2022年水力学作业答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载p 01.1 图示为一密闭容器,两侧各装一测压管,右管上端封闭, 其中水面高出容器水面3m,管内液面压强p 为 78kPa；左管与大气相hpapc3m通；求：（1）容器内液面压强p ；（2）左侧管内水面距容器液面高度h ；解：cpp 0gh右789.83107.4kPa水（2）hp cpa107.4980.959mg9.81.2 盛有同种介质（密度AB1132.6kg/m3）的两容器,其中0心点 A 与 B 位于同一高程, 今用 U 形差压计测定A1h与B点 之 压 差 （ 差 压 计 内 成 油 , 密 度0867.3kg

2、/m3）,A 点仍装有一水银测压计；其他有关数据如图题1.2 所示；问：（1）A 与 B 两点之压差为多少？（2）A 与 B 两点中有无真空存在,其值为多少？s hA ABB 解：（1）p AAgh e0gh 1p BBg h eh 1s5 cm h 120 cm h4cmAB1132.6kg/m35886.17Pap BpAA0gh 11132.6 867.39.8 0.2519.99Pa（2）pAHgghAgs136009.80.041132.69.80.05因此 A 点存在真空p BpA519.995366.18Pa因此 B 点也存在真空；名师归纳总结 1.3 图示一圆柱形油桶,内装轻油

3、及重油；轻油密度1为663.26kg/m3,重油密度2为第 1 页,共 8 页887.75kg/m3,当两种油重量相等时,求：（1）两种油的深度h 及2h 为多少？- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载（2）两测压管内油面将上升至什么高度？解：（1）两种油的重量相等,就1gh Ah22gh A ,其中 A 为容器的截面积；又有h 15解得h 12.86m,h 12.14m；（2）轻油测压管在页面处；hp1gh 12g2ghh1h 1,其中 h 为轻油测压管中液面高度；h 为测压管位置2g2距分界面的距离；h 1hh11h 110.74

4、72.860.72m21.4 在盛满水的容器盖上,加上 6154N 的载荷 G （包括盖重）,如盖与容器侧壁完全密合,试求 A 、 B 、 C 、 D 各点的相对静水压强（尺寸见图）；解：p A p B G 4 6154 7839.49PaA 3.14 1 13p C p D p A gh 7839.49 1 10 9.81 2 27.46kPa1.5 今采纳三组串联的 U 形水银测压计测量高压水管中压强,测压计顶端盛水；当 M 点压强等于大气压强时,各支水银面均位于 0-0 水平面上； 今从最末一组测压计右支测得水银面在 0-0 平面以上的读数为 h；试求 M 点得压强；解：p 1 2 Hg

5、 gh ；p 2 p 1 2 H O 2 gh；p 3 p 2 2 Hg gh ；p 4 p 3 2 H O 2 gh ；p 5 p 4 2 Hg gh ；p M p 5 H O 2 gh因此 p M 5 Hg H O 2 gh Hg gh 751.44 kPa1.6 一 U 形差压计如图题 1.6 所示,下端为横截面积等于 a 的玻璃管,顶端为横截面积3 3A 50 a 的圆筒,左支内盛水（w 1000kg/m）,右支管盛油（0 950kg/m）,左右支顶端与欲测压差处相接；当 p 2 p 时,右支管内的油水交界面在 x-x 水平面处,试运算右支管内油水交界面下降 25cm,（p 2 p ）

6、为如干？2p1p解：假设当 p 2 p 时,左支管的液面高度为 1h ,右支管 A的液面高度为 h 2 0a名师归纳总结 xwx第 2 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 就p 1wgh 1p 2ogh ,因此优秀学习资料欢迎下载h 1oh 2w当右支管内油水交界面下降25cm 时,左支管的液面高度为1h ,右支管的液面高度为2h就h 2h20.250.25a Ah 20.245h 1h 10.250.25 / a Ah 10.255依据静力学平稳得到p 1wgh 1p 2ogh2即p 2 p 1 w gh 1 o gh 2 w g h 1

7、 0.255 o g h 2 0.2451000 0.255 950 0.245 9.8 218.05Pa1.7 盛同一种液体的两容器,用两根 U 形差压计连接； 上部差压计 A 内盛密度为 A的液体,液面高差为 A；下部差压计盛密度为 B的液体,液面高差为 B ；求容器内液体的密度（用A,B及 A , B 表示）；解：p 2 p 1 gh ；p 4 p 3 g A h B ；p 1 p 3 A gA ；p 4 p 2 B gBB gB g A h B A gA ghB B A AA B31.8 一容器内盛有密度 930kg/m 的液体,该容器 L 为 1.5m,宽 1.2m ,液体深度 h

8、为0.9m；试运算下述情形下液体作用于容器底部的总压力,并绘出容器侧壁及底部的压强分布图：（1）容器以等加速度 9.8m/s 垂直向上运动；2（2）容器以 9.8m/s 的等加速度垂直向下运动；2解：1.11 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1hA 优秀学习资料欢迎下载A B 2hE h 3B C A 1h2h1hB C 2hA D 1hB 2h3hD E F A 1hB RC F 名师归纳总结 1.14 一矩形平板闸门AB ,门的转轴位于A 端,h 1B 60A h3第 4 页,共 8 页已知门宽3m,门重980

9、0N（门厚匀称）,闸门与水平面夹角为 60 ,1h 为 1.0m,h 为 1.73m,h2如不计门轴摩擦,在门的B 端用铅垂方向钢索起- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载吊；试求：（1）当下游无水,即h 为 0 时启动闸门所需的拉力F ；（2）当下游有水,h 为2h 时启动所需的拉力F ；解：（1）F Pp Agh Agh 1h 22h 2b1 1039.81 1.73/ 2 23109.66kNsin作用点距 A 点L D3 L 12L L3 h 12 h 2h 23 1 2 1.73 23 2 1 1.731.155m3 2L

10、1L3 2 h 1h 2sin重力为G=9800N对闸门有三个力,这三个力对转轴的力矩为零；Fh 2F L P DGh 21.1559800 0.5131.56kNtan2tanFF L DG h 2h 22 tan3 109.66 101.0tan（2）FPgh A1 1039.8 1 2358.8kN起作用点在矩形中心处LD1m对闸门有三个力,这三个力对转轴的力矩为零；Fh 2F L DGh 2h 为 2m,tan2tanFF L P DGh 23 58.8 101.09800 0.563.7kN2 tanh 21.0tan 116 在渠道侧壁上, 开有圆形放水孔, 放水孔直径 d 为 0

11、.5m,孔顶至水面的深度试求水孔闸门上的水压力及作用点位置；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载hd解：水孔闸门上的水压力为F Pgh A3 1 109.820.5/ 20.524.33kN2作用点为L Dhd8 h5 d20.5 8 25 0.52.257m8 2 hd8 220.5作用点距水面2.257m；1.18 B A A B A B A B 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载A A B H

12、B R1.19 一弧形闸门,门前水深H 为 3m,为 45 ,半径 R为 4.24m,试运算1m 宽的门面上所受的静水总压力 并确定其方向；解：水平方向的力：F xgh A x3 1.0 109.8 1.53 144.1kN方向水平向右；F zgV1.0 1039.834.24314.244.2413 3111.37kNR 382方向垂直向下；45.54kNA F2 F x2 F z2 44.12 11.37arctanF zF x14.4645.54kN ,方向为因此门面上所受的静水总压力为14.46 ；1.20 由三个半圆弧所连接成的曲面ABCD ,其半径R 为R 2B 0.5m,R 为 1.5m,曲面宽 b 为 2m,试求该曲面所受水压力的水平分力及垂直分力各为多少？并指出垂直水 压力的方向；C R 1D 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载解：水平压力：F xgh A c x1.0 10 39.8 20.5 1 1.522352.8kN方向水平向右；F zg12 R 112 R 212 R 3b1.01039.80.52 0.522 11.5246.18kN222方向垂直向下；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页