武大水力学答案

第一章导论1、(√)2、(×)3、(×)4、(1)5、(2)6、等于；相同；相反。7、L/T；L/T；M/LT或FT/L。8、变形；弹性。9、直线；渠底。10、连续介质。11、相反；相同。12、解：等速直线运动；F=mgsin－A=0;sin=135512522；A=×;τ=μdduy=μu；μ=mgAusin=Pa·s；ν==×10m/s13、解：切应力分别为：（薄板上下表面）τ＝μ（dudy）＝μuxτ＝μ（dudy）=μux薄板所受切应力τ＝τ＋τ＝μxu+x则薄板所受切力T＝τA＝μxu+xA第二章水静力学1、()2、()3、()4、()5、()6、()7、()8、()9、()10、()11、(3)12、(3)13、(4)14、(3)15、(4)16、(2)17、(4)18、(2)19、(1)20、(2)21、单位重量液体的总势能22、单位重量液体的位置势能；单位重量液体的压强势能。23、0;当地大气压强。24、。26、解:27、解：28、解:29、解：30、解:hpg200.HO232、解:hppga0=0.663m33、解：此时自由液面（等压面）是与水平面夹角为的斜面，将X＝－a,Y=0,Z=-g代入欧拉方程dp=()(())XxYyZzaxgzddddd积分有p=()axgzC在自由面上p=0axgzC则tan=aghlahlg=4.9m/s34、解:先求出静水总压力Pgh1212PghLgL22sin30L将P，P对A点求矩有222223121LgghLhghsin3023L化简得hh()212=8解此方程h=3.759m35、解:（1）(2)PghghhRghhRbx122112121[()()]=kNPghRbghhRbRbgz11212234()=kNPPPxz22kNarctanzxPP36、解:液体是质量力为(),ga0代入公式ddpgaz()积分pgazc()zh1时,ppa,,代入方程则cpgahzpgaghaa()()()11其中:hhz1，为任一点处的水深;g为重力加速度。37、解:设油面压强为p，水面压强为p，则)5.07.1()5.07.0()7.02.2(202Hg101gpggpppggg020112150212...Hg26896PaHgghpp0201故hppg0201Hg=0.2018m38、解:由图可知当压力体abfec的重量等于压力体HJFKC的重量时，球处于平衡状态。[][]DhDgDhDg2232213141124112[][]hDghDg2211332211123ghghggD()Dghghgg3221112()39、解:根据图中坐标方向，单位重量力的投影aacos,=0,=-g+sindcosd+d-gd)paxazz(sin积分Cgzzaxap)sin()cos(液面方程为axa((cos)sin-g)z=0液面对水平面的倾斜角tan=cosg-asinzxa积分prgzC()22241、解:45cos12432NDgDgHR+=(kN)42、解:pgdDh0221Hg()kPa43、证:()()()HgHgggghhgHhgh2hgHggHHg2131.46、解:(1)容器底部静水压强相同，因为由重力作用下的静水压强的基本方程式p=gH+p，表面压强为大气压，而水深相同，故p相同。(2)底面所受的静水压力相同，原因是压力P=pA压强相同，面积相同，则压力相等，(3)桌面受的压力不相同，原因是盛水的容器体积不同，则重量不等，桌面受的压强p=G/A，重量不等，面积相等，故压强不同。第三章水动力学基础1、(√)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)6、(×)7、(×)8、(√)9、(×)10、(√)11、(√)12、(√)13、(×)14、(√)15、(×)16、(×)17、(√)18、(3)19、(2)20、(3)21、(1)22、(3)23、(4)24、(1)25、(2)26、(2)27、1122vvqFv其物理意义为作用于液体外力合力等于单位时间内液体动量的变化。28、液流从总流断面1流到断面2时单位重量液体的机械能损失的平均值。其量纲是长度。29、小于；低于。30、总流过水断面上平均单位动能；长度。31、不变；减小。32、1─1与3─3和1─1与2─2；2─2与3─3。33、0.014m。34、p=pp＞p。35、渐变流；急变。36、0.008m。37、8.85m／s。38、h＞h。39、v＝v＝v＝2gHhw()。40、渐变流断面上z+p／ρg＝C；动水压强或动水总压力。41、解：qqqvv3ms210024.列Y向动量方程Rqvqvyvv12sinθ=－列X向动量方程Rqvxv2cosθqvvN3845.水流对平板作用力为，方向与R相反。42、解：列能量方程()(.)Hahvgccc2522vc1322.msqvhvcc3ms1058.写X向动量方程121222gHaghRgvv()()cc1v10解得R48746.KN水流对单宽坝段的力RR43、解：水箱水面1－1，喷嘴出口为2－2，列能量方程Hvgldvg222222vgHldgH22112列X方向动量方程RqvRAvAgHv22222要使重物维持静止，得Gsinα=RHGGdsin2gAsing22244、解：ugA203242..msA、B同在一过水断面上zpgzpgAABApggg()..10200370m即uguggugugBABBBmumms2222220037220037026320263227.....45、解：列出口及最高点断面能量方程vgvgH2220020(cos)Hvg2221875sin.mdvdv122244cosθdd211cos=14.14cm46、解：列1－1，2－2能量方程hpgvg22222pghvg22222()如图列2－2，3－3Y向动量方程RGPqvvyv232[]vv32RGP21414222222dgLgdhvg()1412gdLhhLLd()每个螺钉拉力TR447、解：FRqvv()02qvdv224解得v210010msvdDv().22111ms列水箱中渐变流断面1－1，和喷嘴出口2－2能量方程HldvgvgH().1222222575m48、解：pgvgpgvg1012202222而ppgggh12001022().Hgmvddv11222()代入能量方程解得v12.23m／sQvA220.0182m／svddv12122()1.03m／spgp102022.26370N／m求轴向力R，列X向动量方程pApARqvv112221v()RN水流对管壁作用力RR49、解：以水箱水面为1－1，管嘴出口为2－2，管嘴中收缩断面为c－c，写1－1，2－2能量方程Hvgvgh122222wvg1220得Hvg()1222由连续方程vAAvcc223.59m／s写1－1，c－c能量方程Hpgvghccw22pgHvgcc()122=-0.29m-0.3m颜色液体上升高度为hpgc0.297m50、解：(1)以上游渐变流断面为1－1，和管口断面2－2列能量方程hhvg212200002vghh2212()6.26m／sqdvv240.197m／s(2)000222pvgBgpBg224mHO51、解：列1－1，2－2能量方程pgvgpgvg11222222取1而vddv12122()由此解得v24.117m／sv1=3.635m／sqvAv12=178337cm／sX、Y向动量方程：pApA1122cos60Rqvxv(2cos60v1)pA22sin60Rqvxv[2sin600]分别解得RxNRyNRRRxy22NarctgRRyxRR52、解：列1－1，2－2能量方程pgvgpgvg11222222其中vqd1124v41.27m／svqd2224v5.1m／spg12m解得pg20.755mpg20755.KN／m列X向动量方程RpApAqvvxv221121()解得RxN水流作用于收缩管壁上的力RRx53、解：zpgvgzpgvgh1112122222w()()zpgzpg11220.3m032212122221222.()vgvgAAvgvddv12122()代入上式解得v20.99m／sqdvv22240.0311m／s54、解：水箱水面为1－1，装测压管收缩段取3－3，管出口为2－2，列1－1，2－2能量方程Hvg()3122(1)vgH225列1－1，3－3能量方程Hpgvgvg3322232(2)vddvv3122169()把v，p3，v3值代入(2)解得H151.m55、解：列能量方程zpgvgpgvg11222222令121vvgzpgpg2212122从压差计得：pgzhhpghgh12()mzpgpg120.252m而vddv11222()v20.295m／sqvdv22240.018m／s56、解：列1，2间能量方程vgpgzvgpgh12122222w令121而pgh11，pgh22，hvgw222由图知：hzhh12pgpghhhz1212代入能量方程vghvg1222212()qgAhqgAv2212222212()qghAAv2112222所以qv与z无关。57、解：(1)A－A是渐变流断面，zpgc(2)B－B急变流断面，且离心力向上，故上端测压管水面高于下端。(3)C－CJ急变流断面，离心力向下，故下端测压管液面高于上端的。58、解：对水箱水面及管咀出口断面列能量方程hvgvg00202222.vgH212.9.04m／szvg224.17m59、解：对水箱水体列X向动量方程FRqvdvxxv()0422RFx460Nv7.653m／s60、解：列1－1，2－2；1－1及3－3的能量方程，可得zpgpg12pgvgpgvg11222222ppggvv2112222()vqd1v4124.95m／s，vvqd32224v5.57m／sp2KN／m列X向动量方程PP122cos60°Rqvx22v2cos60°qvv11Rx12400KN列Y向动量方程：22Psin60°Rqvyv22sin60°RyKNRRRxy22KN61、解：Hvghhvgvg122222222132vh