cm40cm的平板，质量为5Kg，沿一与水平面成20角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm，若下滑速度0.84，求油的动力黏度。解： 平板受力如图。沿轴投影，有：（）答：油的动力黏度。1.13 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm；涂料的黏度=0.02，模具的直径为0.9mm，长度为20mm，导线的牵拉速度为50，试求所需牵拉力。解： （kN/m2）（N）答：所需牵拉力为N。1.14 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转=16，锥体与固定壁面间的距离=1mm，用=0.1的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3m，高H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。解： 选择坐标如图，在处半径为的微元力矩为。其中 （）答：作用于圆锥体的阻力矩为。1.15 活

3、塞加压，缸体内液体的压强为0.1Mpa时，体积为1000 ，压强为10Mpa时，体积为995 ，试求液体的体积弹性模量。解： （Mpa）（m3）（pa）答：液体的体积弹性模量 pa。1.16 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为=4.7510-10的液压油，由手轮丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为1cm，丝杠螺距为2mm，加压前油的体积为200mL，为使油压达到20Mpa，手轮要摇多少转？解： （m3）设手轮摇动圈数为，则有圈即要摇动12圈以上。答：手轮要摇12转以上。1.17 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为8，加温前后温差为50，在其温度范围内水的膨胀系数=0.00051/。求膨胀水箱的最小容积。解： （m3）答：膨胀水箱的最小容积 m3。1.18 钢贮罐内装满10的水，密封加热到75，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数=4.110-4/，体积弹性模量=2109，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。解： 自由膨胀下有：又（Mpa）加热后，钢罐内的压强为Mpa。设（表压强）。答：加热后罐壁

4、承受的压强是 Mpa。1.19 汽车上路时，轮胎内空气的温度为20，绝对压强为395kPa，行驶后轮胎内空气的的温度上升到50，试求这时的压强。解： 设满足理想气体方程，则有：假设，可解得（kPa）答：这时的压强为 kPa。第二章习题答案选择题（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 绝对压强与相对压强、真空度、当地大气压之间的关系是：（c）（a）=+；（b）=+；（c）=-；（d）=+。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）；（b

5、）=；（c）；（d）。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hp=10cm, -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100120mmHg，舒张压6090mmHg，用国际单位制表示是多少Pa?解： mmPa 收缩压：mmHgkPakPa舒张压：mmHgkPakPa答：用国际单位制表示收缩压：mmHgkPakPa；舒张压：

6、mmHgkPakPa。2.13 密闭容器，测压管液面高于容器内液面=1.8m，液体的密度为850kg/m3，求液面压强。解： 相对压强为：kPa。绝对压强为：kPa。答：液面相对压强为kPa，绝对压强为kPa。2.14 密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，求水面压强。解： （kPa）相对压强为：kPa。绝对压强为：kPa。答：水面相对压强为kPa，绝对压强为kPa。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：（kN）（2）支反力：kN不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体。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。答：水箱底面上总压力是kN，4个支座的支座反力是kN。2.16 盛满水的容器，顶口装有活塞，直径=0.4m，容器底的直径=1.0m，高=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：（kPa） （相对压强）（2）容器底的总压力：（kN）答：容

7、器底的压强为kPa，总压力为kN。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。解： （kPa）答：水面的压强kPa。2.18 盛有水的密闭容器，水面压强为，当容器自由下落时，求水中压强分部规律。解： 选择坐标系，轴铅垂朝上。由欧拉运动方程：其中 ，即水中压强分布 答：水中压强分部规律为。2.19 圆柱形容器的半径=15cm，高=50cm，盛水深=30cm，若容器以等角速度绕轴旋转，试求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，点在水面最低点。则有：即有：其中：；故有：当在自由面时，自由面满足上式说明，对任意点的压强，依然等于自由面压强。等压面为旋转、相互平行的抛物面。答：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=80cm，油的密度=801，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=20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）kPa相对压强kPa（kN）负号说明顶盖所受作用力指向下。（

8、2）当r/s时，压强分布满足坐顶中心为坐标原点，时，kPa（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kN，方向向下；（2）容器以角速度=20旋转时，真空表的读值不变，作用于顶盖上总压力为kN，方向指向上方。2.21 绘制题图中面上的压强分布图。解：2.22 河水深=12m，沉箱高=1.8m，试求：（1）使河床处不漏水，向工作室送压缩空气的压强是多少？（2）画出垂直壁上的压强分布图。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。 kPa（2）BC压强分布图为：答：使河床处不漏水，向工作室送压缩空气的压强是kPa。2.23 输水管道试压时，压力表的读值为8.5at，管道直径=1m，试求作用在管端法兰堵头上的静水总压力。解：（kN）答：作用在管端法兰堵头上的静水总压力为kN。2.24 矩形平板闸门，一侧挡水，已知长=2m，宽=1m，形心点水深=2m，倾角=，闸门上缘处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力。解：（1）解析法。（kN）（m）对A点取矩，当开启闸门时，拉力满足：（kN）当kN时，可以开启闸门。（2）图解法。压强分布如图所示：（kPa）（kPa）（kN）对A点取矩，有 （kN）答：开启闸门所需拉力kN。2.25 矩形闸门高=3m，宽=2m，上游水深=6m，下游水深=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。解：（1）图解法。压强分布如图所示： （kPa）（kN）合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面处。（2）解析法。（kN）（m）（kN）（m）合力：（kN）合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）：（m）答：（1）作用在闸门上的静水总压力kN；（2）压力中心的位置在闸门的几何中心，即距地面处。2.26 矩形平板闸门一侧挡水，门高=1m，宽=0.8m，要求挡水深超过2m时，闸门即可自动开启，试求转轴应设的位置。解：当挡水深达到时，水压力作用位置应作用在转轴上，当水深大于时，水压力作用位置应作用于转轴上，使闸门开启。

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