1、第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d）（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。1.2 作用于流体的质量力包括：（c）（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。1.3 单位质量力的国际单位是：（d）（a）N；（b）Pa；（c） ；（d） 。kgN/2/sm1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d）剪应力和流速。1.5 水的动力黏度 随温度的升高：（b）（a）增大；（b）减小；（c）不变；（
2、d）不定。1.6 流体运动黏度 的国际单位是：（ a）（a） ；（ b） ；（c） ；（d） 。2/sm2/Nmkg/2/sN1.7 无黏性流体的特征是：（c）（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合 。RTp1.8 当水的压强增加 1 个大气压时，水的密度增大约为：（a）（a）1/20000；（ b）1/10000；（c）1/4000 ；（d）1/2000。1.9 水的密度为 1000 ，2L 水的质量和重量是多少？3kg/m解： （kg）0.2V（N ）9871.64G答：2L 水的质量是 2kg，重量是 19.614N。1.10 体积为 0.5 的油料，重量为 4410
3、N，试求该油料的密度是多少？3m解： （kg/m 3）0.89.55gV答：该油料的密度是 899.358kg/m3。1.11 某液体的动力黏度为 0.005 ，其密度为 850 ，试求其运动黏度。Pas 3/kgm解： （m 2/s）60.5.810答：其运动黏度为 m2/s。6.1.12 有一底面积为 60cm40cm 的平板，质量为 5Kg，沿一与水平面成 20角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为 0.6mm，若下滑速度 0.84 ，求油的动力黏度/ms。UGTFs0.62解：平板受力如图。 Ns沿 轴投影，有：ssin20GTsin20UA （ ）32si59.87.615.0.4
4、8 kgms答：油的动力黏度 。2.01kgms1.13 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm；涂料的黏度 =0.02 ，模具的直径为 0.9mm，长度为 20mm，导线的Pas牵拉速度为 50 ，试求所需牵拉力。/ms20U5解： （kN/m 2）501.20.982U（N ）33. 1.0Tdl 答：所需牵拉力为 N。1.01.14 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转 =16 ，锥体与固定壁面间的距离/rads=1mm，用 =0.1 的润滑油充满间隙，锥底半径 R=0.3m，高 H=0.5m。求作Pas用于圆锥体的阻力矩。HR解：选择坐标如图，在 处
5、半径为 的微元力矩为 。zrdMxyo322cosrdzrHRdMAdz 其中 rzRH230Rzd3232.16050（ ）39.58Nm答：作用于圆锥体的阻力矩为 。39.568Nm1.15 活塞加压，缸体内液体的压强为 0.1Mpa 时，体积为 1000 ，压强为 10Mpa 时，3cm体积为 995 ，试求液体的体积弹性模量。3cm解： （Mpa）610.9.p（m 3）65105V（pa）966.1.80K答：液体的体积弹性模量 pa。91.801.16 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为 =4.7510-10 的液压油，由手轮kNm/2丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为 1cm，
6、丝杠螺距为 2mm，加压前油的体积为200mL，为使油压达到 20Mpa，手轮要摇多少转？d解： VKp （m 3）106664.75201.90设手轮摇动圈数为 ，则有ndlV圈622 3.9412.010Vndl即要摇动 12 圈以上。答：手轮要摇 12 转以上。1.17 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为 8 ，加温前后温差为 50，在其温度范围内水3m的膨胀系数 =0.00051/。求膨胀水箱的最小容积。V散 热 器锅 炉解： VT （m 3）0.5180.24答：膨胀水箱的最小容积 m3。241.18 钢贮罐内装满
7、10的水，密封加热到 75，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数 =4.110-4/，体积弹性模量 =2109 ，罐体坚固，假设容Vk2/N积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。解： VT自由膨胀下有： VT又 pK （Mpa）49.10275103.VT加热后，钢罐内的压强为 Mpa。设 （表压强） 。53.pp答：加热后罐壁承受的压强是 Mpa。53.1.19 汽车上路时，轮胎内空气的温度为 20，绝对压强为 395kPa，行驶后轮胎内空气的的温度上升到 50，试求这时的压强。解：设满足理想气体方程，则有： 12395270VppRT假设 ，可解得 （kPa ）12V24.答：这时的
8、压强为 kPa。435.第二章习题答案选择题（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
9、强 与相对压强 、真空度 、当地大气压 之间的关系是：（c）asppVap（a） = + ；（b） = + ；（c） = - ；（d） = + 。bVabsVbspV2.6 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） 水 汞（a） ；（b） = = ；（c） ；（d） 。1p231p231p232p132.7 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, - 为：AB（b）（a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。2.8 露天水池，水深 5 m 处的相对压强为
10、：（ b）（a）5kPa；（b）49kPa；（c）147kPa；（d）205kPa。2.9 垂直放置的矩形平板挡水，水深 3m，静水总压力 P 的作用点到水面的距离 为：Dy（c） y3（a）1.25m；（ b）1.5m；（c）2m ；（d）2.5m。2.10 圆形水桶，顶部及底部用环箍紧，桶内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为：（a）（a）1/2；（b ）1.0；（c）2；（d）3。2.11 在液体中潜体所受浮力的大小：（b）（a）与潜体的密度成正比；（b）与液体的密度成正比；（c）与潜体淹没的深度成正比；（d）与液体表面的压强成反比。2.12 正常成人的血压是收缩压 100120mmHg，
11、舒张压 6090mmHg，用国际单位制表示是多少 Pa?解： mm Pa130.251.76收缩压： mmHg kPa kPa:16.0:舒张压： mmHg kPa kPa98.02答：用国际单位制表示收缩压： mmHg kPa kPa；舒张压：13.0mmHg kPa kPa。609:8.022.13 密闭容器，测压管液面高于容器内液面 =1.8m，液体的密度为 850kg/m3，求液面压h强。 p解： 08509.71.8aapghp相对压强为： kPa。1.绝对压强为： kPa。63答：液面相对压强为 kPa，绝对压强为 kPa。6.32.14 密闭容器，压力表的示值为 4900N/m2
12、，压力表中心比 A 点高 0.4m，A 点在水下1.5m， ，求水面压强。p0A1.5m.4解： 01.apg4909.807（kPa）5.8a相对压强为： kPa。绝对压强为： kPa。9.437答：水面相对压强为 kPa，绝对压强为 kPa。95.4372.15 水箱形状如图所示，底部有 4 个支座，试求水箱底面上总压力和 4 个支座的支座反力，并讨论总压力和支座反力不相等的原因。 1m31解：（1）总压力： （kN ）435.02ZPApg（2）支反力： 13RW总 水 箱 箱kN98072.96箱 W箱不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体 。而支座反力与水体g重量及箱体
13、重力相平衡，而水体重量为水的实际体积 。答：水箱底面上总压力是 kN，4 个支座的支座反力是 kN。35. 274.5962.16 盛满水的容器，顶口装有活塞 ，直径 =0.4m，容器底的直径 =1.0m，高AdD=1.8m，如活塞上加力 2520N（包括活塞自重） ，求容器底的压强和总压力。hGh解：（1）容器底的压强：（kPa） （相对压强）2509871.3.064DApghd（2）容器底的总压力：（kN）223.29.14DDPp答：容器底的压强为 kPa，总压力为 kN。37.0696142.17 用多管水银测压计测压，图中标高的单位为 m，试求水面的压强 。0p水3.0p水 1.4
14、25汞解： 043.1pg52.43.014Hg252.5143.014ag Hgg.3. 30.Hgp214.6.a （kPa）65.0答：水面的压强 kPa。p2.18 盛有水的密闭容器，水面压强为 ，当容器自由下落时，求水中压强分部规律。0pp0g解：选择坐标系， 轴铅垂朝上。z由欧拉运动方程： 10zpf其中 zfg ，0p即水中压强分布 0p答：水中压强分部规律为 。2.19 圆柱形容器的半径 =15cm，高 =50cm，盛水深 =30cm，若容器以等角速度RHh绕 轴旋转，试求 最大为多少时不致使水从容器中溢出。zhHDz解：建立随圆柱容器一起转动的坐标系 ， 点在水面最低点。ox
15、yz则有： 0xpfyf0zpf即有： xyzdffdp其中： ； ；zfg22cosxrx22sinyfry故有： pygz220zx20pgr当在自由面时， ，自由面满足020zrg 000pgzph上式说明，对任意点 的压强，依然等于自由面压强,xyrz。0水 深等压面为旋转、相互平行的抛物面。答： 最大为 18.67rad/s 时不致使水从容器中溢出。2.20 装满油的圆柱形容器，直径 =80cm，油的密度 =801 ，顶盖中心点装有真D3/mkg空表，表的读值为 4900Pa，试求：（1）容器静止时，作用于顶盖上总压力的大小和方向；（2）容器以角速度 =20 旋转时，真空表的读值不变
16、，作用于顶盖上sr/总压力的大小和方向。 解：（1） kPa4.9vap相对压强 kPa.ap（kN）224.94.90.8.46DPpA负号说明顶盖所受作用力指向下。（2）当 r/s 时，压强分布满足0220pgzxy坐顶中心为坐标原点， 时， kPa,xyz04.9p220APpdgdA220Drd224008Dpr24046224.80819.0（kN）3.总压力指向上方。答：（1）容器静止时，作用于顶盖上总压力的大小为 kN，方向向下；（2）容器以.46角速度 =20 旋转时，真空表的读值不变，作用于顶盖上总压力为 kN，方向sr/ 3.98指向上方。2.21 绘制题图中 面上的压强分
17、布图。ABh12Ah1B解： gh12ABg(h2-1)gh2.22 河水深 =12m，沉箱高 =1.8m，试求：（1）使河床处不漏水，向工作室 送压Hh A缩空气的压强是多少？（2）画出垂直壁 上的压强分布图。BCABCHh解：（1）当 A 室内 C 处的压强大于等于水压时，不会发生漏水现象。 kPa127.684pg（2）BC 压强分布图为： 530答：使河床处不漏水，向工作室 送压缩空气的压强是 kPa。A17.6842.23 输水管道试压时，压力表的读值为 8.5at，管道直径 =1m，试求作用在管端法兰堵d头上的静水总压力。d解： （kN）2 28.59071654.74PpADp答
18、：作用在管端法兰堵头上的静水总压力为 kN。.2.24 矩形平板闸门 ，一侧挡水，已知长 =2m，宽 =1m，形心点水深 =2m，倾角Blbch= ，闸门上缘 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所45A需拉力 。T lhc解：（1）解析法。（kN）109.872139.28CPpAhgbl（m32212.9461sinsin451iiCDCblIhyAl）对 A 点取矩，当开启闸门时，拉力 满足：Tcos0DPyTl21sinsin2icoscoCCDAhhllPyTl l 2121sin3.98cocos45Cllhl （kN）3.07当 kN 时，可以开启闸门。T（2）图解
19、法。压强分布如图所示： P1ABD2（kPa）sin4512.682AClphg（kPa）i.5Bl（kN）12.68.52139.ABlbPp对 A 点取矩，有 12cos450DPATB13cos45BlpbplblT212.6868（kN）3.09答：开启闸门所需拉力 kN。T.2.25 矩形闸门高 =3m，宽 =2m，上游水深 =6m，下游水深 =4.5m，试求：（1）hb1h2h作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。解：（1）图解法。压强分布如图所示：h12p 12phhg64.509.87（kPa）17（kN ）.32.6Pphb合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面
20、处。(1.5m,)2b（2）解析法。（kN）11.56.9807364.789PpAghb3212 124.4.5CDI hyh（m ）0.57.6.（kN）22139807216.5PpAghb（m）2211.3.CCDIIyyA合力： （kN ）128.63合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）： 1122DDDyPhyPhy1122DDDPhyhyy264.789.67.564.32583（m）1.答：（1）作用在闸门上的静水总压力 kN；（2）压力中心的位置在闸门的几何中.心，即距地面 处。(.5,)2b2.26 矩形平板闸门一侧挡水，门高 =1m，宽 =0.8m，要求挡水深 超过 2
21、m 时，闸门hb1h即可自动开启，试求转轴应设的位置 。y1解：当挡水深达到 时，水压力作用位置应作用在转轴上，当水深大于 时，水压力作用1h 1h位置应作用于转轴上，使闸门开启。（kPa）1.509.8710.76842Pgb（m）22115Dhy转轴位置距渠底的距离为： （m ）1.560.4可行性判定：当 增大时 增大，则 减小，即压力作用位置距闸门1h2ChyCIyA形越近，即作用力距渠底的距离将大于 米。.答：转轴应设的位置 m。0.42.27 折板 一侧挡水，板宽 =1m，高度 = =2m，倾角 = ，试求作用在折ABCb1h245板上的静水总压力。 2解：水平分力：（kN） （）
22、21212109.871.456xhPghb竖直分力： 1212cotcotzVb123ghb09.871（kN） （）54（kN ）2.xyP，tan0.7zx1tan36.87zxP答：作用在折板上的静水总压力 kN。9.02.28 金属矩形平板闸门，门高 =3m，宽 =1m，由两根工字钢横梁支撑，挡水面与闸门hb顶边齐平，如要求两横梁所受的力相等，两横梁的位置 、 应为多少？1y2y21h解： P23hR12y静水总压力： （kN）23109.8714.322hPgb总压力作用位置：距渠底 （m ）对总压力作用点取矩， 12R ，1233hyh43yh设水压力合力为 ，对应的水深为 ；P
23、1224hgb （m）12.13h （m）1.4y（m ）21.2.5863h答：两横梁的位置 m、 m。yy2.29 一弧形闸门，宽 2m，圆心角 = ，半径 =3m，闸门转轴与水平齐平，试求作30R用在闸门上的静水总压力的大小和方向。 AB解：（1）水平压力： 223sin0sin9.87xRPgb（kN） （）.06（2）垂向压力： 21sincoszVR239.807i032（kN） （）.6合力： （ kN）22296.47xzParctn19.zxABP答：作用在闸门上的静水总压力 kN， 。23.470P19.22.30 挡水建筑物一侧挡水，该建筑物为二向曲面（柱面） ， = ，
24、 为常数，试求单z2x位宽度曲面上静水总压力的水平分力 和铅垂分力 。xPh解：（1）水平压力： （）212xhPgh（2）铅垂分力： 0azzdx30haga（）23hga答：单位宽度曲面上静水总压力的水平分力 ，铅垂分力 。21xPghzP23hga2.31 半径为 ，具有铅垂轴的半球壳内盛满液体，求作用在被两个互相正交的垂直平面R切出的 1/4 球面上的总压力和作用点 的位置。DzyO解：（1） （）2212 300 0RR RuRzx dgPgzdzudg 形心坐标3214xCgzA（2）同理，可求得 （）3yPR（3） 2 320011sin4cos88z RVgrdrg （）334
25、6g22.75xyzPR在 平行平面的合力为 ，在与 轴成 铅垂面内，o3g,xy4562arctnarctarctn48.023zxyPD 点的位置为： si73DRR2co48.0.4xy答：作用在被两个互相正交的垂直平面切出的 1/4 球面上的总压力 ，作30.745PgR用点 的位置 ， 。D0.473DxyR0.743Dz2.32 在水箱的竖直壁面上，装置一均匀的圆柱体，该圆柱体可无摩擦地绕水平轴旋转，其左半部淹没在水下，试问圆柱体能否在上浮力作用下绕水平轴旋转，并加以论证。答：不能。因总水压力作用线通过转轴 ，对圆柱之矩恒为零。o证明：设转轴处水深为 ，圆柱半径为 ，圆柱长为 。0hRb则有 （）02xPgbgh，到转轴 的作用距离为 。0CDxIyhAo0CIhA即32001DobRyh（）2zRPVgbg到 轴的作用距离为o43两力对 轴的矩为： xDzyP20433RRghbgb02.33 密闭盛水容器，水深 =60cm， =100cm，水银测压计读值 =25cm，试求半径1h2 h=0.5m 的半球形盖 所受总压力的水平分力和铅垂分力。RAB解：（1）确定水面压强 。0p0 1HgHghh19.807.253.60（kPa ）246（2）计算水平分量 。xP202xCpAhgR
