流体力学 - 龙天渝 - 水静力学

第二章 水静力学

一、复习思考题 二、习题

1、选择题 2、计算题

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．怎样绘制液体静压强颁布图？

5．何谓压力体？怎样确定压力体？判断虚、实压力体有向实际意义？ 6．怎样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）力？

时，怎样计算作用在平面或曲面上的静水总压

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二、习题

1、选择题

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) 当地大气压； (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（ ）： (a) 65000Pa； (b) 55000Pa； (c) 35000 Pa； (d) 165000 Pa。

2-5 绝对压强pabs与相对压强p、真空度pv、当地大气压pa之间的关系是（ ）： (a) pabs=p+pv； (b) p=pabs+pa； (c) pv=pa-pabs；

(d) p=pv+pa。

2-6 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（ ）： (a) p1=p2=p3； (b) p1＞p2＞p3； (c) p1＜p2＜p3； (d) p2＜p1＜p3。

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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hp=10cm，pA-pB为（ ）： (a) 13.33kPa； (b) 12.35 kPa； (c) 9.8 kPa； (d) 6.4 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。

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yD为（ ）： (a) 1.25m； (b) 1.5m； (c) 2m； (d) 2.5m。

2-10 静止流体两点的压差应与（ ）有关： (a) 两点间位置；

(b) 流体所受质量力；

(c) 两点位置和流体所受质量力； (d) 两点的高差。

2-11 如图所示一倾斜平面板AB于水中放置，当板两边的水位

同时上升至虚线的位置，两边水位上升的高度相同。问水位上升前后AB板上的静水总压力与作用点保持不变的是（ ）：

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2、计算题

2-12 正常人的血压是收缩压100~120mm汞柱,舒张压60~90mm汞柱,用国际单位制表示是多少Pa(帕)? （13328～15993.6Pa；7996.8～11995.2Pa）

2-13 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m，液体的密度为850kg/m3。求液面

2

压强。（14994N／m）

2-14 密闭水箱，压力表测得压强为4900n/m2。压力表收心比A点高0.8m，A点在液面

2

下1.5m。求液面压强。（-5880N／m）

2-15 水箱形状如图所示。底部有4个支座。试求底面上总压力和4个支座的支座反力。并讨论总压力与支座反力不相等的原因。（P=352800N,N=274400N）

2-16 盛满水的容器，顶口装有活塞A，直径d=0.4m。容器底的直径D=1.0m。高h=1.8m。如活塞上加力2520N（包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。（29597.4N）

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2-17 多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程的单位为m。试求水面的绝对压强pabs。（363kPa(Pa=98kPa)）

2-18 水管A、B两点高差h1=0.2m，U形压差计中水银液面高差h2=0.2m。试求A、B

2

两点的压强差。（22.736N／m）

2-19 盛有水的密闭容器，水面压强为p0，当容器自由下落时，求容器内压强分布规律。（p0）

2-20 如图所示，水车的水箱长3m,高1.8m，盛水深1.2m，以等加速度向前平驶，

2

为使水不溢出，加速度a的允许值是多少？（3.92m/s）

2-21 如图所示，圆柱形容器的半径R=15cm,高H=50cm盛水深若容器以等角速度绕z轴旋转，试水最为多少时不致使水从容器中溢出。（18.67rad/s）

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2-22 绘制题图中AB面上的压强分布图。 2-23 河水深H=12m，沉箱高h=1.8m。试求：

2

（1）使河床处不漏水，向工作室A送压缩空气的压强是多少？（117600N／m） （2）画出垂直壁ＢＣ上的压强分布图。

2-24 输水管道试压时，压力表的读值为8.5at，管道直径d=1m。试求作用在管端法兰堵头上的静水总压力。（65.39kN）

2-25 矩形平板闸门AB一侧挡水。已知长l=2m，宽b=1m，形心点水深hv=2m，倾角=45，闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力。（30.98kN）

2-26 已知矩形闸门高h=3m,宽b=2m，上游水深h1=6m，下游水深h2=4.5m。试求： （1）作用在闸门上的静水压力；

（2）压力中心的位置。（距底1.5m（闸门中心处））

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2-27 矩形平板闸门，宽b=0.8m，高h=1m，若要求在当水深h1超过2m时，闸门即可自动开启，绞链的位置y应是多少？（0.44m）

2-28 金属的矩形平板闸门，宽1m，由两根工字钢横梁所受的力相等，两工字钢横梁支撑。闸门高h=3m，容器中水面与闸门顶齐平，如要求两横梁所受的力相等，两工字钢的位置y1、y2应为多少？（1.414m；2.586m）

2-29 一弧形闸门，宽2m,圆心角=30°，半径r=3m,闸门转轴与水平面齐平。求作用在闸门上的静水总压力的大小与方向（即合力与水平面的夹角）。（23.45KN；19.92°）

2-30 挡水建筑物一侧挡水，该建筑物为二向曲面（柱面）,,a为常数。试

2

求单位宽度挡水建筑物上静水总压力的水平分力Px和铅垂分力Pz。（Px=0.5ρgh；

1/2

Pz=(-2/3)ρgh(h/a)）

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2-31 两个半球壳拼成的球形容器，半径R=0.31m，内部绝对压强p=0.1at。试求至少要多大的力F才能将两半球拉开？（26.61kN）

2-32 球形密闭容器内部充满水，已知测压管水平标高高

，球形直径D=2m，球壁重量不计。试求：

（1）作用于半球连接螺栓上的总拉力；

（2）作用于垂直柱上的水平力和竖向力。（153.86,0,0）

，球外自由水平标

2-33 密闭盛水容器，已知h1=60cm,h2=100cm，水银测压计读值。试求半径R=0.5m的半球盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力。（Px=29.23kN，Pz=2.56kN）

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