《水力学（B）》 作业1参考答案

水力学（B）作业一答案：(第1、2章)一、 单项选择题 （每小题3分，共计12分）1.静止液体中同一点各方向的静水压强 （ a ） a 、大小相等; b 、大小不等; c、仅水平方向数值相等; d、铅直方向数值为最大 。2.在平衡液体中，质量力与等压面 （ d ） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。3.液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是 （ b ） a、任意曲面； b、水平面 c、斜平面； d、旋转抛物面。4.液体中某点的绝对压强为88kN/m2，则该点的相对压强为 （ b ）a、10 kN/m2 b、-10kN/m2 c、12 kN/m2 d、-12 kN/m2二、 填空题 （每小题3分，共计9分）1.牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿流体 。2.液体中某点的相对压强值为20kN/m2，则该点的绝对压强值为 118 kN/m2，真空度为 不存在 。3.当压力体与受压面位于同一侧，则铅垂方向作用力的方向是向 下 。三、 判断题 （每小题3分，共计9分）1.理想液体是不考虑液体粘滞性的理想化的液体。 （）2.图中矩形面板上的静水总压力作用点D与受压面的形心点 C重合。 （） 3.静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。 （）四、 问答题 （每小题5分，共计10分）1.液体的基本特征是什么？答：液体的基本特征是易流动、不易被压缩、均匀等向的连续介质。2.什么是液体的粘滞性？它对液体运动有什么影响？答：对于流动的液体，如果液体内部的质点之间存在相对运动，那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生，我们把液体的这种特性称为粘滞性；由于粘滞性的存在，液体在运动过程中要克服粘滞助力作功而消耗能量，所以粘滞性是液体在流动过程中产生能量损失的根源。五、 作图题（每小题5分，共计10分）1.试绘制图中AB面上的静水压强分布图2.试绘制图中曲面ABC上的水平方向静水压强分布图及压力体图pgh1pg(h1+h2)pg(h1+h2+h3)pg(h1+h2)pg(R1+R2) 题 5 1 题 5 - 2六、 计算题 （共4题，计50分）1. 如图所示，平板在水面上作水平运动，速度为v=10cm/s，平板与下部固定底板的距离为=1mm，平板带动水流运动速度呈直线分布，水温为20C，试求：作用平板单位面积上的摩擦力。 （12分） 解:因为水流运动速度呈直线分布，则流速梯度为常数，即：du/dy=0.1/0.001=100查表1-1，温度为20时水的动力粘滞系数为：=1.00210-3Ns/m2根据牛顿内摩擦定律，平板单位面积上的摩擦力为：=（du/dy）=1.00210-3100=0.1002N2. 图示为复式比压计，各点的高度如图所示，已知油的密度为油=800kg/m3，水银的密度为水的密度13.6倍，求A，B两点的压强差。 （12分） 解:图中等压面为C-C，D-D，E-E。计算如下：PC=PA+水g0.5PD=PC 汞g0.2PE=PD +油g0.3PB=PE 水g0.6汞g0.4PB= PA+水g0.5汞g0.2+油g0.3 水g0.6汞g0.4PAPB=水g0.1+汞g0.6油g0.3=19.80.1+13.619.80.60.89.80.3=78.596KN/m23. 如图所示矩形挡水闸AB，已知水深h=3 m，板的宽b2.5m，求作用在矩形平板AB上的静水总压力大小以及作用点处的水深。 （12分）解: 依题意作用在闸门AB上的静水总压力FP应为：Fp=pcA=ghcA=pg(h/2)hb=1/2pgh2b=1/219.8322.5=110.25KN静水总压力Fp的作用点为：即总压力的作用点位于水面下2米处。 4. 图示为溢流坝上的弧型闸门。已知R=6m，弧门宽B=5m，=60，试求：（1）作用在弧型闸门上的静水总压力。 （10分）（2）静水总压力作用点hD的位置。（4分）解：（1）计算水平分力：计算垂直分力：垂直分力等于压力体eabB的水重。长方形abce面积=aeec=4(6 - 6cos60o)=12m2扇形eoB的面积=(60/360) R2=(1/6) 3.1462=18.84 m2三角形coB的面积=(1/2) Bcco=(1/2) 6sin60o6cos60o=7.79 m2压力体eabB的体积=（12+18.84 - 7.79）5 =115.25m3所以，垂直分力Fpz = pgv = 19.8115.25=1129.5KN（反向向上）闸门上的静水总压力（2）Fp和水平线的夹角为，=33.90o因为曲面是圆柱面的一部分，各点压强都垂直于圆柱面，且同通过圆心O点，所以总压力Fp的作用线必通过O点，Fp的作用点距水平面的距离：hD=4+Rsin=4+6sin33.90o=7.35m