《水力学(B)》 作业1参考答案

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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) ( 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。 ()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:查表1-1,温度为20时水的动力粘滞系数为:10-3Ns/m2根据牛顿内摩擦定律,平板单位面积上的摩擦力为:=(du/dy10-32. 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gPD=PC 汞gPE=PD +油gPB=PE 水g汞gPB= PA+水g汞g0.2+油g 水g汞gPAPB=水g0.1+汞g油g=1123. 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=1/2132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) 62=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 =3所以,垂直分力Fpz = pgv = 1115.25=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,o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+Rsino=
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