1、第一章 绪论课后习题1.1 【例 1-1】旋转圆筒黏度计，外筒固定，内筒由同步电机带动旋转。内外筒间充入实验液体。已知内筒半径r1=1.93cm，外筒半径 r2=2cm ，内筒高 h=7cm。实验测得内筒转速 n=10r/min，转轴上扭矩 M=0.0045Nm。试求该实验液体的黏度。解：充入内外筒间隙的实验液体，在内筒带动下作圆周运动。因间隙很小，速度近似直线分布，不计内筒端面的影响，内筒壁的切应力为： 1rdyu式中 12,60n扭矩 1rhArM解得 sPan952.312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
2、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； （d）不定。1.6 流体运动黏度 的国际单位是：（a）（a） ； （b） ； （c） ； （d） 。2/sm
3、2/mNmkg/ 2/msN1.7 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。计算题1.9 水的密度为 1000 ，2L 水的质量和重量是多少？3kg/m解： （kg）10.2mV（N）9871.64Gg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 4410N，试求该油料的密度是多少？3解： （kg/m 3）0.89.55V答：该油料
4、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 。/sUGTF.0解：平板受力如图。 Ns沿 轴投影，有：ssin20GTsin20UA （ ）32si59.87.615.0.48 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
5、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，导线的牵拉速度为 50 ，试求所需牵拉力。Pas /s20mU5解： （kN/m 2）501.20.982（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 =1mm，用 =0.1 的/radsPas润滑油充满间隙，锥底半径 R=0.3m，高 H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。HR解：选择坐标如图，在 处半径为 的微元力矩为 。zrdMxyo322cosrdzrHRdMAdz 其中 rzRH
6、230HRMzdH3232.160.50（ ）39.58Nm答：作用于圆锥体的阻力矩为 。.1.15 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，体积为 995 ，试求3cm3cm液体的体积弹性模量。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，由手轮丝杠推进活塞加压，已kNm/2知活塞直径为 1cm，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
7、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，在其温度范围内水的膨胀系数 =0.00051/。求膨胀水箱的最3m V小容积。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 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-V
8、4/，体积弹性模量 =2109 ，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。k2/N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：这时的压强为 kPa。435.第二章 流体静力学课本习题2.2 立置在水池中的密封罩如图所示，试求
9、罩内 A、B、C 三点的压强。解：B 点压强： 0BpA 点压强： Pa14705.8910ABABA ghC 点压强： 962CCBC C 点真空度： Pa1960 Cvp2.3 密闭容器，侧壁上方装有 U 形管水银测压计，读值 hp=20cm。试求安装在水面下 3.5m 处的压力表读值。解：容器内水面压强： kPa6.208.96130p gp压力表读值： 475320h2.4 如图所示水银测压计是一 U 形测压管，管内装有水银，求 A 点的压强解：NN 为等压面，则在 N-N 面上U 形管左边： )(210NhgpU 形管右边： m hgp210)( m210)(ghhgp ）21m m
10、121m0A )(hg2.4 用 U 形管水银压差计测量水管 A、B 两点的压强差。已知两测点的高差 z=0.4m，压差计的读值 hp=0.2m。试求 A、B 两点的压强差和测压管水头差。解：设高度 h，作等压面 MN， 由 pN=pM 得： ghhzgp pBA)(压强差： kPa78.20ppB zg测压管水头差，由前式 pBA)(整理得 m52.612()( ppBA hgzgz2.5 矩形平板一侧挡水，与水平面夹角 =30，平板上边与水面齐平，水深 h=3m，平板宽 b=5m。试求作用在平板上的静水总压力。解：总压力大小 ，方向为受压面内法线方向41kNgsin 22CC bhbhgA
11、pP 作用点： m30321CD lblAyI2.6 矩形平板一侧挡水，与水平面夹角 =30，平板上边与水面齐平，水深 h=3m，平板宽 b=5m。试求作用在平板上的静水总压力。用图算法计算。解：绘出压强分布图总压力大小 ，方向为受压面内法线方向41kNg30sin 212hbghbSP总压力作用线通过压强分布图的形心 mDy2.7 一铅直矩形平板 ABFE 如图所示，板宽 b=1.5m，板高 h=2.0m ，板顶的水深 h1=1m ，求总压力的大小及作用点。解：（1）用解析法总压力的大小： kN8.521)(8.91CC AghpP总压力的作用点为： m17.2)(25.1)(3CD AhI
12、（2 ）用图算法 kN8.5 )21(5.28912)(211 h gbhb gP压强分布图的形心： )(3Cbay这里 m321，m1，m0.21hhah 67)3(1Cy总压力作用点的位置： 2.17m6C1Dyh2.8 圆柱形压力水罐，半径 R=0.5m，长 l=2m，压力表读值 pM=23.72kN/m2。试求：（1 ）端部平面盖板所受水压力；（2 ）上、下半圆筒所受水压力；（3 ）连接螺栓所受总拉力。解（1 ）端盖板所受水压力 kN47.25014.3)508.9723( 2MC RgpAP（2 ）上、下半筒所受水压力 kN54.921)g(M上上z lRpgVP 36M下下z（3
13、）连接螺栓所受总拉力由上半筒计算： kN54.9上zPT由下半筒计算： kN54.92下z下 lRg其中 N 为支座反力。2.9 一弧形闸门，宽度 b=4m，圆心角 =45，半径 r=2.0，闸门旋转轴恰与水面齐平，求水对闸门轴的压力。解：闸门前水深： m41.70245sin2sinh水对闸门轴的压力为 zxP其中， 39.1kN63918 41.89022xCx bghAP2222m57.041.1438）（ 面 积圆 面 积 ）81（面 积 ABKhrOKB所以， kN34.2034 57089zgVP1519.27.03tanxzP故力 P 对水平线的倾角： 30arctn5由于力 P
14、 必然通过闸门的旋转轴，因此，力 P 在弧形闸门上的作用点的垂直位置为m1230sinD rz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
15、）35000Pa；（d）165000Pa。2.5 绝对压强 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）3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：（b）ABh（a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d
16、）6.4kPa。2.8 露天水池，水深 5 m 处的相对压强为：（ 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：（c ）DyyD3（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。
