2023年水力学闻德荪习题超详细解析答案第二章.pdf

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1、优秀学习资料 欢迎下载 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absp与相

2、对压强p、真空度Vp、当地大气压ap之间的关系是：（c）（a）absp=p+Vp；（b）p=absp+ap；（c）Vp=ap-absp；（d）p=Vp+Vp。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）321水汞（a）1p2p3p；（b）1p=2p=3p；（c）1p2p3p；（d）2p1p3p。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,Ap-Bp为：（b）ABhp（a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。优秀学习资料 欢迎下载 2.12 用多管

3、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3.0p0水1.42.51.22.3汞 解：043.0 1.4ppg 52.5 1.43.0 1.4Hgpgg 2.3 1.22.5 1.22.5 1.43.0 1.4aHgHgpgggg 2.32.5 1.2 1.42.53.0 1.2 1.4aHgpgg 2.32.5 1.21.413.62.53.01.21.4apgg 265.00ap（kPa）答：水面的压强0p265.00kPa。2.13 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。p0g 解：选择坐标系，z轴铅垂朝上。由欧拉运动方程：10zpfz

4、 其中 0zfgg 强加当地大气压相对压强加当地大气压某点的真空度为当地大气压为该计测量水管内两点的压强差水银面高差为优秀学习资料欢迎下载用多管铅垂朝上由欧拉运动方程其中优秀学习资料欢迎下载即水中压强分布答优秀学习资料 欢迎下载 0pz，0p 即水中压强分布 0pp答：水中压强分部规律为0pp。2.14 绘制题图中AB面上的压强分布图。ABh1h2ABh2h1hAB AB gh1 gh1 gh1 gh2 AB g(h2-h1)g(h2-h1)AB gh 强加当地大气压相对压强加当地大气压某点的真空度为当地大气压为该计测量水管内两点的压强差水银面高差为优秀学习资料欢迎下载用多管铅垂朝上由欧拉运动

5、方程其中优秀学习资料欢迎下载即水中压强分布答优秀学习资料 欢迎下载 2.23=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。lbBAThc 解：（1）解析法。10009.8072 1 239.228CCPpAhg bl （kN）32222122 22.94612 2sinsin4512sin45sinCCDCCCblIhyyhy Abl（m）对 A 点取矩，当开启闸门时，拉力T满足：cos0DAP yyT l 212sinsin2sincoscosCCCDAhhllPhPyyTll 212221sin123.9228cos2 cos 45CllPhl31.007

6、（kN）当31.007T kN 时，可以开启闸门。（2）图解法。压强分布如图所示：P2P1TABD1D2 强加当地大气压相对压强加当地大气压某点的真空度为当地大气压为该计测量水管内两点的压强差水银面高差为优秀学习资料欢迎下载用多管铅垂朝上由欧拉运动方程其中优秀学习资料欢迎下载即水中压强分布答优秀学习资料 欢迎下载 sin4512.682AClphg（kPa）sin4526.552BClphg（kPa）12.6826.552 139.2322ABlbPpp（kN）对 A 点取矩，有 1122cos 450P ADPADT AB 12223cos 45ABAlpl bpplblTl 212.68

7、1 126.55 12.6813cos 45 31.009（kN）答：开启闸门所需拉力T31.009kN。2.24 折板ABC一侧挡水，板宽b=1m，高度1h=2h=2m，倾角=45，试求作用在折板上的静水总压力。ABh1h2 解：水平分力：212122210009.807 178.45622xhhPghhb （kN）（）竖直分力：12121cotcot2zPVgg hhhhb 1232ghhb 310009.8072 2 12 58.842（kN）（）强加当地大气压相对压强加当地大气压某点的真空度为当地大气压为该计测量水管内两点的压强差水银面高差为优秀学习资料欢迎下载用多管铅垂朝上由欧拉运动

8、方程其中优秀学习资料欢迎下载即水中压强分布答优秀学习资料 欢迎下载 2298.07xyPPP（kN）tan0.75zxPP，1tan36.87zxPP 答：作用在折板上的静水总压力98.07P kN。2.25 密闭盛水容器，水深1h=60cm，2h=100cm，水银测压计读值h=25cm，试求半径R=0.5m 的半球形盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力。ABRh2h1h 解：（1）确定水面压强0p。01HgHgphgghh 10009.8070.25 13.60.6 27.460（kPa）（2）计算水平分量xP。202xCPpAphgR 227.4601.0 9.8070.5 29.269（

9、kN）（3）计算铅垂分力zP。334140.59.8072.567326zRPV gg （kN）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。强加当地大气压相对压强加当地大气压某点的真空度为当地大气压为该计测量水管内两点的压强差水银面高差为优秀学习资料欢迎下载用多管铅垂朝上由欧拉运动方程其中优秀学习资料欢迎下载即水中压强分布答优秀学习资料 欢迎下载 选择题（单选题）3.1 用欧拉法表示流体质点的加速度a等于：（d）（a）22d rdt；（b）ut；（c）()uu；（d）ut+()uu。3.2 一维流动限于：（c）（a）流线是直线；（b）速度分布按直线变化；（

10、c）流动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；（d）流动参数不随时间变化的流动。3.3 均匀流是：迁移加速度为零；3.4 无旋流动限于：（c）（a）流线是直线的流动；（b）迹线是直线的流动；（c）微团无旋转的流动；（d）恒定流动。3.13 不可压缩流体，下面的运动能否出现（是否满足连续性条件）？（1）xu=222yx；yu=)2(23yyxx 解：（1）4220yxuuxxyxy 不能出现。3.14 已知不可压缩流体平面流动，在y方向的速度分量为yu=2y-2x+2y。试求速度在x方向的分量xu。解：0yxuuxy 22xuyx 2222xuy xc yxxyc y 答：速度在x方向的分量 22

11、xuxxyc y 。3.16 求两平行平板间，流体的单宽流量，已知速度分布为u=1 2maxbyu。式中y=0为中心线，y=b为平板所在位置，maxu为常数。解：单宽流量为：1.0bbqudy 强加当地大气压相对压强加当地大气压某点的真空度为当地大气压为该计测量水管内两点的压强差水银面高差为优秀学习资料欢迎下载用多管铅垂朝上由欧拉运动方程其中优秀学习资料欢迎下载即水中压强分布答优秀学习资料 欢迎下载 2max021byudyb max123ubb max43bu 答：两平行平板间，流体的单宽流量为max43bu。3.17 下列两个流动，哪个有旋？哪个无旋？哪个有角变形？哪个无角变形？（1）xu

12、=ay，yu=ax；zu=0（2）xu=22yxcy，yu=22yxcx，zu=0 式中a、c是常数。解：（1）1122yxtuuaaaxy 有旋。11022yxyxxyuuaaxy 无角变形。（2）12yxtuuxy 2222222222222212c xycxc xycyxyxy 22222222212c xyc xyxy 0 无旋（不包括奇点(0,0)）。2222222222211022yxyxxyc yxc yxuuxyxyxy 存在角变形运动。强加当地大气压相对压强加当地大气压某点的真空度为当地大气压为该计测量水管内两点的压强差水银面高差为优秀学习资料欢迎下载用多管铅垂朝上由欧拉运动方程其中优秀学习资料欢迎下载即水中压强分布答