流体力学(流体静力学)历年真题试卷汇编2

1、流体力学（流体静力学）历年真题试卷汇编2（总分：62.00，做题时间：90分钟）一、多项选择题（总题数：2，分数：4.00）多项选择题下列各题的备选答案中，至少有一个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。（分数：2.00）解析：（西南交通大学20032004学年第1学期期末考试试题A卷）下列关于压力体的说法中，正确的有（）。分数：2.00）当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，P方向向下z当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，Pz方向向上z当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，Pz方向向下z当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，Pz方向向上z解析：、判断题请判断下列各题正

2、误。（总题数：2，分数：4.00）（中国农业大学2007一2008年度秋季学期期末考试试题）判断题：基准面可以任意选取。（分数：2.00）正确V错误解析：（西南交通大学2003-2004学年第1学期期末考试试题A卷）判断题：在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。（分数：2.00）正确错误V解析：解析：在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位质量流体上的质量力。三、简答题（总题数：3，分数：6.00）（哈尔滨工业大学2007年秋季学期期末考试试题）推求流体静平衡微分方程。（分数：2.00）正确答案：（正确答案：在静止流体中取如图262所示微小六面体。度为p，压强为p，所

3、受质量力为fo正确答案：（正确答案：在静止流体中取如图262所示微小六面体。度为p，压强为p，所受质量力为fo，y，z）的密由于压强分布是空间坐标的连续函数，即p=p（x，y，z），那么b、c点上的静压强分别为：p=pb（按泰勒级数展开，略去小项）以x方向为例，列力平衡方程式:pdydz=cdxdydz质量力：f.pdxdydz表面力：pdydz一b方程。）解析：6.（哈尔滨工业大学2007年秋季学期期末考试试题）说明静止流体对曲面壁总作用力的计算方法（分数：2.00）正确答案：（正确答案：作用在微分面积dA上的压力：dF=pdA=pghdA。因作用在曲面上的总压力为空p间力系问题，为便于分析

4、，拟采用理论力学中的分解概念将其分解为水平分力和垂直分力求解。（1）水平解析：解析：pghA=(pCx分力。因为dAcosa=dA，贝V：dF=dF.cosapghA=(pCx分力。因为dAcosa=dA，贝V：dF=dF.cosa=pghdAcosa=pghdAxpxp-p）A结论：作用在曲面上的水平分力等于受压面形心处的相对压强（pp）与其在垂直坐标面C0 xC0oyz的投影面积A的乘积。（2）垂直分力。由dAsina=dA,可得：dF=dF.sina=pghdAsina=pghdAzpzpxpxF=zpzp论：作用在曲面上的垂直分力等于压力体的液体重力。）解析：7.（南京大学200520

5、06学年第2学期期末考试试题）质量力和面力的区别是什么?（分数：2.00）pgV式中，V=pdA为曲面ab上的液柱体积abcd的体积，称为压力体。结z正确答案：（正确答案：（1）质量力和面力的含义。1）质量力（体力）是作用于所有流点上的力，它与周围流点无关。常见的质量力有重力、万有引力、电磁力等。在大气动力学中指重力，是非接触力。质量力可以看成是力的分布密度，用空间中分布密度函数如质量力是重力，则F就是重力加速度go2）面力（表面力）是与流体表面S相接触的流体（或固体）作用于流体表面S上的力，记作p,如压力、粘性力、摩擦力。以流体表面上力的分布密度来表示，计算式为：又称为应力矢，贝作用于流体面

6、元上的面力（应力）为作用于某个流体面积6T上的表面力，面力（2）质量力和面力的区别。1）质量力是力的分布密度，是非接触力，是空间和时间的函数，即质量力由质量函数x,y,z,t）完全描述。2）面力看成是力的分布密度，用空间中分布密度函数如质量力是重力，则F就是重力加速度go2）面力（表面力）是与流体表面S相接触的流体（或固体）作用于流体表面S上的力，记作p,如压力、粘性力、摩擦力。以流体表面上力的分布密度来表示，计算式为：又称为应力矢，贝作用于流体面元上的面力（应力）为作用于某个流体面积6T上的表面力，面力（2）质量力和面力的区别。1）质量力是力的分布密度，是非接触力，是空间和时间的函数，即质量

7、力由质量函数x,y,z,t）完全描述。2）面力而且还随着受力面元取向的不同而变化，即（x,y,z,t）是一个矢量场。流点所受的是应力矢，它不但是空间和时间的函数,中有各个位置的点，不同点用该点某一个受力面元的法向单位矢。也就是说，流体过这一点可以做无数个不同方向的面元，这些面元用般来勺函数，另外还随时间的变化而变化。那么，要描写某一点的应力就需要知道说是不同的。因此，所有通过该点的面上所受的应力。过同一点不同面上所受到的应力并不是处处相互独立，事实上，只要知示出来，示出来，为法向的面上的应力都可以通过它们及道三个与坐标面平行面上的应力，则任一以即三个矢量（三个坐标面上的应力）或9个分量完全地描

8、述了一点的应力状况。）解析：为法向的面上的应力都可以通过它们及四、单项选择题（总题数：4，分数：8.00）单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）解析：（西南交通大学20032004学年第1学期期末考试试题A卷）平衡流体的等压面方程为（）。（分数：2.00）f一f一f=0 xyzf+f+f=0 xyzfdx一fdy一fdz=0 xyzfdx+fdy+fdz=0丿xyz（西南交通大学20032004学年第1学期期末考试试题A卷）静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力P=pA=pghA，式中的（）。xcxcx（分数：2.00）p为受压面形心处的绝对压强cp为压力

9、中心处的相对压强cA为受压曲面的面积xA为受压曲面在铅垂面上的投影面积丿x解析：（中国石油大学2004-2005学年第2学期期末考试试题）作用在流体的力有两大类，一类是表面力，另一类是（）。（分数：2.00）质量力丿万有引力分子引力粘性力解析：五、填空题（总题数：8，分数：16.00）填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）解析：（西北工业大学20062007学年第1学期期末考试试题）某潜艇在海面下20m深处以16km/h的速度航行，设海水的密度为1026kgm3，则潜艇前驻点处的压强为。（分数：2.00）正确答案：（正确答案：211.2kPa）解析：（西北工业大学

10、2005-2006学年第1学期期末考试试题）某潜艇在海面下30m深处以16km/h的速度航行，设海水的密度为1026kg/m3，则潜艇前驻点处的压强为。（分数：2.00）正确答案：（正确答案：312kPa）解析：（中国石油大学20042005学年第2学期期末考试试题）边长为1m的封闭立方形箱子，一半充水，另一半充油，油的比重为0.75，当箱子竖直向上被加速4.903m/s2，底部与顶部的压强差为Pa。（分数：2.00）正确答案：（正确答案：12865.125）解析：（中国石油大学20042005学年第2学期期末考试试题）拖曳一个几何比尺为50的船舶模型，以4.8km/h的速度航行所需的力为9N

11、,如果原型船舶航行主要受密度和重力的作用，则原型船舶的相应速度和所需的力为、。（分数：2.00）正确答案：（正确答案：33.94km/h1125kN）解析：（扬州大学2004-2005学年第2学期期末考试试题）静水压强的特性为（分数：2.00）正确答案：（正确答案：静水压强的方向垂直指向作用面同一点不同方向上的静水压强大小相等）解析：（扬州大学2004-2005学年第2学期期末考试试题）描述液体运动的两种方法分别为分数：2.00）正确答案：（正确答案：拉格朗日法欧拉法）解析：（西安理工大学2005年秋季学期期末考试试题）理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是的。实际液体中的动水压强为在同一点

12、上沿三个正交方向的动水压强的。六、解答题（总题数：12，分数：24.00）（西南交通大学20032004学年第2学期期末考试试题B卷）如图260所示半径为R的球形压力容器系由两个半球用n个高强螺栓栓接而成，内盛重度为Y的液体，试求每个螺栓所受的拉力T。（分数：2.00）（西南交通大学20032004学年第1学期期末考试试题A卷）如图261所示为绕铰链C转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为6=60，宽度为b=5m，闸门两侧水深分别为H=4m和h=2m，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。（分数：2.00）（西北工业大学20062007学年第1学期期末考试试题）为了测定有粘

13、性不可压流体绕流圆柱体时的阻力系数，将一个直径为d、单位长度的圆柱体放在一个水平的低速水槽中进行速度的测量，测得结果如图263所示。在前方1截面上来流均匀，在后面2截面上由于圆柱尾流影响不再是均匀分布，在4d宽度上近似为直线性分布。且在1、2截面上压力都为p。请计算出圆柱体所受阻力。1（分数：2.00）正确答案：（正确答案：如图264正确答案：（正确答案：如图264所示，取控制体由1一1、22截面与滑流边界所围成。设11截面解析：(西北工业大学20052006学年第1学期期末考试试题)如图265所示,有一弧形闸门AB,宽度b=4m.a=45，半径R=2m。试求作用在闸门AB上合力的大小及方向。

14、正确答案：(正确答案：由于闸门右侧受大气压的作用，左侧液面大气压也通过液体传递到闸门上，闸门两侧所受的大气压相互抵消，因此可假设P=0，则水平方向合力P为：P=pghA=p正确答案：(正确答案：由于闸门右侧受大气压的作用，左侧液面大气压也通过液体传递到闸门上，闸门两侧所受的大气压相互抵消，因此可假设P=0，则水平方向合力P为：P=pghA=pg0 xxcxRsinabRsina=39200(N)垂直方向的合力P为：P=pgT式中T为压力体的体积，压力体为弧面起zz向上至液面所围的柱体体积，此时压力体中实际没有液体，称为虚压力体，p方向向上。由于T=(zR2sinacosa)b，贝V：可由过o点

15、与水平面成e角的直线与圆弧线相交得到。)解析：因为合力的作用线与弧面AB垂直，故一定通过弧AB的圆心，因此作用点（清华大学2006一2007学年春季学期期中考试试题）Onasea-levelstandardday，apressuregage，mooredbelowthesurfaceoftheocean（SG=1025），readsanabsolutepressureof15MPaHowdeepistheinstrument?（分数：2.00）25.(中国农业大学20072008年度秋季学期期末考试试题)如图266所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1

16、m,25.(中国农业大学20072008年度秋季学期期末考试试题)如图266所示一盛水容器，已知平壁AB=CD=2.5m，BC及AD为半个圆柱体，半径R=1m,自由表面处压强为一个大气压，高度H=3m，试分别计算作用在单位长度上AB面、BC面和CD面所受到的静水总压力。分数：2.00)正确答案：(正确答案：由题意可知，AB面所受到的静水总压力竖直向上：p=pgh.A=pg(H一ABcAB2R).A=9800X(32)X2.5Xl=24500(N)CD面所受到的静水总压力竖直向下：P=pgh.A=pgH.AABCDcCD=9800X3X2.5Xl=73500(N)BC面所受到的静水总压力的水平分

17、力，方向向左：p=pgh.ACDBCxcBCx=pg(HR)X2RX1=9800X(31)X2X1=39200(N)BC面所受到的静水总压力的垂直分力，方向向上:解析：27.(东北电力大学20042005学年第2学期期末考试试题)如图269所示，有一直径d=12cm的圆柱体,其质量m=5kg，在力F=100N的作用下，当淹深h=0.5m时，处于静止状态，求测压管中水柱的高度H。(分数：2.00)解析：解析：28.（中国石油大学20042005学年第2学期期末考试试题）如图2-70所示，有一压力贮油箱其宽度（垂直于纸面方向）b=2m，箱内油深h=1.9m，相对密度为0.8，油下面水的深度h=0.

18、4m，箱底有一U型12管水银测压计，其读数厶人二。.5m,试求作用在半径R=1m的圆柱面AB上的总压力的大小和方向。（分数：2.00）正确答案：（正确答案：如图2-71所示，将B点压力p折算成油柱高度:B解析：29.（扬州大学20052006学年第2学期期末考试试题）如图272所示，某半圆柱面挡水建筑物，半径R=2m，宽度b=2m，距自由液面h=2m的上端A与一挡水板相连，求：（1）求曲面下端B的绝对压强和相对压强。（2）试计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。分数：2.00）正确答案：（正确答案：（1）B点绝对压强：pI点相对压强：正确答案：（正确答案：（1）B点绝对压强：pI点相对压强：p=p一P=156.898=58.BBa=p+pg(h+2R)=98+9.8X(2+2X2)=156.8(kN/m2)Ba8(kN/m2)(2)曲面AB所受水平分力：P=pghAxCXX作用点距水箱底部距离：e=RRsin0=2（1一sin21.44）=2X（l0.3655）=1.269（m）或距水面距离：e=h+2Re=6