《水力学（b）》作业1参考答案

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1、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、10kN/m2b、-10kN/m2c、12kN/m2d、-12kN/m2二、填空题（每小题3

2、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118kN/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

3、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？4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。一、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+R

4、2)题5–1题5-2二、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δ=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：μ=1.002×10-3N·s/m2根据牛顿内摩擦定律，平板单位面积上的摩擦力为：τ=μ×（du/dy）=1.002×10-3×100=0.1002NCDEC

5、DE2.图示为复式比压计，各点的高度如图所示，已知油的密度为ρ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）4解:图中等压面为C-C，D-D，E-E。计算如下：PC=PA+ρ水g×0.5PD=PC–ρ汞g×0.2PE=PD+ρ油g×0.3PB=PE–ρ水g×0.6–ρ汞g×0.4PB=PA+ρ水g×0.5–ρ汞g×0.2+ρ油g×0.3–ρ水g×0.6–ρ汞g×0.4PA–PB=ρ水g×0.1+ρ汞g×0.6–ρ油g×0.3=1×9.8×0.1+13.6×1×9.8×0.6–0.8×9.8×

6、0.3=78.596KN/m23.如图所示矩形挡水闸AB，已知水深h=3m，板的宽b＝2.5m，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=ρghcA=pg(h/2)×hb=1/2×pgh2b=1/2×1×9.8×32×2.5=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，α=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

7、hD的位置。（4分）4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=ae×ec=4×(6-6×cos60o)=12m2扇形eoB的面积=(60/360)×π×R2=(1/6)×3.14×62=18.84m2三角形coB的面积=(1/2)×Bc×co=(1/2)×6sin60o×6cos60o=7.79m2压力体eabB的体积=（12+18.84-7.79）×5=115.25m3所以，垂直分力Fpz=pgv=1×9.8×115.25=1129.5KN（反向向上）闸门上的静水总压力（2）F

8、p和水平线的夹角为β，∴β=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+Rsinβ=4+6sin33.90o=7.35m4