第 1 章 绪论选择题【1.1 】 按连续介质的概念,流体质点是指: ( 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。
解: 流体质点是指体积小到可以看作一个几何点, 但它又含有大量的分子, 且具有 诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
(d )【1.2 】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是: ( a )切应力和压强; (b )切应力和剪切变形速度;( c )切应力和剪切变形; ( d )切应力和流速。
dv dv解:牛顿内摩擦定律是 dy ,而且速度梯度 dy 是流体微团的剪切变形速度dd dt ,故 dt 。
a )m 2/s ;(b ) N/m 2;(c )kg/m ;(d )N ·s/m 2。
2 解:流体的运动黏度υ 的国际单位是 m /s。
应力。
( c )1.7】下列流体哪个属牛顿流体:( a )汽 油;(b )纸浆;(c )血 液;(d )沥青。
说明:在运动中( a )空气比水的黏性力大; ( b )空气比水的黏性力小; (c )空气 与水的黏性力接近; ( d )不能直接比较。
解:空气的运动黏度比水大近 10 倍,但由于水的密度是空气的近 800 倍,因此水 的黏度反而比空气大近 50 倍,而黏性力除了同流体的黏度有关,还和速度梯度有 关,因此它们不能直接比较。
(d )1.9 】 液体的黏性主要来自于液体: ( a )分子热运动; (b )分子间内聚力 ;( c )易变形性;(d )抗拒变形的能力。
解:液体的黏性主要由分子内聚力决定。
b )第 2 章 流体静力学选择题:1.5 】当 水的压 强增加一个大气 压时,水 的密度增大约 为 :( a ) 1/20 000 ;(b ) 1/1 000 ; (c ) 1/4 000 ;( d ) 1/2 000 。
解:当 水的压强 增加 一个大气压时 ,其 密度增 大约 dkdp0.5 10 91 105120 000 。
(a )解:不考虑黏性的流体称为理想流体。
1.6 】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体: ( a )能承受拉力,平衡时不能承受切应力; ( b )不能承受拉力,平衡时能承受切应力; ( c )不能承受拉力, 平衡时不能承受切应力; ( d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。
解: 流体的特性是既不能承受拉力, 同时具有很大的流动性, 即平衡时不能承受切b )a ) 1.4 】 理想流体的特征是: p a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RT。
1.3 】 流体运动黏度 υ 的国际单位是: c ) 解:满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。
a )1.8 】 15oC 时空气和水的运动黏度空气15.2 10 6m 2/s 水 1.146 10 6m 2/s ,这在 液体中 潜体所 受浮力的大小:(的密度 成正比 ;( c ) 与潜体的淹没深 度成正 比;(d )与液 体表面的 压强成 反比。
解:根据阿基米德原理, 浮力的大小等于该物体所排开液体的重量, 故浮力的大小与 液体的密度成正比。
( b )2.8 】 静止流 场中的 压强分 布规律:( a)仅适用 于不可 压缩流 体;( b ) 仅适用 于理想流体;(c )仅适用于 粘性 流 体;(d )既适 用于理想 流体, 也适用2.1 】 相对压强的起算基准是:( a)绝对真空;(b )1个标准大气压;(c )当 地大气压;(d )液面压 强。
解:相对压强是绝对压强和当地大气压之差。
c )2.2 】 金属压 力表的 读值是 :( 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。
解:金属压力表的读数值是相对压强。
b )2.3 】 某点的真空压强为 65 000Pa ,当地大气压为 0.1MPa ,该点的绝对压强为: ( a )65 000 Pa ;(b )55 000 Pa ;(c )35 000 Pa ;(d )165 000 Pa 。
解:真空压强是当相对压强为负值时它的绝对值。
故该点的绝对压强p ab 0.1 106 6.5 10435 000Pa。
c )2.4 】 绝对压 强 p ab 与相对压强p 、 (a ) p ab p p v ;( b ) 解:绝对压强-当地大气压=相对压强,p p ab 真空压强 p v 、当地大气压 p a之间的关系是: p a;(c ) p v p ap ab ;(d ) p p v p a 。
当相对压强为负值时, 其绝对值即为真空压强。
即p ab p a pp v ,故 p vp ap ab 。
2.5 】 在封闭容器上装有 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:( a)p 1>p 2>p 3;(b )p 1=p 2=p 3;(c )p 1<p 2<p 3;(d )p 2<p 1<p 3。
解: 设该封闭容 器内气体 压强为 p 0p 2气体p 1 p 2。
习题 2.6 图2.6 】 用U形水 银压差 计测量水管内A、B两点的 压强差 ,水 银面高度 h p = 10cm , p A -p B 为:( a) 13.33kPa ;( b ) 12.35kPa ;( c ) 9.8kPa ;( d ) 6.4kPa 。
H 2O h Hg h p解:由于p A H 2O h H 2O h p p B故p A p B( HgH 2O)h p(13.6 1) 9 807 0.1 12.35kPa。
b )a)与潜体的密度 成 正比 ;( b ) 与 液体2.7】 习 题2. 5图则 p 2 p 0 , 显 然 p 3 p 2 , 而于粘性流体。
解:由于静止流场均可作为理想流体, 因此其压强分布规律既适用于理想流体, 适用于粘性流体。
2.9】 静水中斜置平面壁的形心淹深hC 与压力中心淹深 hD 的关系为 hChD:( a)大于;(b )等于 ;( c )小于;(d )无规 律。
解:由于平壁上的压强随着水深的增加而增加,因此压力中心淹深 h D 要比平壁形心淹深 h C 大。
( c )【2.10 】流 体处于平衡状态的必要条件是:( a )流体无粘性;(b )流体粘度大; ( c ) 质 量 力 有 势 ;( d ) 流 体 正 压 。
解:流体处于平衡状态的必要条件是质量力有势 ( c ) 【2.11 】液 体在重力场中作加速直线 运动时,其自 由面与处处正交:( a)重力;(b )惯性 力;(c )重力和 惯性力的合力 ;( d )压 力。
解:由于流体作加速直线运动时, 质量力除了重力外还有惯性力, 由于质量力与等 压面是正交的,很显然答案是( c )计算题:133 400 0.2 9 810 (0.4 0.25) 133 400 0.257 848 0.15 9 810 0.5解:由于p A3h 1 p 22h2而p 3p 21h 3 pB(h 5 h 4 ) 32h 4因此p 2p B (h 5h 4 ) 3 2h 41h3即 p A p B2h23 h 5h 4 2h 41h 3 3h13(h 5 h 4) 2h 41h 3 3h 1d )2.12 】试 决 定图示装 置中 A 、 h 3=150mm , h 4=250mm , B 两 点 间 的 压 强 差 。
已 知 h 1=500mm ,h 2=200mm ,γ 2=133 4003N/m 3,水55 419.3Pa 55.419kPa【2.13 】试 对下列两种 情况求 A 液体 中 M 点 处的压强( 见图):(1)A 液体是 水,B 液体 是水银, y =60cm , z =30cm ;( 2)A 液 体是比 重 为 0.8 的 油 , B 液 体 是 比 重 为 1.25 的 氯 化钙溶液 , y =80cm , z =20cm 。
解( 1)由于 p 1 p 2B z而p M p 3 A y B z A y2) p MB z A y1.25 9 810 0.2 0.8 9 810 0.8 8.731kPa2.14 】在斜管微压计中,加 压后无水酒精( 比重为 0.793 )的 液面较未加压时的 液面变化为 y =12cm 。
试求所加的压强 p 为多大。
设容器及斜管的断面分别11sin100 , 8 。
p习题 2.14 图Δh y解:加压后容器的液面下降 Ap (ysin Δh ) (ysin ya) 则A0.12 0.120.793 9 810 ( ) 126Pa8 1002.19 】矩形 闸门 AB 宽为 1.0m ,左侧油深 h 1=1m ,水 深 h 2=2m ,油的 比重为 0.795 , 闸 门 倾 角 α =60o , 试 求 闸 门 上 的 液 体 总 压 力 及 作 用 点 的 位 置 。
解:设油,水在闸门 AB 上的分界点为 E ,则油和水在闸门上静压力分布如图所示。
现将压力图 F 分解成三部分 F 1,F 2, F 3,而 F F 1 F 2 F 3,134 000 0.3 9 810 0.6 46.086kPa a 为 A 和 a ,A习题 2.13 图p E h 1 0.795 9 810 1 7 799Pa油p B p E h 2 7 799 9 810 2 27 419Pa11F 1p E AE I 7 799 1.155 4 504N22F 2 p E EB I 7 799 2.31 18 016N1(27 419 7 799) 2.31 22 661N2故总压力F F 1 F 2 F 3 4 504 18 016 22 661 45.18kN设总压力 F 作用在闸门 AB 上的作用点为 D ,实质是求水压力图的形状中心离 开 A 点的距离。
B y习题 2.20 图2.24 】如 图所 示一储 水容器 ,容 器壁 上装有 3 个直 径为 d =0.5m 的半球形盖,设h =2.0m , H =2.5m ,试求 作 用 在每个 球 盖上的静水 压 力 。
其中AEh 1sinsin601.155mEB h 2sin 2.31msin60F 3 21(p B p E )EB I 由合力矩定理, 4 504 2 1.155 AD 3 故2.35m21F AD F 1 AE F 2 ( EB3218 016 ( 1 2.31 1.155)245 180AE) F 3(2EB AE)22 661 ( 32 2.31 1.155)或者h DAD sina 2.35 sin60 2.035mE2D水h 2h 1F 3 p B油 p E F习题 2.19 图对于 b 盖,其压力体体积为V pbpb(Hh ) d 21d32 41221 33(2.5 1 .0)0.52120.53 0.720m 34F zb V pb9 810 0.7207.063kN (方 向↓)对于 c 盖,静水压力 可分解成 水平及 铅重两 个分力, 其中22H d 29 810 2.5 0.52 4.813kN4 4 (方向← ) F zc V pc 9 8100.53 0.321kN铅重方向分力 12 (方向 ↓)2.30 】某空 载船由 内河出海时,吃 水减少了 20cm ,接着 在港口 装了一些 货物, 吃水增 加了 15cm 。