武漢大學(xué)水力學(xué)教材答案第二章

1、第二章水靜力學(xué)1、相對(duì)壓強(qiáng)必為正值。 ( )2、圖示為一盛水容器。當(dāng)不計(jì)瓶重時(shí), 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的總壓力。 ( ) 3、靜水總壓力的壓力中心就是受力面面積的形心。 ( )4、二向曲面上的靜水總壓力的作用點(diǎn)就是靜水總壓力的水平分力與鉛直分力的交點(diǎn)。 ( )5、一個(gè)任意形狀的傾斜平面與水面的夾角為a。則該平面上的靜水總壓力P=rgyDAsina。(yD 為壓力中心D的坐標(biāo)，r 為水的密度，A 為斜面面積) （ ）6、圖示為二塊置于不同液體中的矩形平板，它們的寬度 b，長(zhǎng)度L及傾角a均相等，則二板上的靜水總壓力作用點(diǎn)在水面以下的深度是相等的。 ( ) 7、作用于兩種不同液體接觸面上

2、的壓力是質(zhì)量力。 ( )8、靜水壓強(qiáng)僅是由質(zhì)量力引起的。 ( )9、在一盛水容器的側(cè)壁上開有兩個(gè)小孔A、B，并安裝一 U 形水銀壓差計(jì)，如圖所示。由于A、B兩點(diǎn)靜水壓強(qiáng)不等，水銀液面一定會(huì)顯示出 Dh 的差值。 ( ) 10、物體在水中受到的浮力等于作用于物體表面的靜水總壓力。 ( )11、選擇下列正確的等壓面: ( )(1) A ¾ A (2) B ¾ B (3) C ¾ C (4) D ¾ D 12、壓力中心是( )(1) 淹沒面積的中心 ； (2) 壓力體的中心 ；(3) 總壓力的作用點(diǎn) ；(4) 受壓面的形心 。13、平衡液體中的等壓面必為( )

3、(1) 水平面； (2) 斜平面 ； (3) 旋轉(zhuǎn)拋物面 ； (4) 與質(zhì)量力相正交的面 。14、圖示四個(gè)容器內(nèi)的水深均為H，則容器底面靜水壓強(qiáng)最大的是( )(1) a ;(2) b ;(3) c ;(4) d 。 15、歐拉液體平衡微分方程 ( )(1) 只適用于靜止液體； (2) 只適用于相對(duì)平衡液體；(3) 不適用于理想液體； (4) 理想液體和實(shí)際液體均適用。 16、容器中盛有兩種不同重度的靜止液體，如圖所示，作用在容器 A B 壁面上的靜水壓強(qiáng)分布圖應(yīng)為 ( )(1) a (2) b (3) c (4) d 17、液體某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為 58 kPa ，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為 ( )(1)

4、 159.3 kPa ； (2) 43.3 kPa ； (3) -58 kPa (4) -43.3 kPa 。18、圖示的容器 a 中盛有重度為 r1 的液體，容器 b中盛有密度為 r1和r2 的兩種液體，則兩個(gè)容器中曲面 AB 上 壓力體及壓力應(yīng)為 ( )(1) 壓力體相同，且壓力相等； (2) 壓力體相同，但壓力不相等； (3) 壓力體不同，壓力不相等； (4) 壓力體不同，但壓力相等。 19、有一傾斜放置的平面閘門，當(dāng)上下游水位都上升 1 m 時(shí)虛線位置，閘門上的靜水總壓力。 ( ) (1) 變大； (2) 變小； (3) 不變； (4) 無(wú)法確定。20、有一水泵裝置，其吸水管中某點(diǎn)的真

5、空壓強(qiáng)等于 3 m 水柱高，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽橐粋€(gè)工程大氣壓，其相應(yīng)的絕對(duì) 壓強(qiáng)值等于( )(1) 3 m 水柱高 ；(2) 7 m 水柱高 ； (3) 3 m 水柱高 ； (4) 以上答案都不對(duì) 。21、液體中，測(cè)管水頭 (z + p/rg) 的能量意義是_。22、液體中，位置高度 z 的能量意義是_；壓強(qiáng)高度 p/rg 的能量意義是_。23、真空壓強(qiáng)的最小值是_；真空壓強(qiáng)的最大值是_。24、比重為 0.81 的物體放入比重為 0.9 的液體中，則出露部分體積與總體積之比為_。25、容器A、B分別以加速度a和等角速度w運(yùn)動(dòng)，如圖所示。分別繪出液面下深度h處的等壓面形狀，并標(biāo)明該等壓面上任一質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)

6、量力F的方向。26、繪出圖中曲面上的的壓力體圖，并標(biāo)出水壓力鉛直分力的方向。27、繪出圖示圓柱體上水平壓強(qiáng)分布圖和壓力體圖。并標(biāo)出水壓力鉛直分力的方向。28、三個(gè)圓球各充滿液體后的測(cè)壓管液面如圖示，試?yán)L出各球面的壓力體圖，并標(biāo)出力的方向。 29、繪出圖中AB曲面上水平壓強(qiáng)分布圖和壓力體圖，并標(biāo)出水壓力鉛直分力的方向。30、壓力水箱上角裝有一圓柱體壓力表讀數(shù)為 19.60 kPa，箱中盛滿水。試?yán)L出作用于圓柱面 ABC上的水平壓強(qiáng)分布圖和壓力體。31、有一圓柱形容器，頂部設(shè)一通氣管，如圖所示。已知圓柱半徑 R=0.5 m，通氣管中的水面與容器頂蓋齊平。容器以等角速度w=2p s-1繞鉛垂中心軸旋

7、轉(zhuǎn)，求容器頂蓋的總壓力P。（）32、一封閉容器如圖所示。容器中水面的絕對(duì)壓強(qiáng) p0=91.5Pa。中間插入一兩端開口的玻璃管。當(dāng)空氣恰好充滿全管而不流動(dòng)時(shí)， 求管伸入水中的深度 h。 （0.663 m ）33、在物體上裝置一個(gè)直徑很小的盛水 U 形管，以測(cè)定物體作直線運(yùn)動(dòng)的加速度（如圖）。若 L0.3m，h0.15 m，求物體的加速度 a 。 （=4.9 m/s2）34、一等寬度折角形閘門，折角 a=120°，如圖所示可繞 A 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所受。已知 L= 2 m。不計(jì)門重及摩擦力，求閘門開 始自動(dòng)傾倒時(shí)的水深 h。 （h=3.759 m ）35、一曲面的形狀為 3/4 個(gè)圓柱面，半

8、徑 R=0.8 m，寬度(垂直于紙面)為1 m。圓心位于液面以下h=2.58 m，如圖所受。容器中盛有密度為 r1=816 kg/m3的液體，其深度 h1=0.98 m，其下為密度r2=1000 kg/m3的液體。(1) 繪制曲面的水平分力的壓強(qiáng)分布圖和垂直分力的壓力體圖。(2) 求作用于曲面的靜水總壓力的大小和方向。 （； ；37.06 kN ；64.97°） 36、盛有液體的容器以等加速度 a 垂直向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示。試導(dǎo)出液體中任一點(diǎn)壓強(qiáng) p 的表達(dá)式。（）37、一容器左側(cè)盛油，右側(cè)盛水，上、下各接一水銀壓差計(jì)。各液面標(biāo)高如圖所示。已知油的密度r=816 kg/m3。求容器頂部

9、壓差計(jì)液面高差h。 （=0.2018 m） 38、圖示為一直徑D的圓球(不計(jì)重量)在密度分別為r1和r2的兩種液體作用下處于平衡狀態(tài)。試導(dǎo)出D與r1，r2，h1，h2之間的關(guān)系式。 （ ） 39、一矩形水箱，箱中盛有液體，水箱沿傾斜角為q的斜面以加速度a向下滑動(dòng)(如圖)。試確定箱內(nèi)液體表面的形狀。 （液面方程為 ；液面對(duì)水平面的傾斜角）40、圖示為一空心彎管，下端插入水中，其水平段長(zhǎng)度R=30 cm。當(dāng)彎管繞鉛直z軸作等角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，管內(nèi)水面上升至下游水面以上h=20 cm。求角速度w。 （6.6 rad/s）41、在石油庫(kù)斜壁的圓孔上裝有一直徑D=1.2 m的半球形蓋(如圖)。半球形蓋中心O

10、點(diǎn)在液面下的深度H=4 m。斜壁與液面的夾角a=30°，石油的密度r=900 kg/m3。求螺栓a、b上的總拉力。 （42.70kN）42、杯式水銀真空計(jì)如圖所示。已知杯的直徑D=60 mm，管的直徑d=6 mm。杯頂接大氣時(shí)，測(cè)壓管液面讀數(shù)為零。杯頂封閉時(shí)，若測(cè)得測(cè)壓管讀數(shù)h=300 mm，求杯中氣體的真空壓強(qiáng)。 （40.384 kPa）43、用U形水銀測(cè)壓計(jì)測(cè)量A點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)，其讀數(shù)為h( mm )，如圖所示。令A(yù)點(diǎn)壓強(qiáng)不變，若將U形管下將高度H( mm )。則水銀測(cè)壓計(jì)讀數(shù)放大為h+Dh( mm )。試證明: Dh=H/13.1。 44、蠟塊A沉浸在充滿油和水的容器中，如圖所示

11、。已知蠟塊密度rn=960 kg/m3，油的密度r0=900 kg/m3。試確定蠟塊沉沒在水中和油中的體積占百分之幾。 （；） 45、在盛滿液體的容器壁上裝有一個(gè)均質(zhì)圓柱體，如圖所示。由于圓柱體浸在液體中，必受到一個(gè)向上的浮力作用。若摩擦力很小，在浮力產(chǎn)生的力矩的作用下，此圓柱體可繞O軸不停轉(zhuǎn)動(dòng)，這種說(shuō)法對(duì)不對(duì)？為什么?46、二個(gè)置于水平面上的容器，一為圓柱形，一為圓錐形。容器重量不計(jì)，水面均為大氣壓強(qiáng)。當(dāng)水深 H 和 底面積 A 均相等時(shí)，問：(1) 容器底部所受的靜水壓強(qiáng)是否相等？(2) 底面所受的靜水壓力是否相等？(3) 桌面上受的壓力是否相等？為什么？ 47、 一圓錐形開口容器，下接一

12、彎管。當(dāng)容器空著時(shí)，彎管上讀數(shù)如圖所示。問圓錐內(nèi)充滿水后，彎管上讀數(shù)為多少？ （h=4.08m ,l=1.065m）48、 圖示一倒U形差壓計(jì)，左邊管內(nèi)為水，右邊管內(nèi)為相對(duì)密度（即比重）的油。倒U形管頂部為相對(duì)密度的油。已知左管內(nèi)A點(diǎn)的壓強(qiáng)，試求右邊管內(nèi)B點(diǎn)的壓強(qiáng)。 （pB=97.4Kpa）49、 一容器如圖所示，當(dāng)A處真空表讀數(shù)為22cm汞柱高，求E、F兩管中的液柱高值。并求容器左側(cè)U形管中的值。 （h1=126cm , h2=600.8cm , h=80.9cm）50、 兩液箱具有不同的液面高程，液體重度均為，用兩個(gè)測(cè)壓計(jì)連接如圖，試證：51、密閉容器盛水如圖，已知，求容器內(nèi)點(diǎn)A，點(diǎn)B及液

13、面上的相對(duì)壓強(qiáng)及絕對(duì)壓強(qiáng)，并求圖中所示值。 （pA=-19600pa , pB=24500pa , p0=-29400pa；絕對(duì)壓強(qiáng): pA=78400pa , pB=122500pa , p0=63600pa ；y=3m）52、 如圖所示為一鉛直安裝的煤氣管。為求管中靜止煤氣的密度，在高度差的兩個(gè)斷面安裝U形管測(cè)壓計(jì)，內(nèi)裝水。已知管外空氣的密度，測(cè)壓計(jì)讀數(shù)為。與水相比，U形管中氣柱的影響可以忽略。求管內(nèi)煤氣的密度。 （0.53Kg/m3）53、 試按圖示復(fù)式水銀測(cè)壓計(jì)的讀數(shù)計(jì)算出鍋爐中水面上蒸汽的絕對(duì)壓強(qiáng)。已水銀的相對(duì)密度。 （362.8Kpa）54、 如圖所示為雙液式微壓計(jì)，A，B兩杯的直

14、徑均為，用U形管連接，U形管直徑，A杯內(nèi)盛有酒精，密度，B杯內(nèi)盛有煤油。當(dāng)兩杯上的壓強(qiáng)差時(shí)，酒精與煤油的分界面在0-0線上。試求當(dāng)兩種液體的分界面上升到0-0位置、時(shí)等于多少？（156.6Pa）55、 一水箱裝置如圖，箱底高出地面，箱中水深，其表面壓強(qiáng)以絕對(duì)壓強(qiáng)計(jì)為0.7個(gè)工程大氣壓，要求：（1）以地面為基準(zhǔn)面，求出A、B兩點(diǎn)的單位位能與單位壓能，并在圖上標(biāo)明； （2）以水箱中水面為基準(zhǔn)面，求出A、B兩點(diǎn)的單位位能與單位壓能，并在圖上標(biāo)明。（ZA1=5m , ZB1=3m ,pA1/=-3m , pB1/=-1m ；ZA2=2m , ZB2=0m ,pA1/=-3m , pB1/=-1m）56

15、、 圖示為一沉沒于海中的潛艇的橫斷面圖，氣壓計(jì)測(cè)出潛艇內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)（水銀柱），已知海水的相對(duì)密度，試求潛艇的沉沒深度。 （y=9.95 m）57、 圖示為一處于平衡狀態(tài)的水壓機(jī)，其大活塞上受力，杠桿柄上作用力，杠桿臂。若小活塞直徑，不計(jì)活塞的高度差及其質(zhì)量，不計(jì)及摩擦力的影響，求大活塞直徑。 （d2=11.8cm）58、 如圖示直徑和的圓柱形薄壁容器固定在位于貯水池A水面以上處的支承上，在其中造成真空使水池中的水被吸入容器，由此使得容器內(nèi)液面高出水池水面。已知容器重，試確定支承受力大小。 （F=3989 N）59、 一盛油車廂內(nèi)盛有相對(duì)密度的原油如圖示，車廂寬3m，深3.5m，長(zhǎng)10m，靜止時(shí)

16、油面上尚余1m。為了使油不致從車廂內(nèi)溢出，問車廂隨小車沿水平方向加速運(yùn)動(dòng)時(shí)允許的最大加速度為多少？若將車廂頂部密封，整個(gè)車廂充滿原油，當(dāng)車廂隨小車以的加速度沿水平方向加速時(shí)，求前后頂部的壓強(qiáng)差。（60、 圖示一寬為b的容器，內(nèi)有隔板CD將容器內(nèi)的液體分為前后兩段，長(zhǎng)為和，已知前后段水深分別為和，試求隔板CD不受力時(shí)容器沿水平方向加速的加速度為多少？61、 圖示為一等加速向下運(yùn)動(dòng)的盛水容器，水深，加速度。試確定：（1） 容器底部的相對(duì)靜止壓強(qiáng)。（2） 加速度為何值時(shí)，容器底部相對(duì)壓強(qiáng)為零？62、 繞鉛直軸旋轉(zhuǎn)著的容器，由直徑分別等于和的兩個(gè)圓筒組成。下面的圓筒高度為a，轉(zhuǎn)動(dòng)前完全為液體充滿。當(dāng)轉(zhuǎn)

17、動(dòng)到轉(zhuǎn)軸中心處液體自由表面恰與容器底部接觸時(shí)，如水不從容器中溢出，問上面的圓筒高度b至少應(yīng)為多少？63、 五根相互連通的半徑均為的開口小管繞中心鉛直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，形成的自由表面如圖示，試求其旋轉(zhuǎn)角速度及靜止時(shí)各管中的水深。64、 如圖示一連通小彎管繞某一鉛直軸旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角速度，小彎管兩分支到轉(zhuǎn)軸距離分別為和，試求其液面高度差。65、 如圖示一管段長(zhǎng)2m，與鉛直軸傾斜成300角。管段下端密封，上端開口，管內(nèi)盛滿水，并繞過管段中點(diǎn)的鉛直軸作等角速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如旋轉(zhuǎn)角速度，試求出中點(diǎn)B及底端C的壓強(qiáng)。66、 繪出題圖中指定平面上的靜水壓強(qiáng)分布圖。67、 圖示為繞鉸鏈O轉(zhuǎn)動(dòng)的傾斜角的自動(dòng)開啟式水閘，當(dāng)

18、水閘一側(cè)的水深，另一側(cè)水深時(shí)，閘門自動(dòng)開啟，試求鉸鏈至水閘下端的距離。 （0.8m）68、 如圖示輸水管道試壓時(shí)，壓力表讀書為（工程大氣壓），管道直徑。求作用與管端法蘭堵頭上的靜水總壓力。 （769.7KN）69、 圖示為一盛水的球形容器，容器下部由基座固定，求作用于螺栓上的力。 （10.26KN）70、 繪制題圖示圖形中指定擋水面上的水平方向靜水壓強(qiáng)分布圖及壓力體圖。71、 圖示為一弧形閘門，半徑，擋水深度，旋轉(zhuǎn)軸距渠底，閘門寬度。試求作用于閘門上的靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)。 （Pz=523.9 KN , Px=722.5KN ,P=892.5KN ；=54°,距閘底1.4m 處）72、如圖示傾斜的平面壁與鉛直線成450角，壁上有一孔