第2章 流体静力学自测题-推荐下载
流体力学_环境自测题
流体力学_环境自测题《流体力学》自测题第1章绪论一．思考题1.为什么说流体运动的摩擦阻力是摩擦阻力？它与固体运动的摩擦和有何不同？2.液体和气体的粘度随温度变化的趋向是否相同？为什么？3.不可压缩流体定义是什么？在实际工程应用中，通常可把什么流体作为不可压缩流体处理？二．选择题（单选）1.作用于流体的质量力包括（）。
（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；(d)表面力。
2.比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受单位质量力Ｚ水和Ｚ汞的大小（）。
（a）Ｚ水﹤Ｚ汞; （b）Ｚ水=Ｚ汞; （c）Ｚ水﹥Ｚ汞; (d)不定。
3.单位质量力的国际单位是（）。
（a）Ｎ；（b）Ｐa （c）N/m (d) m/s24.与牛顿摩擦定律直接有关的因素是（）。
（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。
5.水的动力粘度随温度的升高（）。
（a）增大；(b) 减小；(c)不变；(d)不定。
6.流体运动粘度的国际单位是（）。
（a）m2/s; (b) N/m2; (c)kg/m; (d)N．s/m27.以下作用在流体上的力中不是表面力的为（）。
(A) 压力(B) 剪切力(C) 摩擦力(D) 惯性力8. 液体在两块平板间流动，流速分布如图所示，从中取出A、B、C三块流体微元，试分析：（1）各微元上下两平面上所受切应力的方向；（2）定性指出哪个面上的切应力最大？哪个最小？为什么？第2章流体静力学一. 复习思考题1．试述静止流体中的应力特性。
2．怎么认识流体静力学基本方程pz Cgρ+=的几何意义和物理意义？3．绝对压强、相对压强、真空度是怎样定义的？相互之间如何换算？4．何谓压力体？怎样确定压力体？5．液体的表面压强（以相对压强计）00p≠时，怎样计算作用在平面或曲面上的静水总压力？二. 选择题(单选)2-1 静止液体中存在（）。
(a) 压应力(b) 压应力和拉应力(c ) 压应力、切应力(d) 压应力、拉应力和切应力2-2 相对压强的起点是（）。
2第二章 流体静力学
第二章 流体静力学2－1 设水管上安装一复式水银测压计，如图所示。
试问测压管中1－2－3－4水平液面上的压强p 1、p 2、p 3、p 4中哪个最大？哪个最小？哪些相等？解：p 1<p 2=p 3<p 42－2 设有一盛（静）水的水平底面的密闭容器，如图所示。
已知容器内自由表面上的相对压强p 0 =9.8×103Pa ，容器内水深h =2m ，点A 距自由表面深度h 1=1m 。
如果以容器底为水平基准面，试求液体中点A 的位置水头和压强水头以及测压管水头。
解：12(21)m 1m H O A Z h h =-=-=3301239.8109.8101m 2m H O 9.810A p gh p g g ρρρ+⨯+⨯⨯===⨯ 2(12)m 3m H O A pA A pH Z gρ=+=+=2－3 设有一盛水的密闭容器，如图所示。
已知容器内点A 的相对压强为4.9×104Pa 。
如在该点左侧器壁上安装一玻璃测压管，已知水的密度ρ=1000kg/m 3，试问需要多长的玻璃测压管？如在该点右侧器壁上安装一水银压差计，已知水银的密度H g ρ=13.6×103kg/m 3，h 1 =0.2m ，试问水银柱高度差h 2是多大值？解：（1） A gh p ρ=434.910m 5m 9.810A p h g ρ⨯===⨯（2） Hg 2A 1gh p gh ρρ=+43123Hg 4.9109.8100.2m 0.38m 13.6109.8A p gh h g ρρ+⨯+⨯⨯===⨯⨯2－4 设有一盛水的密闭容器，连接一复式水银测压计，如图所示。
已知各液面的高程分别为1234523m 1.2m 2.5m 14m 30m ...，，，，，∇=∇=∇=∇=∇=水的密度ρ==1000 kg/m 3，ρHg =13.6×103kg/m 3。
试求密闭容器内水面上压强p 0的相对压强值。
《流体力学》第二章 流体静力学2.1-2.4
解:1
pA' p0 h
pA pA' pa
2
p p0 pa
第四节 液柱测压计
测压计种类： 弹簧管金属式 电测式 液柱式
液柱式： 测压管 微压计 压差计
压差计
例题2-4：对于压强较高的密封容器，可以采 用复式水银测压计，如图示，测压管中各液 面高程为：▽1=1.5m, ▽2=0.2m, ▽3=1.2m, ▽4=0.4m, ▽5=2.1m,求液面压强p5.
倾斜微小圆柱体轴向力的平衡,
P1
就是两端压力及重力的轴向分
力三个力作用下的平衡。
△l
P 2P 1G cos0
△h α
P1 p1dA
P2 p2dA
G dA
P2
GldA
液体内微小圆柱的平衡
p 2 d A p 1 d A ld A c o s 0
p2 p1h
流体静压强的分布规律为：静止液体中任两点的
第一节 流体静压强及其特性
流体静压强的定义
p P A
p lim P Aa A
流体静压强的单位: Pa bar kgf/m2 atm at
流体静压强的特性
流体静压强的方向与作用面垂直，并指向 作用面。 流体在静止时不能承受拉力和切力。
任意一点各方向的流体静压强大小相等， 与作用面的方位无关。
(21)h0
由于液体容重不等于零，要满足上式，则必须Δh=0， 即分界面是水平面，不可能是倾斜面。
分界面既是水平面又是等压面。
分界面和自由面是水平面这一规律是在静止、 同种、连续液体的条件下得到的。如不能同时 满足这三个条件，就不能应用上述规律。
例题2-2：容重不同的两种液体，装在容器中， 各液面深度如图示，若γb=9.807kN/m3,大气压 强98.07kPa,求γa及pA
流体力学复习题(流体静力学)
第二章 流体静力学一、思考题1．静止流体0=τ，则静止流体是理想流体，对吗? 为什么?2．什么是流体静压强？流体静压强具有哪些特性？3．试写出流体静力学基本方程的几种表达式，并说明流体静力学基本方程的适用范围以及物理意义、几何意义。
4．什么是等压面？等压面有什么特性?5．重力场中液体静压强的分布规律是什么?6．什么是绝对压强、相对压强、真空压强？它们之间有何关系？7．压力表和敞口测压计测得的压强是绝对压强还是相对压强绝？8．静止液体中等压面为水平面的条件是什么?9．相对静止液体的等压面是否为水平面？为什么?10．当内盛两种不同密度液体的容器作等加速运动转时，共两种液体分界面还为等压面吗?为什么?11．当内盛两种不同密度液体的容器绕铅垂轴作等角速度旋转时，共两种液体分界面还为等压面吗?为什么?12．压力中心D 和受压平面形心C 的位置之间有什么关系？在什么情况下D 点和C 点重合？13．什么是实压力体？什么是虚压力体？判断压力体的虚实性有何实际意义？14．如何确定作用在曲面上液体总压力水平分力和垂直分力的大小、方向和作用线的位置？15．何谓浮体？何谓潜体？何谓沉体？它们各自稳定平衡的条件有何异同？二、单项选择题1．静止流体中，任一点压强的大小与（ ）无关。
(A)流体的种类 (B)该点的位置(C)受压面的方位 (D)重力加速度2．流体静压强的方向应该是沿（ ）。
(A)任意方向 (B)作用面的内法线方向(C)铅垂方向 (D)作用面的法线方向3．流体处于平衡状态的条件是( )。
(A)流体无粘性 (B)流体粘性大(C) 质量力F 满足()0=⨯∇•F F (D)正压流体 4．不可压缩流体处于平衡状态的条件是( )。
(A)流体无粘性 (B)流体粘性大(C)质量力有势 (D)斜压流体5．密度不变的流体处于平衡状态的条件是( )。
(A)流体无粘性 (B)流体粘性大(C)质量力有势 (D)斜压流体6．静止流体的等压面恒与( )正交。
流体力学习题2
第二章水静力学温习试探题1.试述静止流体中的应力特性。
2．怎么熟悉流体静力学大体方程pz Cgρ+=的几何意义和物理意义？3．绝对压强、相对压强、真空度是如何概念的？彼此之间如何换算？4．如何绘制液体静压强公布图？5．何谓压力体？如何如何界定压力体？判断虚、实压力体有向实际意义？6．如何计算作用在潜体和浮体上的静水总压力？7．液体的表面压强（以相对压强计）00p≠时，如何计算作用在平面或曲面上的静水总压力？习题选择题(单选题)2-1 静止液体中存在:(a) 压应力;(b) 压应力和拉应力；(c ) 压应力、切应力；(d) 压应力、拉应力和切应力。
2-2 相对压强的起点是:(a) 绝对压强；(b) 1个标准大气压；(c) 本地大气压；(d) 液面大气压。
2-3 金属压力表的读值是：(a) 绝对压强；(b) 相对压强；(c) 绝对压强加本地大气压；(d) 相对压强加本地大气压。
2-4 某点的真空度为65000Pa，本地大气压为，该点的绝对压强为：(a) 65000Pa；(b) 55000Pa；(c) 35000 Pa；(d) 165000 Pa。
2-5 绝对压强p abs与相对压强p、真空度p v、本地大气压p a之间的关系是：(a) p abs=p+p v；(b) p=p abs+p a；(c) p v=p a-p abs；(d) p=p v+p a。
2-6 在密闭容器上装有U形水银测压计，其中一、二、3点位于同一水平面上，其压强关系为：(a) p1=p2=p3；(b) p1＞p2＞p3；(c) p1＜p2＜p3；(d) p2＜p1＜p3。
2-7 用U形水银压差计测量水管A、B两点的压强差，水银面高h p=10cm，p A-p B为：(a) ；(b) kPa；(c) kPa；(d) kPa。
2-8 露天水池，水深5m处的相对压强为：(a)５kPa；(b) 49 kPa;(c) 147 kPa；(d) 205 kPa。
贾月梅主编《流体力学》第二章课后习题答案
第2章 流体静力学2-1 是非题(正确的划“√”，错误的划“⨯”) 1. 水深相同的静止水面一定是等压面。
（√）2. 在平衡条件下的流体不能承受拉力和剪切力，只能承受压力，其沿内法线方向作用于作用面。
（√）3. 平衡流体中，某点上流体静压强的数值与作用面在空间的方位无关。
（√）4. 平衡流体中，某点上流体静压强的数值与作用面在空间的位置无关。
（⨯）5. 平衡流体上的表面力有法向压力与切向压力。
（⨯）6. 势流的流态分为层流和紊流。
（⨯）7. 直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
（⨯） 8. 静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
（√） 9. 只有在有势质量力的作用下流体才能平衡。
（√）10. 作用于平衡流体中任意一点的质量力矢量垂直于通过该点的等压面。
（√） ------------------------------------------------------------------------------------------------- 2-4 如题图2-4所示的压强计。
已知：25.4a cm =，61b cm =，45.5c cm =，30.4d cm =，30α=︒，31A g cm γ=，3 1.2B g cm γ=，3 2.4g g cm γ=。
求压强差?B A p p -=abcdα γAγBγCP AP B题图2-4解：因流体平衡。
有()2sin 30sin 3025.4161 2.445.5 1.20.530.4 2.40.51.06A A g B B g B A B A P a b P c d P P g P P N cm γγγγ+⋅+⋅=+⋅⋅︒+⋅⋅︒∴-=⨯+⨯-⨯⨯-⨯⨯⨯-=2-5 如图2-5所示，已知10a cm =，7.5b cm =，5c cm =，10d cm =，30e cm =，60θ=︒，213.6HgH O ρρ=。
求压强?A p =解：()()2cos60gage A Hg H O Hg P a c b e d γγγ=+⋅-⋅+︒-()3241513.67.51513.6102.6 2.610g N cm Pa-=⨯-⨯+⨯⨯⨯==⨯答：42.610gage A P Pa =⨯2-8 .如图2-8所示，船闸宽B =25m -，上游水位H 1=63m ，下游水位H 2=48m ，船闸用两扇矩形门开闭。
流体力学习题及答案-第二章
第二章 流体静力学2-1如果地面上空气压力为0.MPa ，求距地面100m 和1000m 高空处的压力。
答：取空气密度为()3/226.1m kg =ρ，并注意到()()Pa a 610MP 1=。
（1）100米高空处：()()()()()()()Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 523501000122.11203101325100/81.9/226.11001325.1⨯=-=⨯⨯-⨯=-=ρ（2）1000米高空处：()()()()()()()Pa Pa Pa m s m m kg Pa gh p p 523501089298.0120271013251000/81.9/226.11001325.1⨯=-=⨯⨯-⨯=-=ρ2-2 如果海面压力为一个工程大气压，求潜艇下潜深度为50m 、500m 和5000m 时所承受海水的压力分别为多少？答：取海水密度为()33/10025.1m kg ⨯=ρ，并注意到所求压力为相对压力。
（1）当水深为50米时：()()()()Pa m s m m kg gh p 523310028.550/81.9/10025.1⨯=⨯⨯⨯==ρ。
（2）当水深为500米时：()()()()Pa m s m m kg gh p 623310028.5500/81.9/10025.1⨯=⨯⨯⨯==ρ。
（3）当水深为5000米时：()()()()Pa m s m m kg gh p 723310028.55000/81.9/10025.1⨯=⨯⨯⨯==ρ。
2-3试决定图示装置中A ，B 两点间的压力差。
已知：mm 500h 1=，mm 200h 2=，mm 150h 3=，mm 250h 4=，mm 400h 5=；酒精重度31/7848m N =γ，水银重度32/133400m N =γ，水的重度33/9810m N =γ。
答：设A ，B 两点的压力分别为A p 和B p ，1,2,3,4各个点处的压力分别为1p ，2p ，3p 和4p 。
教材习题答案(第2章)
第二章 流体静力学2-1．如图所示的U 型管中装有水银与水，试求：（1）A 、C 两点的绝对压力及表压力各为多少？（2）A 、B 两点的高度差h 为多少？解：（1）()Pa 1042403.0980010013.151=⨯+⨯=+=h p p a A 水绝γ()Pa 1175681.098006.131042402=⨯⨯+=+=h p p A C 汞绝绝γ()Pa 294010013.11042405=⨯-=-=a A A p p p 绝表()Pa 1626810013.11175685=⨯-=-=a C C p p p 绝表（2）过A 的水平面为等压面，则h h 汞水γγ=1∴ ()cm 2.2m 022.03.098006.1398001=≈⨯⨯==h h 汞水γγ 2-2．水银压力计装置如图。
求管中心点A 处绝对压力及表压力？（设油品相对密度为0.9） 解：321h h h p p aA 油水汞绝γγγ+-+=35.098009.01.0980015.098006.1310013.15⨯⨯+⨯-⨯⨯+⨯=()Pa 123399=()Pa 2209910013.11233995=⨯-=-=a A A p p p 绝表2-3．今有U 形管，内装水和四氯化碳（CCl 4），如图所示。
试求四氯化碳的相对密度。
解： 3CCl 214h h h γγγ+=水水∴6.10.88.176.30321CCl CCl 44=-=-==h h h 水γγδ2-4．561.2 mm2-5．油罐内装相对密度0.8的油品，下有底水。
为测定油深及油面上的压力，装置如图所示的U 形管水银压力计，测得各液面位置如图。
试确定油面高度H 及液面压力0p 。
解：① 6.14.000⨯+=⨯++水水油γγγp H p∴ ()()()m 5.198008.04.06.198004.06.1=⨯-⨯=-=油水γγH ② ()5.05.03.06.10⨯=+++汞水表γγp∴ ()5.03.06.15.00++-⨯=水汞表γγp()5.03.06.198005.098006.13++⨯-⨯⨯=()Pa 43120=2-6．1.66 m2-9．图示两水管以U 形压力计相连，A 、B 两点高差1m ，U 形管内装水银，若读数h ＝0.50m ，求A 、B 两点的压差为多少？解：()()h H p h H p B A ++=+++水汞水γγγ1∴ ()h h p p B A 汞水γγ--=-1()50.098006.13150.09800⨯⨯--⨯=()Pa 71540-=即A 点压力比B 点压力低71540Pa 。
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第2章 流体静力学自测题
一、思考题
2.1 流体静压强有哪两个特性?
2.2 流体平衡微分方程的物理意义是什么？
2.3 什么是等压面？等压面有什么特性?
2.4 重力场中液体静压强的分布规律是什么?
2.5 静止液体中等压面为水平面的条件是什么?
2.6 相对静止液体的等压面是否为水平面？为什么?
2.7 什么是绝对压强、相对压强、真空度？它们之间有何关系？
2.8 压力表和开口测压计测得的压强是绝对压强还是相对压强绝？
2.9 盛有某种液体的敞口容器作自由落体运动时，容器壁面上的压强等于多少？
2.10 压力中心D 和受压平面形心C 的位置之间有什么关系？在什么情况下D 点和C 点重合？
2.11 如何确定作用在曲面上液体总压力水平分力和垂直分力的大小、方向和作用线的位置？
1.12 什么是压力体？如何确定压力体的范围和垂直分力的作用方向？
二、选择题
2.1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
2.2 金属压力表的读值是 。
（C ）
（A ）绝对压强 （B ）绝对压强加当地大气压
（C ）相对压强 （D ）相对压强加当地大气压
2.3 某点的真空压强为65000Pa ，当地大气压为0.1MPa ，该点的绝对压强为。
（C ）（A ）65000 Pa （B ）55 000 Pa （C ）35 000 Pa （D ）165000 Pa
2.4 绝对压强与相对压强p 、真空压强、当地大气压之间的关系是。
（C ）
ab p v p a p （A ）
（B ）v ab p p p +=v ab p p p +=（C ） （D ）ab a v p p p -=a v p p p +=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 。
（C ）（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
习题.52图
习题.62
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hp ＝10cm ，pA-pB 为 。
（B ）
（A ）13.33kPa （B ）12.35kPa （C ）9.8kPa （D ）6.4kPa
2.7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 ）与潜体的淹没深度成正比 （D ）与液体表面的压强成反比
2.8 静止流场中的压强分布规律 。
（D ）
（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，也适用于粘性流体
2.9 静水中斜置平面壁的形心淹深与压力中心淹深的关系为 。
（C ）
C h
D h C h D h （A ）大于 （B ）等于 （C ）小于 （D ）无规律1.10流体处于平衡状态的必要条件是 。
（C ）（A ）流体无粘性 （B ）流体粘度大 （C ）质量力有势 （D ）流体正压。
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。
（C ）（A ）重力 （B ）惯性力 （C ）重力和惯性力的合力 （D ）压力 2.12压力体内 。
（D ）（A ）必定充满液体 （B ）肯定没有液体；（C ）至少部分液体 （D ）可能有液体，也可能没有液体三、计算题
2.1试决定图示装置中A 、B 两点间的压强差。
已知
h 1=500mm ，h 2=200mm ，h 3=150mm ，h 4=250mm
，h 5=400mm ，酒精γ1=7 848N/m 3，水银
γ2=133400 N/m3，水γ3=9810 N/m 3。
（55.419kPa ）
2.2如图所示，一液体转速计由直径的中心圆筒和重为W 的活塞、以及两直径为的有机玻璃1d 2d 管组成，玻璃管与转轴轴线的半径为R ，系统中盛有水银。
试求转动角速度与指针下降距离h 的ω关系（）。
00==h 时，ω()()[]
22212/2/d d g R +ω
2.3如图所示，底面积为0.2m 0.2m b b ⨯=⨯的方口容器，自重G=40N ，静止时装水高度h=0.15m ，设容器在荷重W=200N 的作用下沿平面滑动，容器底与平面之间的摩擦因数f=0.3，试求保证水不能溢出的容器最小高度。
(0.207m)
2.4如图所示，一个有盖的圆柱形容器，底半径R=2m ，容器内充满水，顶盖上距中心为处开一0r 个小孔通大气。
容器绕其主轴作等角速度旋转。
试问当为多少时，顶盖所受的水的总压力为零。
0r (m)2
2.5 矩形闸门AB 宽为1.0m ，左侧油深h1=1m ，水深h2=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。
(2.35m)2.6水库的圆形泄水孔，直径D ＝1m ，门的形心点位于水深h ＝3m 处，门的倾角α＝600，门的下游
为大气压，门的顶端有铰固定，不计门重，求启门所必须的向上拉力F 。
kN F 24=
2.7一直径D=0.4m 的盛水容器悬于直径为D1=0.2m 的柱塞上。
容器自重G=490N ，a =0.3m 。
如不计容器与柱塞间的摩擦，试求：（1）为保持容器不致下落，容器内真空压强应为多大。
（2）柱塞浸没深度h 对计算结果有无影响。
(27.38kPa) 2.8容器底部圆孔用一锥形塞子塞住，如图H=4r ，h=3r ，若将重度为γ1的锥形塞提起需力多大（容器内液体的重度为γ）。
()13125.0γγπ+=r F 2.9一长为20m ，宽10m ，深5m 的平底船，当它浮在淡水上时的吃水为3m ，又其重心在对称轴上距船底0.2m 的高度处。
试求该船的初稳心高及横倾8º时的复原力矩。
(3340.578N. m)
2.10一个均质圆柱体，高H ，底半径R ，圆柱体的材料密度为600kg/m3。
（1）将圆柱体直立地浮于水面，当R/H 大于多少时，浮体才是稳定的？(0.6928)
（2）将圆柱体横浮于水面，当R/H 小于多少时，浮体是稳定的？(0.506)
2.11一直径m d 2=的圆柱体，长度m l 1=，放置在0
60=α的斜面上，一侧有水，水深。
m h 1=
求此圆柱体受的静水总压力。
kN
P kN P z x 24,9.4==
2.12 圆弧形闸门AB ，宽度，圆心角，半径，闸门转轴恰好与门顶的水面齐平，m b 4=045m R 2=求闸门受的静水总压力大小和方向。
kN P kN P z x 4.22,24.39==。