《水力学》第二章答案汇编Word下载.docx
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（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。
等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。
图中A-A是等压面，C-C,B-B都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同压强的传递有所改变。
当施加外力时，液面压强增大了，水面以下同一高度的各点压强都增加。
2-8.
（1）各测压管中水面高度都相等。
（2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p.
图2-8
2-9.选择A
2-10.
（1）图a和图b静水压力不相等。
因为水作用面的面积不相等，而且作用面的形心点压强大小不同。
所以静水压力Pa>
Pb.
（2）图c和图d静水压力大小相等。
以为两个面上的压强分布图是相同的，根据梯形压强分布图对应的压力计算式可知大小相等，作用点离水面距离相等。
2-11.
（1）当容器向下作加速运动时，容器底部对水的作用力为F=m*（g-a）,由牛顿第三定律知水对容器的压力也等于F，根据p=F/A,知底部的压强p=水面上相对压强为0，所以作图如a。
（2）当容器向上作加速运动时，水对容器底部的压力大小为，则底部压强大小，水面压强为0，作图如b。
（3）当容器做自由落体时，F=0所以水处于完全失重状态，对器壁压强为零，作图如c。
（4）
图c
习题2
1.一封闭容器如图2-35所示，测压管液面高于容器液面，h=1.5m,，若容器盛的是水或汽油，试求容器液面的相对压强。
（汽油密度取）
解：
由于测压管一端与空气相同，故容器液面的相对压强为：
（1）若容器盛的是水，则有
（2）若容器盛的是汽油，则有
2.如图2-26所示封闭水箱两测压管的液面高程为：
，，箱内液面高程为。
问为多少?
由于水箱底部以上部分全都是水，且水银测压管开口与大气相通，故有
代入数据，解得
3.某地大气压强为，试求：
（1）绝对压强为时的相对压强及其水柱高度。
（2）相对压强为7m水柱时的绝对压强。
（3）绝对压强为时的真空度。
（1）已知绝对压强为，大气压强为，则相对压强为
其对应的水柱高度为
（2）水柱高度为h=7m时的相对压强为
则绝对压强为
（3）
4.为测定汽油库内油面的高度，在图2-37装置中将压缩空气充满AB管段。
已知油的密度为，当时，问相应油库中汽油深度H是多少？
根据压强的特性，B处液面的压强等于A处的压强，故可列式
所以
5.解：
由1=1N/4.9KN/=4.9
以A点所处的水平面为等压面，则由题意得：
=+gh①
=4.9*+gz②
由①②式得：
=-4900，则真空度为=4900
6.解：
总水深度为H=1+3=4m,水箱底面的静水压强为p=gH=39.2*
则总的静水压力P===352.8KN
对于支座而言：
=G=mg==1000*（1+27）*9.8=274.4KN
由于水箱上部受向上的水压力，分担了一些静水压力，所以使得支座反力小于静水总压力。
7.解：
依题意可得活塞下表面处的压强为===20.06*
则底部的压强为p=+gh=20.06*+1000*9.8*1.8=37.7*
则总压力为P=p*s=37.7***N
8.解：
如图所示，由等压面性质得：
=,=,=
则==g=13.6**9.8*1.1=146608
==-=146608-1000*908*1.3=133868
==+=133868+13.6**9.8*1.1=280476
则=-=280476-1000*9.8*1.6=264796
9.
（1）解：
P=S=4900**=2461.76N,方向为垂直作用于顶盖向下。
（2）解：
建立如图所示的直角坐标系，可得：
,
则由=得：
p=+c,令x=y=z=0,得
c==-4900
则p=,,则得：
F=
则F==3977N.
10
11图中矩形平板闸门AB，一侧挡水，已知长L=2m，宽b=1m，形心点水深=2m,倾角，闸门上缘A处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩檫力，试求开启闸门所需拉力T。
Y
解析：
依题得，作用在闸门AB上的静水总压力为：
P=A
A=BL
联立解得P=39.2KN
设静水总压力的作用点为D，则
=+,==2.83m==
所以=2.95m
故作用点D到A端的距离为=-）=1.12m
由力矩原理T*L*=P*L=2m
则解得T=30.99KN
故所需拉力T=30.99KN。
12.
（1）
（2）
A=3*2㎡（3）
由以上得：
p==88.2kN
（2）有受力分析知，闸门所受压力均为88.2kN，而闸门为矩形，所以压力中心的位置为
13.
如图建立直角坐标系：
水平力：
=23.446kN
所以静水总压力大小为23.446kN，方向与水平线成
14.水箱中的水体经扩散短管流入大气中，如图4-47所示。
若过水断面1-1的直径,形心点绝地压强，出口断面直径，不及能量损失，求作用水头H。
取过水断面1-1和过水断面2-2的形心的水平面0-0为基准面，写出过水断面1-1和2-2的伯努利方程。
由于两断水面的形心都在基准面内，故。
取动能修正系数，由于不计能量损失，故。
于是，上式可化简为
有连续性方程知，代入式得
过水断面2-2的水箱水面间恒定总流的伯努利方程为
取，又，故
15试绘出图中各曲面上的压力体，并指出垂直分力的方向。
2-16答案略。
2-17弧形闸门如图所示，闸门前水深H=3m，=，半径R=4.24m，试计算1m宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。
依题得，静水总压力水平分力为：
=*=*1
代入数据得：
=44.1KN
竖直分力为：
==[sincos+R（1-cos）*H-]
代入数据得：
=11.37KN
P==45.54KN
总压力与水平方向夹角为
则==
2-18，由三个半圆弧所联结成的曲面ABCD如图所示其半径=0.5m，=1m，=1.5m，曲面宽b=2m，试求该曲面所受静水总压力的水平分力及垂直分力各为多少？
并指出铅垂分力的方向。
依题得：
水平静水总压力分力
则
=
=（5.5*2+4*2*2+1.5*2*3）*1000*9.8
=353KN
静水总压力垂直分力为,
则=
=
=V
所以=*（++）
=46.18KN
由于+>
所以铅垂分力的方向为垂直向下。
2-19如图所示，水箱圆形底孔采用锥形自动控制阀，锥形阀用钢丝悬挂于滑轮上，钢丝的另一端系有重力W为12000N,锥阀重力G为310N当不计滑轮摩擦时，问水箱中水深H为多大时锥形阀即可自动开启？
设锥形控制阀的静水总压力为P，则要使锥形阀自动开启则满足：
P+G=W
分析得静水总压力水平分力=0
静水总压力垂直分力
=
=V
=1.0**9.8*[*H-*0.9]
=4367.174H-1298.1962
把代入得4367.174H-1298.1962+310=12000
解得H=2.97m
所以当水箱中水深H=2.97m时锥形阀即可自动开启。
2-20．电站压力输水管，直径D=2000mm,管材允许抗拉强度[]=137.20M，若管内作用水头H=140m，试设计管壁所需的厚度
如图所示，取长度为一米的输水管，要是管不被破坏，则有：
．140*1*D<
=[]**2
得
>
==10mm
即管壁厚度10mm。
2-21.如图所示，闸门AB宽1.2m，较点在A处，压力表G的读数为-14.7kPa,若右侧中油的密度=850,问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡
=-14.7kPa,折算成水柱高
h==-1.5m.
相当于自由液面下移1.5m,如图中的双点画线图示，则左侧水压力为
=A=1000*9.8*（2+1）*1.2*2N=70.56KN
=+*=[（2+1）+]m=3.11
的压力中心距A点（见图）为（3.11-2）=1.11m。
同理，右侧油压力为
=gA=（850*9.8**2*1.2）N=19.992KN
=+*=1.33m
的压力中心距A点（见图）为1.33m
设在B点加水平力F使闸门AB平衡，对A点取矩=0（见图）
即*1.11=*1.33+F*2
解得F=25.87KN。
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