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第一章 绪论1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
《⽔⼒学》题集1-3章答案第⼀章绪论第⼀题、选择题1、理想液体就是( B )(A)没有切应⼒⼜不变形得液体; (B)没有切应⼒但可变形得⼀种假想液体;(C)切应⼒与剪切变形率成直线关系得液体;(D)有切应⼒⽽不变形得液体。
2、理想液体与实际液体最主要得区别就是( D )A.不可压缩;B.不能膨胀; B.没有表⾯张⼒; D.没有粘滞性。
3、⽜顿内摩擦定律表明,决定流体内部切应⼒得因素就是( C )A动⼒粘度与速度B动⼒粘度与压强C动⼒粘度与速度梯度D动⼒粘度与作⽤⾯积4、下列物理量中,单位有可能为m2/s得系数为( A )A、运动粘滞系数B、动⼒粘滞系数C、体积弹性系数D、体积压缩系数6、影响⽔得运动粘度得主要因素为( A )A、⽔得温度;B、⽔得容重;B、当地⽓压; D、⽔得流速。
7、在⽔⼒学中,单位质量⼒就是指( C )A、单位⾯积液体受到得质量⼒B、单位⾯体积液体受到得质量⼒C、单位质量液体受到得质量⼒D、单位重量液体受到得质量⼒8、某流体得运动粘度v=3×106m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动⼒粘度µ为( B )A、3、75×109Pa·sB、2、4×103Pa·sC、2、4×105Pa·sD、2、4×109Pa·s第⼆题、判断题1、重度与容重就是同⼀概念。
(√)2、液体得密度ρ与重度γ不随温度变化。
(×)3、⽜顿内摩擦定律适⽤于所有得液体。
(×)4、黏滞⼒随相对运动得产⽣⽽产⽣,消失⽽消失。
(√)5、⽔得粘性系数随温度升⾼⽽减⼩。
(√)7、⼀般情况下认为液体不可压缩。
(√)8、液体得内摩擦⼒与液体得速度成正⽐。
( ×)9、⽔流在边壁处得流速为零,因此该处得流速梯度为零。
( × )10、静⽌液体有粘滞性,所以有⽔头损失。
( × )12、表⾯张⼒不在液体得内部存在,只存在于液体表⾯。
第八章8-1 解：①孔口收缩系数64.0108dd :22c=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=εε②流量系数gH A tvQ 2:μμ== l 305.02g 2401.0gH 24d 8.3201.022=⨯⨯πμ=πμ=62.0=μ③流量系数97.0,==ϕεϕμ④孔口局部阻力系数：0655.0,11=+=ζζϕ8-2解：⑴孔口流量 gH A Q 2μ= 薄壁孔口 62.0=μ ()s l g Q 22.12202.0462.02=⨯⨯=π⑵圆柱形外管嘴流量()s l 61.12g 202.0482.0gH 2A Q 2n =⨯⨯π⨯=μ=⑶管嘴收缩断面真空度m H ph v v 5.175.00===γ8-3解：⑴求21,h h （如图）恒定出流条件：孔口淹没出流与管嘴出流的流量相等。
()322n n 1h h g 2A Q gh 2A Q +μ==μ=式中312h h H h --+()121122h H g A gh A n -=μμ1382.0462.031d 82.0d 62.031A A H h 2222222122n 11+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛μμ=m h m h 43.15.007.13,07.121=--==⑵求流量n Q()()5.043.1g 2d 482.0h h g 2A Q 22322n n +π⨯=+μ=s l 4Q n =8-4 解：写1—1，c —c 能式 g2v 'g 2v p H 2c2c c ζ++γ=()g2v 1H 75.12c'ζ+= ①写c —c ，2—2能式 ()g 2v v g 2vp g 2v p 2c 222c c -++γ=+γ ② 写1—1，2—2能式 g 2v g 2vp H 222ζ++γ= ③ ③-② ()g2v v g 2v g 2v g 2p H 2c 22c c --ζ=-- 式中H 75.0p ,v v cc -=γε=()()g2v 1g 2v g 2v H 75.1222c 2ccε--εζ=-()[]g2v 11H 75.12c22ε--ζε+= 对比①式 ()g2v 1H 75.12c'ζ+=()'22111ζ+=ε--ζε+∴()()22''221,1εε-+ζ=ζζ=ε--ζε∴取53.0~46.0,06.0,64.0~62.0'=ζ∴=ζ=ε 5.0≈ζ∴8-5 解：属孔口恒定流问题 船内外水头差Ω=00:h G h γ m Gh 125.00=Ω=γ（将保持至淹没） ()s m 00762.0125.0g 21.0462.0gh 2A Q 320=⨯π⨯=μ= 当船外水位上升至,,0h h z z =+则淹没。
水力学内容提要与习题详解.pdf一、引言水力学是研究流体在静止和运动条件下的性质、规律、力学和应用的学科。
本文档将对水力学的一些重要内容进行提要和习题的详细解析，以帮助读者更好地理解和掌握水力学的基本原理和应用。
二、基本概念和公式2.1 流体的性质和基本概念在水力学中，流体是指液体和气体。
本节将介绍流体的性质和基本概念，包括密度、压力、体积力等。
同时，给出了相关的公式和计算方法。
2.2 流体静力学流体静力学是研究流体在静止条件下的性质和规律。
本节将介绍流体静力学的基本原理和公式，包括压力分布、压力力学定律等内容。
三、流体运动的基本原理3.1 流体的质量守恒流体的质量守恒原理是应用于流体运动的基本定律之一。
本节将介绍质量守恒原理的表达和应用，包括控制体和控制体积、质量流率等概念，以及质量守恒方程的推导和应用。
3.2 流体的动量守恒流体的动量守恒是研究流体运动时的另一个基本定律。
本节将介绍动量守恒原理的表达和应用，包括控制体力学和控制体动量、欧拉方程和伯努利方程等内容。
3.3 流体的能量守恒流体的能量守恒是研究流体运动时的重要原理之一。
本节将介绍能量守恒原理的表达和应用，包括流体的总能量和流体元的能量方程等内容。
四、习题详解本节将通过一系列习题的详细解析，帮助读者加深对水力学基本原理的理解和应用。
每个习题都将给出解题思路和步骤，以及详细的计算过程和结果。
通过习题的解析，读者将能更好地掌握水力学的应用技巧和方法。
五、总结本文档通过对水力学的内容提要和习题详解，对水力学的基本原理和应用进行了系统的介绍和解析。
通过阅读本文档，读者将能够更全面地理解水力学的重要概念和主要原理，并能够熟练运用这些知识解决实际问题。
期望本文档能对读者在学习和应用水力学方面起到积极的帮助作用。
以上是对《水力学内容提要与习题详解.pdf》的简要概述，在这份文档中，我们详细介绍了水力学的基本概念、原理和公式，并通过习题的解析帮助读者更好地掌握水力学的应用技巧和方法。
水力学1免责声明：本课件部分内容来源于互联网，仅用于教学。
21 绪论l1.1 水力学的任务与发展概况l1.2 液体的主要物理性质l1.3 作用在液体上的力l1.4 水力学的研究方法31 绪论l1.1 水力学的任务与发展概况l1.2 液体的主要物理性质l1.3 作用在液体上的力l1.4 水力学的研究方法45水力学定义研究液体平衡机械运动规律应用一门力学科学和技术基础课对象内容课程性质所属科学性质液体处于静止（相对静止）状态下，作用于液体上的各种作用力之间的关系液体在运动状态时，作用于液体上的力与运动要素之间的关系，及运动的特征和能量转换z本课程内容：第1～4章理论基础第5～10章基本应用1 绪论2 水静力学3 水动力学基础4 流动形态与水头损失5 孔口、管嘴出流和有压管流6 明渠恒定均匀流7 明渠恒定非均匀流8 堰流和闸下出流9 渗流10 模型试验基础6z水利工程中常见的水力学问题：1 水力荷载——水体对水工建筑物的作用力为了计算闸门的强度、刚度、校核大坝的稳定性，必须考虑上下游水对大坝和闸门的作用力72 泄水建筑物的过流能力定校核大坝所能够通过流量，以确保大坝安全泄洪；或已知泄量，确定大坝的溢流宽度。
893水能的利用与消耗由于大坝壅高水位，泄洪时，下游的水流动能较大，会冲击河床，危及大坝的安全。
因此，必须采取工程措施，消耗过大的动能，减轻对河床的冲刷。
104 水流的流动形态——河渠水面曲线计算分析天然河道的洪水水面线，确定防洪堤防高程，确定人工渠道的过流能力，如南水北调工程。
115 泄水建筑物的渗流问题大坝建成后，水流会通过土壤、岩石中的缝隙渗流，对坝基产生作用力，同时产生渗透变形，会危及大坝的安全。
6 河流泥沙例如：黄河上高含沙问题126水污染137 水利机械水泵：叶片、转轮体型水轮机：叶片、转轮体型蜗壳：14水力学发展简史1 古代中国水力学发展几千年来，水力学是人们在与水患作斗争发展生产的长期过程中形成和发展起来的。
第一章绪论1-1 已知某水流流速分布为10/172.0y u =，u 的单位为m/s ，y 为距壁面的距离，单位为m 。
（1）求y=0.1、0.5、1.0m 处的流速梯度；（2）若水的运动粘滞系数s cm /1010.02=ν，计算相应的切应力。
解：（1）10/910/9072.010172.0--=⨯⨯=y y dy du 则y=0.1处的流速梯度为：572.01.0072.010/91.0=⨯=-=y dy duy=0.5处的流速梯度为：134.05.0072.010/95.0=⨯=-=y dyduy=1.0m 处的流速梯度为：072.00.1072.010/90.1=⨯=-=y dydu（2）切应力 dydudy du dy du dy du ⨯⨯=⨯⨯===--4410082.101001010.02.998ρυμτ 则y=0.1处的切应力为：Pa dy duy y 41.041.01077.510082.10-=-=⨯=⨯⨯=τy=0.5处的切应力为：Pa dy du y y 45.045.01035.110082.10-=-=⨯=⨯⨯=τy=1.0处的切应力为：Pa dydu y y 401.140.110726.010082.10-=-=⨯=⨯⨯=τ1-3 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？（1）容器静止时；（2）容器以等加速度g 垂直向上运动；（3）容器以等加速度g 垂直向下运动。
解：（1）容器静止时 液体所受质量力只有重力三个方向单位质量力分别为：0==y x f f g f z -=（z 轴垂向向上为正）（2）容器以等加速度g 垂直向上运动时，液体所受质量力有重力和惯性力，其中惯性力和物体运动的加速度方向相反，三个方向单位质量力分别为：0==y x f f g g g f z 2)(-=-+-=（z 轴垂向向上为正）（3）容器以等加速度g 垂直向下运动时 液体所受质量力有重力和惯性力，其中惯性力和物体运动的加速度方向相反，三个方向单位质量力分别为：0==y x f f 0=+-=g g f z （z 轴垂向向上为正）1-4 根据牛顿内摩擦定律，推导动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν的量纲。
水力学练习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。
（√）2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。
(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。
×4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。
(√)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
（×）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。
（×）6、达西定律适用于所有的渗流。
（×）7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。
（√）…8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。
(√)9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。
(√)10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
（×）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
√12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。
(√)13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。
(×)14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。
(√)15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
（√）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
×17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
(√)]18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
(×)19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
（√）20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
×21、缓坡上可以出现均匀的急流。
(√)22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。
(√)24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。
(√)25、水深相同的静止水面一定是等压面。
(√)26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
（×）27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
第一章导论
1、体积模量K 值越大，液体越容易压缩。
( )
2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。
( )
3、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。
( )
4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( )
(1)水的温度； (2)水的容重；
(3)当地气压； (4)水的流速。
5、理想液体是（）
(1)没有切应力又不变形的液体；(2)没有切应力但可变形的一种假想液体；
(3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； (4)有切应力而不变形的液体。
6、A、B为相邻两液层，A层流速大于B层流速。
则A层对B层的切应力τ1_____________ B层对A 层的切应力τ2 。
其中τ1 的方向与流向__________，τ2 的方向与流向______________。
7、单位质量力的量纲为__________________；运动粘度的量纲为 _______________；动力粘度的量纲为 ____________________。
8、物体在外力作用下产生 _______________，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为
_______。
9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图示，则其切应力分布τ~y为_______________________ 分布，切应力最大值在 _________________处。
10、水力学中最基本的、贯穿始终的假定是 ________________________假定。
11、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A，则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向。
12、平板面积为 40×45cm2,厚度为 1.0cm，质量 m=5kg，沿着涂有厚度δ=1.0mm油的斜面向下作等速运动，其速度u=1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度μ=______________，ν
=__________________ (油的密度ρ＝950 kg/m3)。
13、两平行边界的缝隙Δ内充满动力粘度为μ的液体，其中有一面积为 A 的极薄的平板以速度 u 平行移动。
x 为平板距上边界的距离。
求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直线分布）。
（A x
x u T )(-∆∆+=μ）
14、已知200
C 时海水的密度3cm /g 03.1=ρ，试用国际单位制表示其密度值，并求其比重和重度。
（33/094.10,03.1,/1030m kN S m kg ===γρ）
15、200C 时水的重度为233m /s N 10002.1,m /KN 789.9⋅⨯=μ-，求其运动粘度ν。
200C 时空气的重度3m /N 82.11=γ，s /cm 150.02=ν，求其粘度μ（即动力粘度）。
（)/10809.1,/10003.12526m S N s m ⋅⨯=⨯=--μν
16、设水的体积弹性模量P a 1019.2K 9-⨯=，试问压强改变多少时，其体积才可以相对压缩%1？（Pa 71019.2⨯）
17、200C 时1立升（1000cm 3
）的汽油重0.678公斤力（kgf ），计算其重度和密度（分别用国际单位
制及工程单位制表示）。
（33/678,/4.6644m kg m N ==ργ） 18、已知活塞的直径m 14.0d =，长度m l 16.0=。
活塞在汽缸内做往复运动，活塞与汽缸内壁的间隙m m 4.0=δ，其间充满了s Pa 1.0⋅=μ的润滑油。
活塞运动速度s /m 5.1u =，润滑油在间隙中的速度按线形分布，求活塞上所受到的摩擦阻力。
（38.26N ）
19、如图所示粘度计，悬挂着的内筒半径cm 20r =，高度cm 40h =，外筒以角速度s /rad 10=ω旋转，内圆筒不动，两筒间距cm 3.0=δ，内盛待测液体。
此时测得内筒所受力矩m N 905.4M ⋅=。
试求该液
体的动力粘度μ（假设内筒底部与外筒底部之间间距较大，内筒底部与该液体的相互作用力均可不计）。
（0.072PaS ）
20、如图所示水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E 点为抛物线端点，E 点处0dy /du =，水的运动粘度s /m 100.126-⨯=ν，试求cm 4,2,0y =处的切应力（提示：先设流速分布
C By Ay u 2++=，利用给出的条件确定待定常数A ，B ，C ）。
（τ0=5×10-2Pa ;
Pa 105.2202.0y -=⨯=τ;004.0y =τ=）
21、如图所示的盛水容器，该容器以等角速度ω绕中心轴（z 坐标轴）旋转。
试写出位于)z ,y ,x (A 处
单位质量所受的质量力分量的表达式。
（f x =ω2γcos θ, f y =ω2γsin θ, f z =-g ）。
