1作业答案-流体的运动+振动波动+分子动理论

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1、2010-10-16第二章作业2-1．一水平圆管，粗处的直径为8cm，流速为1m•s-1，粗处的直径为细处的2倍，求细处的流速和水在管中的体积流量是多少？解：（1）已知：d1=8cm，v1=1m•s-1，d1=2d2．求：v2=？，Q=？根据连续性方程，有，代入已知条件得（2）水的体积流量为2-4．水在粗细不均匀的管中做定常流动，出口处的截面积为10cm2，流速为2m•s-1，另一细处的截面积为2cm2，细处比出口处高0.1m．设大气压强P0≈105Pa，若不考虑水的黏性，(1)求细处的压强；(2)若在细处开一小孔，水会流出来吗？解：(1)已知：S1=10cm2，v1=2m

2、•s-1，S2=2cm2，P1=P0≈105Pa，h2-h1=0.1m．求：P2=？根据连续性方程S1v1=S2v2，得第二点的流速又根据伯努利方程，得第二点的压强(2)因为，所以在细处开一小孔，水不会流出来．习题2-62-6．用如图2-6所示的装置采集气体．设U形管中水柱的高度差为3cm，水平管的横截面积S为12cm2，气体的密度为2kg•m-3．求2min采集的气体的体积．解：根据水平管的伯努利方程，因弯管处流速v2＝０，因此上式可化为，又由U形管中水柱的高度差知1、2两处的压强差为，联立上面两式，解得气体的流速2min采集的气体的体积为2-11．假设排尿时，尿从计示压

3、强为5.33×103Pa的膀胱经过尿道后由尿道口排出，已知尿道长4cm，体积流量为21cm3•s-1，尿的黏度为6.9×10-4Pa•s，求尿道的有效直径．解：根据泊肃叶定律，体积流量得尿道的有效半径故尿道的有效直径为．第三章作业3-5、一物体同时参与同一直线上的两个简谐振动，，，求合振幅的大小是多少？解：合振动的振幅为0.08m．3-7、两个同频率同方向的简谐振动，其合振动的振幅为20cm，与第一个简谐振动的相位差为，若第一个简谐振动的振幅为cm=17.3cm，则第二个简谐振动的振幅是多少？两个简谐振动的相位差是多少？解：已知,cm,cm由矢量关系可知：cm3-9、如图所

4、示一平面简谐波在时刻的波形图，求(1)该波的波动表达式；(2)P处质点的振动方程.解：从图中可知：m,m,,,(1)波动表达式：(m)(2)P处质点的振动方程．(m)3-11、一波源以m的形式作简谐振动，并以100的速度在某种介质中传播.求：①波动方程；②距波源40m处质点的振动方程；③在波源起振后1.0s，距波源40m处质点的位移、速度及初相?解：已知，则①波动方程为：(m)②距波源40m处质点的振动方程（m）③在波源起振后1.0s，距波源40m处质点的位移、速度及初相?(m)v=-()第四章作业4-2设某一氧气瓶的容积为35L，瓶内氧气压强为1.5×107Pa，在给病人

5、输氧气一段时间以后，瓶内氧气压强降为1.2×107Pa，假定温度为20℃，试求这段时间内用掉的氧气质量是多少？解：根据理想气体物态方程，可得瓶内氧气在使用前后的质量分别是故这段时间内用掉的氧气质量为4-4设某容器内贮有的气体压强为1.33Pa，温度为27℃，试问容器内单位体积气体的分子数有多少？所有这些分子的总平均平动动能是多少？解：由温度公式，得分子的平均平动动能为由压强公式，得单位体积内的分子数为这些分子的总平均平动动能是所有分子的平动动能之和，即4-12若从内径为1.35mm的滴管中滴下100滴的液体，其重量为3.14g，试求该液体的表面张力系数(假定液滴断开处的直径

6、等于管的内径)。解：液滴表面张力F=a×L＝a×pd＝，液体下滴时，液滴的重力与表面张力相等，F＝G，即a×pd＝G，故a×3.14´1.35´10-3＝3.14´10-3´9.8/100解之得a=0.0726N×m-14-17设两个内径不同的毛细管插入水中时，两管中的液面高度差为2.6cm，若两管插入酒精中时，则液面高度差只有1cm，如果已知水的表面张力系数为0.073N·m-1，酒精的密度为0.79g·cm-3，试求酒精的表面张力系数。解：设两管半径分别为r1、r2，其它在水、酒精中的各物理量分别用下标“1”、“2”表示，则由毛细管液面高度公式可得在水、酒精中的液面高度

7、差分别为将上两式相除得所以酒精的表面张力系数为