武大水力学答案

1、文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.第一章导论1、()2、(×)3、(×)4、(1)5、(2)6、等于；相同；相反。7、 L/T 2； L2/T； M/LT或 FT/L 2。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 =mgsinA=0;sin =55 25； A=0.40 × 0.45 ; = du = u；12213d y = mg sin=0.1047 Pa · s； =1.102 ×10-4 m2/sA u13、解：切应力分别为： （薄板上下表面） 上

2、 （ du ） 上 u 下（ du ） 下=udyxdyx薄板所受切应力 上 下u+xx则薄板所受切力T Au+Axx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、 0.1。26、解 :27、解：28、解 :29、解：30、解 :hp2 O2.00 Hg32、解 :hpap0 =

3、 0.663 mg33、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=(X d xYd yZd z)( ad x(g)d z)文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.积分有p=(axgz) C在自由面上p=0axgzC则 tan= ahah g =4.9 m/s 2gll34、解 :先求出静水总压力P2gL sin 30LghL2将 P1， P2 对 A 点求矩有1gh21ghL2g222h22L sin 30L33化简得h(h212) =8解此方程h=3.759 m35、解 :（ 1）(2)Px1 21 gh

4、12 g(hh1R)2 g(hh1 ) Rb2=15.68 kN=33.58 kNPPx2Pz237.06 kNarctanPz64.97Px36、解 : 液体是质量力为(ga),0代入公式d p(ga)d z积分p(ga)zczh1 时 ,ppa , 代入方程a则cpgahzpga()( 1)a(1) hg其中 :hh1z，为任一点处的水深;g 为重力加速度。37、解 :设油面压强为p01，水面压强为p02，则p02p011.51g 0.2Hg g 1.2 2 g26 896 Pa故hp02p01=0.2018 mHg g38、解 :由图可知当压力体 abfec 的重量等于压力体HJFKC

5、的重量时，球处于平衡状态。文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.39、解 :根据图中坐标方向，单位重量力的投影积分pa(cos )xa( sin)zgzC液面方程为a(cos )x(asin -g)z=0液面对水平面的倾斜角tan= za cos( r 22xg-asin积分pgz)C241、解 :RNgHD 2gD 3 cos4539.88 +2.82=42.70(kN)41242、解 :p0Hg g(1d 2D2 )h40.384 kPah43、证 :( Hg gg)Hg g(hh)g(H) gh246、解 :(1) 容器底部静水压强相同，因为由重力作用下的静

6、水压强的基本方程式 p=gH+p a，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、

7、(3)19、(2)20、( 3 )21、( 1 )22、( 3 )23、( 4 )24、( 1 )25、( 2 )26、( 2 )27、Fqv2v21 v1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、11 与 33 和11 与 22；22 与 3 3。33、 0.014m 。34、 pA= pB；pA pB。35、渐变流；急变。文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.36、 0.0

8、08 m。37、 8.85 m s。38、 h2 h1 。39、 vA vB vC2 g(Hhw ) 。40、渐变流断面上z + p g C； 动水压强或动水总压力。41、解： qv 2q qv10.024 m3s列 Y 向动量方程Ryqv 1vqv 2v sin = 173.7N列 X 向动量方程Rxqv2 v cosqvv384.5N水流对平板作用力为384.5N ，方向与 R 相反。42、解：列能量方程(Ha) hc( c 2.5) vc22 g写 X 向动量方程解得 R4874 .6KN水流对单宽坝段的力43、解：水箱水面1 1，喷嘴出口为2 2，列能量方程列 X 方向动量方程要使重物

9、维持静止，得G sin = R44、解： uA2 g 0.32.42 msA 、 B 同在一过水断面上pApAzAzBgguB2uA 20.037 m2 g2 guB2uB 20.0370.263 m即2g2 guB2 g0.2632.27 ms45、解：列出口及最高点断面能量方程d12vd22v cos 44d2d11= 14.14cmcos46、解：列1 1， 2 2 能量方程文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.如图列2 2， 3 3Y 向动量方程R每个螺钉拉力T447、解： FRqv(0 v2)解得v210010ms列水箱中渐变流断面1 1，和喷嘴出口2

10、2 能量方程p1v12p2v2248、解：2 g0 g2g0 gp1 p2(Hg g1) h0.22 m而0g0gv1( d1 )2v2代入能量方程解得d2v12.23 m sQv2 A20.0182 m 3 sv1(d2 )2v21.03 m sd1p10.220 gp226370 N m2求轴向力R，列 X 向动量方程R 253.1 N水流对管壁作用力49、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 11， 2 2 能量方程2得 H (1 )v22 g由连续方程vcA2v2 3.59m sAc写 1 1， c c 能量方程2pcH (1) vc = - 0.29m

11、-0.3mg2g颜色液体上升高度为hpc0.297mg50、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v22 g(h2h1)6.26m s文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.qvd234v0.197m s(2)000pBv222 ggpB224 mH2Og51、解：列1 1， 2 2 能量方程p1v12p2v2 2取1g2gg2 g而 v1( d2 )2 v2d1由此解得v24.117 m sv1= 3.635 m sqvv1 A2 = 178337 cm 3 sX 、Y 向动量方程：p1 A1p2 A2 cos 60°Rxqv

12、(v2 cos 60° v1)p2 A2 sin 60°Rxqv v2 sin 60° 0分别解得Rx931.43 NRy1179.68 NRRx2Ry21503.07 NarctgRy°Rx51.0752、解：列 1 1， 2 2 能量方程其中 v14qv1.27 m sv24qv5.1 m s4d12d22p12 mg解得p20.755 mp2g0.755 7.4 KN m2g列 X 向动量方程解得Rx101.31 N水流作用于收缩管壁上的力文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.53、解： z1p1v12z1p2v22g

13、2 gghw2 g(z1p1 ) (z2p2 )0.3 mggv1( d2 )2v2 代入上式d1解得v20.99 m sqvd22v20.0311 m 3s454、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H(31) v2(1)v2 2 gH2 g5列 1 1，33能量方程Hp3v323 v2(2)v3( d1 ) 2v16 vg2 g2gd29把v， p3 ， v3 值代入 (2)解得H1.51 m55、解：列能量方程p1v12p2v22121z2 gg令g2 g从压差计得：p1p20.252 mzg g而 v1 (d1) 2v2 0.252

14、 d2d22v2 0.295 ms3 sqvv2 40.018 m56、解：列1， 2 间能量方程2p12p2v1zv2hw 令1212 gg2 gg而 p1gh1， p2gh2 ， hwv222 g文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.由图知： h1z h2h代入能量方程v12h (1) v222 g2g所以 qv 与 z无关。57、解： (1)A A 是渐变流断面，zpcg(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v2gH9

15、.04 m s1.2zv24.17 m2 g59、解：对水箱水体列X 向动量方程RxF 460Nv 7.653 m szp1p260、解：列1 1，2 2；11 及gg3 3 的能量方程，可得v14qv4.95 m s， v3 v24qv5.57 m s22d1d2p2290.7 KN m2列 X 向动量方程P12 P2 cos60°Rx2 qv2 v2 cos 60°qv1v1Rx12400 KN列 Y 向动量方程：2 P2 sin 60 °Ry2qvv2 sin 60°Ry1749.5 KNR222144.6 KNRxRy61、解： Hv12h2v2

16、21 v22h2 g3 2g2 gh20.38 mv10.475 v2文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.代入能量方程得0.0565 v220.12v21.457 m sqvbh2v2 14.95 m 3 s62、解：列 Y 向动量方程Ryqvv cos 60°6.13N平板运动时，水流单位时间冲击到板上质量为A(v u)列 Y 向动量方程Ryqv1(vu) cos 60°d 2(vu)2=2.12N463、解：列 X 向动量方程，令121R98350N作用于板上力P 与 R 量值相等，方向相反。静水总压力 P1gbh2100352N2所以作

17、用在闸门上的动水总压力小于静水总压力。64、解：对容器自由面o o 和出口 22 段面写能量方程得Hv22取1v22gH2 g对收缩段面11 及出口断面2 2 写能量方程65、解：写 x 向动量方程v2 xv2 cos 135°v1xv121Rxqv(v2 cos 135°v)由能量方程因为 Z 1=Z 2, P1=P2=P a , hw =0于是Rx5.256KN水流对叶片冲击力FxRx5.256KN方向为 +x 向，叶片为对称，冲击力y 向分量为零冲击力FFx66、解：vB( dA ) 2 vA2.667 m sdB列 A A、B B 间能量方程而 hw A-o 0.2

18、 vA 2vB2 g2 g当 z=6 m文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.pAz0.8vA2vB27.106 mH 2Og2g2 g当 A 处真空度为 5 m， 大允许值zpA0.8 vA2vB23.894 mg2g2g67、解： qvv2 A20.0047 m 3 sv1qv0.938 m sA1由能量方程，求出p1113.88 KN sGgL (d 2D2dD) 4.31 10-3KN12P1GRqv v2v1 (z 向动量方程 )113.883.1440.0824.31 10 3R 1 0.00471 (15 0.938)R 0.502 KN 与假设方向相同。手持水枪的力与 R 相等，方向相同 (向下 )68、解：列能量方程v2 gH 6.26m sqvvA6.260.1249.2 l s4列能量方程v3v( d1) 26.26( 0.1 )2 12.776 msd30.07p33v32Hh12.776 2mH 2Og2 g19.62 1 5.33hV3p5.33Hg2ghgmH 2O 69、解： uma x12.6 19.60.022.22m sv0.802.22