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大学物理D-02流体力学-参考答案

大学物理D-02流体力学-参考答案
大学物理D-02流体力学-参考答案

大学物理教程 (上)课后习题 答案

物理部分课后习题答案(标有红色记号的为老师让看的题) 27页 1-2 1-4 1-12 1-2 质点的运动方程为22,(1)x t y t ==-,,x y 都以米为单位,t 以秒为单位, 求: (1) 质点的运动轨迹; (2) 从1t s =到2t s =质点的位移的大小; (3) 2t s =时,质点的速度和加速度。 解:(1)由运动方程消去时间t 可得轨迹方程,将t = 代入,有 2 1) y =- 或 1= (2)将1t s =和2t s =代入,有 11r i = , 241r i j =+ 213r r r i j =-=- 位移的大小 r = = (3) 2x dx v t dt = = 2(1)y dy v t dt = =- 22(1)v ti t j =+- 2 x x dv a dt = =, 2y y dv a dt = = 22a i j =+ 当2t s =时,速度和加速度分别为 42/v i j m s =+ 22a i j =+ m/s 2 1-4 设质点的运动方程为cos sin ()r R ti R t j SI ωω=+ ,式中的R 、ω均为常 量。求(1)质点的速度;(2)速率的变化率。

解 (1)质点的速度为 sin cos d r v R ti R t j dt ωωωω==-+ (2)质点的速率为 v R ω = = 速率的变化率为 0dv dt = 1-12 质点沿半径为R 的圆周运动,其运动规律为232()t SI θ=+。求质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小和角加速度β的大小。 解 由于 4d t d t θω= = 质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小为 2 2 16n a R R t ω == 角加速度β的大小为 2 4/d ra d s d t ωβ== 77 页2-15, 2-30, 2-34, 2-15 设作用于质量1m kg =的物体上的力63()F t SI =+,如果物体在这一力作用 下,由静止开始沿直线运动,求在0到2.0s 的时间内力F 对物体的冲量。 解 由冲量的定义,有 2.0 2.0 2.02 (63)(33) 18I Fdt t dt t t N s = =+=+=? ? 2-21 飞机着陆后在跑道上滑行,若撤除牵引力后,飞机受到与速度成正比的阻力 (空气阻力和摩擦力)f kv =-(k 为常数)作用。设撤除牵引力时为0t =,初速度为0v ,求(1)滑行中速度v 与时间t 的关系;(2)0到t 时间内飞机所滑行的路程;(3)飞机停止前所滑行的路程。 解 (1)飞机在运动过程中只受到阻力作用,根据牛顿第二定律,有 dv f m kv dt ==- 即 d v k dt v m =- 两边积分,速度v 与时间t 的关系为 2-31 一质量为m 的人造地球卫星沿一圆形轨道运动,离开地面的高度等于地球

大学物理D-03流体力学

练习三 流体力学 一、填空题 1.水平放置的流管通内有理想流体水,在某两截面上,已知其中一截面A 面积是另一截面B 的两倍,在截面A 水的速度为 2.0m/s ,压强为10kPa,则另截面的水的速度为 4.0m/s ,压强为 4kPa 。 2.雷诺数是判断生物体系内液体是做层流还是湍流流动状态的重要依据,许多藤本植物内水分流动雷诺数约为 3.33,说明一般植物组织中水分的流动是 层流 。 3.如果其它条件不变,为使从甲地到乙地圆形管道流过的水量变为原来的16倍,则水管直径需变为原来的 2 倍。 4.圆形水管的某一点A ,水的流速为1.0m/s ,压强为3.0×105 Pa 。沿水管的另一点B ,比A 点低20米,A 点截面积是B 点截面积的三倍,忽略水的粘滞力,则B 点的压强为 4.92×105 Pa 。(重力加速度 2 9.8/g m s ) 5.某小朋友在吹肥皂泡的娱乐中,恰好吹成一个直径为2.00cm 的肥皂泡,若在此环境下,肥皂液的表面张力系数为0.025N/m ,则此时肥皂泡内外压强差为 10.0 Pa 。 二、选择题 1.水管的某一点A ,水的流速为1.0米/秒,计示压强为3.0×105Pa 。沿水管的另一点B ,比A 点低20米,A 点面积是B 点面积的三倍.则B 点的流速和计示压强分别为( A )。 (A)3.0m/s,4.92×105Pa (B)0.33m/s, 4.92×105Pa (C)3.0m/s,5.93×105Pa (D )1.0m/s,5.93×105Pa 2.在如图所示的大容器中装有高度为H 的水,当在离最低点高度h 是水的高度H 多少时,水的水平距离最远。( C ) (A) 1/4 (B)1/3 (C)1/2 (D)2/3 3.如图所示:在一连通管两端吹两半径不同的肥皂泡A 、B ,已知R A >R.B ,(B ) 开通活塞,将出现的现象为? (A)A 和B 均无变化; (B)A 变大,B 变小; (C)A 变小,B 变大; (D) )A 和B 均变小 4.下列事件中与毛细现象有关的是?( D ) (1)植物水分吸收;

流体力学期末考试作图

1、作出标有字母的平面压强分布图并注明各点相对压强的大小(3分) 2、作出下面的曲面上压力体图并标明垂直方向分力的方向(4分) h1 A B h2 γ γ1=2γ h1 h2 A B γ

3、请定性作出下图总水头线与测压管水头线(两段均为缓坡)(4分) 28.试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。 4、转速n=1500r/min 的离心风机,叶轮内径D 1=480mm 。叶片进口处空气相对速度ω1=25m/s, 与圆 周速度的夹角为 β1=60°,试绘制空气在叶片进口处的速度三角形。 题13图

5、画出两台性能相同的离心泵并联工作时的性能曲线,并指出并联工作时每台泵的工作点。 答案:两台性能相同的离心泵并联工作时的性能曲线如图所示,图中B点为并联工作时每台泵的工作点,A点为总的工作点。 1.绘出如图球体的压力体并标出力的方向。 2.试绘制图示AB壁面上的相对压强分布图,并注明大小。 28.试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。

试定性分析图中棱柱形长渠道中产生的水面曲线。假设流量、粗糙系数沿程不变。 28.有断面形状、尺寸相同的两段棱柱形渠道如图示,各段均足够长,且i1>i c,i2 h'',试绘出水面 01 曲线示意图,并标出曲线类型。 1.试做出下图中的AB壁面上的压强分布图。 1.画出如图示曲面ABC上的水平压强分布图与压力体图。

2.画出如图短管上的总水头线与测压管水头线。 3.有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连,每段都很长,且断面形状、尺度及糙率均相同。试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式。 (此文档部分内容来源于网络,如有侵权请告知删除,文档可自行编辑修改内容,供参考, 感谢您的配合和支持) 0≠上V 0≠下V i 1=i c i 2i c K K

大学物理(上)课后习题标准答案

大学物理(上)课后习题答案

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 2

3 第1章 质点运动学 P21 1.8 一质点在xOy 平面上运动,运动方程为:x =3t +5, y = 2 1t 2 +3t -4. 式中t 以 s 计,x ,y 以m 计。⑴以时间t 为变量,写出质点位置矢量的表示式;⑵求出t =1 s 时刻和t =2s 时刻的位置矢量,计算这1秒内质点的位移;⑶ 计算t =0 s 时刻到t =4s 时刻内的平均速度;⑷求出质点速度矢量表示式,计算t =4 s 时质点的速度;(5)计算t =0s 到t =4s 内质点的平均加速度;(6)求出质点加速度矢量的表示式,计算t =4s 时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)。 解:(1)j t t i t r )432 1()53(2 m ⑵ 1 t s,2 t s 时,j i r 5.081 m ;2114r i j v v v m ∴ 213 4.5r r r i j v v v v v m ⑶0t s 时,054r i j v v v ;4t s 时,41716r i j v v v ∴ 140122035m s 404r r r i j i j t v v v v v v v v v ⑷ 1 d 3(3)m s d r i t j t v v v v v ,则:437i j v v v v 1s m (5) 0t s 时,033i j v v v v ;4t s 时,437i j v v v v 24041 m s 44 j a j t v v v v v v v v v (6) 2d 1 m s d a j t v v v v 这说明该点只有y 方向的加速度,且为恒量。 1.9 质点沿x 轴运动,其加速度和位置的关系为2 26a x ,a 的单位为m/s 2, x 的单位为m 。质点在x =0处,速度为10m/s,试求质点在任何坐标处的速度值。 解:由d d d d d d d d x a t x t x v v v v 得:2 d d (26)d a x x x v v 两边积分 210 d (26)d x x x v v v 得:2322250x x v ∴ 31225 m s x x v 1.11 一质点沿半径为1 m 的圆周运动,运动方程为 =2+33t ,式中 以弧度计,t 以秒计,求:⑴ t =2 s 时,质点的切向和法向加速度;⑵当加速度 的方向和半径成45°角时,其角位移是多少? 解: t t t t 18d d ,9d d 2 ⑴ s 2 t 时,2 s m 362181 R a 2 222s m 1296)29(1 R a n ⑵ 当加速度方向与半径成ο45角时,有:tan 451n a a 即: R R 2 ,亦即t t 18)9(2 2 ,解得:9 2 3 t 则角位移为:32 2323 2.67rad 9 t 1.13 一质点在半径为0.4m 的圆形轨道上自静止开始作匀角加速度转动,其角加速度为 =0.2 rad/s 2,求t =2s 时边缘上各点的速度、法向加速度、切向加速度和合加速度。 解:s 2 t 时,4.02 2.0 t 1s rad 则0.40.40.16R v 1s m 064.0)4.0(4.022 R a n 2 s m 0.40.20.08a R 2 s m 22222s m 102.0)08.0()064.0( a a a n 与切向夹角arctan()0.0640.0843n a a

大学物理 CH4.1 流体力学

大学物理 CH4.1 流体力学 第四章流体力学 流动性 静止流体在任何微小的切向力作用下都要发生连续不断的变形,不断的变形,即流体的一部分相对另一部分运动,即流体的一部分相对另一部分运动,这种变形称为流动。这种变形称为流动。连续介质模型 设想流体是由连续分布的流体质点组成的的连续介质,流体质点具有宏观充分小,流体质点具有宏观充分小,微观充分大的特点。微观充分大的特点。描述流体的物理量可以表示成空间和时间的连续函描述流体的物理量可以表示成空间和时间的连续函数。 内容提要 流体的主要物理性质 连续性方程、连续性方程、伯努利方程及其应用 粘性流体的两种流动状态、粘性流体的两种流动状态、哈根-哈根-泊肃叶定律斯托克斯定律 一、惯性 惯性是物体保持原有运动状态的性质,惯性是物体保持原有运动状态的性质,表征某一流体的惯性大小可用该流体的密度。 m 均质流体:均质流体:ρ= V ?m d m ρ(x , y , z )=lim = ?v →0?V d V 液体的密度随压强和温度的变化很小,液体的密度随压强和温度的变化很小,气体的密 度随压强和温度而变化较大。度随压强和温度而变化较大。 二、压缩性

流体受到压力作用后体积或密度发生变化的特性称为压缩性。为压缩性。通常采用体积压缩率表示流体的压缩性。 d V κ=?单位:单位:m 2/N d p 体积弹性模量: d p E V ==? κd V 1 单位:单位:N / m2或Pa 不可压缩流体即在压力作用下不改变其体积的流体。即在压力作用下不改变其体积的流体。 三、粘性 粘性是运动流体内部所具有的抵抗剪切变形的特性。粘性是运动流体内部所具有的抵抗剪切变形的特性。它表现为运动着的流体中速度不同的流层之间存在着沿切向的粘性阻力(着沿切向的粘性阻力(即内摩擦力)。即内摩擦力)。 x d u 速度梯度d y d u F =μA 牛顿粘性公式 d y μ为动力黏度,为动力黏度,单位Pa ?s d u 黏滞切应力τ=μ d y d u x d u d t

大学物理练习参考答案(供参考)

练习一 1-8 一质点在xOy 平面上运动,运动方程为 x =3t +5, y =2 1t 2+3t -4.式中t 以 s 计,x ,y 以m 计.(1)以时间t 为变量,写出质点位置矢量的表示式;(2)求出t =1 s 时刻和t =2s 时刻的位置矢量,计算这1秒内质点的位移;(3)计算t =0 s 时刻到t =4s 时刻内的平均速度;(4)求出质点速度矢量表示式,计算t =4 s 时质点的速度;(5)计算t =0s 到t =4s 内质点的平均加速度;(6)求出质点加速度矢量的表示式,计算t =4s 时质点的加速度. 解:(1) j t t i t r )4321()53(2 m (2)将1 t ,2 t 代入上式即有 j i r 5.081 m j j r 4112 m (3)∵ j i r j j r 1617,4540 ∴ 104s m 534201204 j i j i r r t r v (4) 1s m )3(3d d j t i t r v 则 j i v 734 1s m (5)∵ j i v j i v 73,3340 (6) 2s m 1d d j t v a 这说明该点只有y 方向的加速度,且为恒量。 1-10 已知一质点作直线运动,其加速度为 a =4+3t 2s m ,开始运动时,x =5 m , v =0,求该质点在t =10s 时的速度和位置. 解:∵ t t v a 34d d 分离变量,得 t t v d )34(d 积分,得 122 34c t t v 由题知,0 t ,00 v ,∴01 c 故 22 34t t v 又因为 22 34d d t t t x v 分离变量, t t t x d )2 34(d 2 积分得 232212c t t x 由题知 0 t ,50 x ,∴52 c

赵近芳版《大学物理学上册》课后答案

1 习题解答 习题一 1-1 |r ?|与r ? 有无不同? t d d r 和 t d d r 有无不同? t d d v 和 t d d v 有无不同?其不同在哪里?试举例说明. 解:(1) r ?是位移的模,? r 是位矢的模的增量,即r ?1 2r r -=,1 2r r r -=?; (2) t d d r 是速度的模,即 t d d r = =v t s d d .t r d d 只是速度在径向上的分量. ∵有r r ?r =(式中r ?叫做单位矢),则t ?r ?t r t d d d d d d r r r += 式中t r d d 就是速度径向上的分量, ∴ t r t d d d d 与 r 不同如题1-1图所示 . 题1-1图 (3) t d d v 表示加速度的模,即t v a d d = , t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢) ,所以 t v t v t v d d d d d d ττ += 式中dt dv 就是加速度的切向分量. (t t r d ?d d ?d τ 与的运算较复杂,超出教材规定,故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t ),y = y (t ),在计算质点的速度和加速度时,有人先求出r =2 2y x +,然后根据v = t r d d ,及a = 2 2d d t r 而求得结果;又有人先计算速度和加速度的分量,再合成求得结果,即 v = 2 2d d d d ?? ? ??+??? ??t y t x 及a = 2 22222d d d d ??? ? ??+???? ??t y t x 你认为两种方法哪一种正确?为什么?两者差别何在? 解:后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量,在平面直角坐标系中,有j y i x r +=, j t y i t x t r a j t y i t x t r v 222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴ 故它们的模即为

大学物理讲稿(第4章流体力学)第一节

第4章流体力学 前面讨论过刚体的运动,刚体是指形状大小不变的物体.只有固体才可以近似地认为是刚体.气体和液体都是没有一定形状的,容器的形状就是它们的形状.固体的分子虽然可以在它们的平衡位置上来回振动或旋转,但活动范围是很小的.然而气体或液体的分子却可以以整体的形式从一个位置流动到另一个位置,这是它们与固体不同的一个特点,即具有流动性.由于这种流动性,把气体和液体统称为流体.流体是一种特殊的质点组,它的特殊性主要表现为连续性和流动性.因而仍可用质点组的规律处理流体的运动情况.研究静止流体规律的学科称为流体静力学,大家熟悉的阿基米德原理、帕斯卡原理等都是它的内容.研究流体运动的学科叫流体动力学,它的一些基本概念和规律即为本章中要介绍的内容. 流体力学在航空、航海、气象、化工、煤气、石油的输运等工程部门中都有广泛的应用,研究流体运动的规律具有重要的意义. §4.1 流体的基本概念 一、理想流体 实际流体的运动是很复杂的.为了抓住问题的主要矛盾,并简化我们的讨论,即对实际流体的性质提出一些限制,然而这些限制条件并不影响问题的主要方面.在此基础上用一个理想化的模型来代替实际流体进行讨论.此理想化的模型即为理想流体. 1. 理想流体 理想流体是不可压缩的.实际流体是可压缩的,但就液体来说,压缩性很小.例如的水,每增加一个大气压,水体积只减小约二万分之一,这个数值十分微小,可忽略不计,所以液体可看成是不可压缩的.气体虽然比较容易压缩,但对于流动的气体,很小的压强改变就可导致气体的迅速流动,因而压强差不引起密度的显著改变,所以在研究流动的气体问题时,也可以认为气体是不可压缩的. 理想流体没有粘滞性.实际流体在流动时都或多或少地具有粘滞性.所谓粘滞性,就是当流体流动时,层与层之间有阻碍相对运动的内摩擦力(粘滞力).例如瓶中的油,若将油向下倒时,可看到靠近瓶壁的油几乎是粘在瓶壁上,靠近中心的油流速最大,其它均小于中心的流速.但有些实际流体的粘滞性很小,例如水和酒精等流体的粘滞性很小,气体的粘滞性更小,对于粘滞性小的流体在小范围内流动时,其粘滞性可以忽略不计. 为了突出流体的主要性质——流动性,在上述条件下忽略它的次要性质——可压缩性和粘滞性,我们得到了一个理想化的模型:不可压缩、没有粘滞性的流体,此流体即为理想流体.

(完整版)流体力学期末试题(答案)..

中北大学 《流体力学》 期末题

目录 第四模块期末试题 (3) 中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 (3) 流体力学考试试题(A) (3) 流体力学考试试题(A)参考答案 (6) 中北大学2012—2013学年第1学期期末考试 (8) 流体力学考试试题(A) (8) 流体力学考试试题(A)参考答案 (11)

第四模块 期末试题 中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 流体力学考试试题(A ) 所有答案必须做在答案题纸上,做在试题纸上无效! 一、 单项选择题(本大题共15小题,每小题1分,共15分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符 合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于( ) A 、牛顿流体 B 、非牛顿流体 C 、理想流体 D 、无黏流体 2.牛顿内摩擦定律y u d d μ τ =中的 y u d d 为运动流体的( ) A 、拉伸变形 B 、压缩变形 C 、剪切变形 D 、剪切变形速率 3.平衡流体的等压面方程为( ) A 、0=--z y x f f f B 、0=++z y x f f f C 、 0d d d =--z f y f x f z y x D 、0d d d =++z f y f x f z y x 4.金属测压计的读数为( ) A 、绝对压强 p ' B 、相对压强p C 、真空压强v p D 、当地大气压a p 5.水力最优梯形断面渠道的水力半径=R ( ) A 、4/h B 、3/h C 、2/h D 、h 6.圆柱形外管嘴的正常工作条件是( ) A 、m 9,)4~3(0>=H d l B 、m 9,)4~3(0<=H d l C 、m 9,)4~3(0>>H d l D 、m 9,)4~3(0<

大学物理(吴柳主编)上册课后习题答案

大学物理(吴柳主编) 上册课后习题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

说明: 上册教材中,第5,6,7等章的习题有答案; 第1,2,4,8章的习题有部分答案; 第3,9,10,11章的习题没有答案。 为方便学生使用,现根据上学期各位老师辛苦所做的解答,对书上原有的答案进行了校对,没有错误的,本“补充答案”中不再给出;原书中答案有误的,和原书中没有给出答案的,这里一并给出。错误之处,欢迎指正! 第1章 1.4. 2.8×10 15 m 1.5.根据方程中各项的量纲要一致,可以判断:Fx= mv 2/2合理, F=mxv , Ft=mxa , Fv= mv 2/2, v 2+v 3=2ax 均不合理. 第2章 2.1 (1) j i )2615()2625(-+-m; )/]()2615()2625[(45 1151020)2615()2625(s m j i j i t r v -+-=++-+-=??= (2)52m; 1.16m/s 2.2 (1) 4.1 m/s; 4.001m/s; 4.0m/s (2) 4m/s; 2 m.s -2 2.3 3m; m 3 4π ; 140033-s .m π方向与位移方向相同; 1.0m/s 方向沿切线方向 2.5 2π (m); 0; 1(s) 2.6 24(m); -16(m) 2.8 2 22 t v R vR dt d +=θ 2.10 (1) 13 22 =+y x (2) t v x 4sin 43ππ-=;t v y 4 cos 4π π=;t a x 4cos 1632ππ-=;t a y 4sin 162ππ-= (3) 2 6= x ,22=y ;π86- =x v ,π82=y v ;,2326π-=x a 2 322π-=y a 2.12 (1) ?=7.382θ,4025.0=t (s),2.19=y (m) (2) ?=7.382θ,48.2=t (s),25.93=y (m)。 2.14 (1) 22119x y - = (2) j t i v 42-=;j a 4-= (3) 0=t 时,j r 19=; 3=t 时,j i r +=6。(4)当9=t s 时取“=”,最小距离为37(m )。

工科大学物理练习参考答案

工科大学物理练习一(参考答案) 一、 选择题 1(C ),2(D ),3(C ),4(B ) 二、 填空题 1、v =39m/s ; 2、A ,2s ,23/3; 3、2y 2-16y +32-3x =0; 4、a t =-g/2,ρ=23v 2/3g ; 5、t =2(s ),S=2m ; 6、a n =80m/s 2,a t =2 m/s 2 三、 计算题 1、(1)-6m/s ,(2)、-16 m/s ,(3)、-26 m/s 2 2、 ??=+?=+?=+?===x v vdv dx x vdv dx x dx dv v x dx dv v xt dx dx dv dt dv a 00 222)63()63(63 v =[2(3x +2x 3)]1/2 3、k =4(s -3),v =4m/s ,a t = 8 m/s 2,a n =16 m/s 2,a =17.9 m/s 2 4、自然坐标系中 s =20t +5t 2, 由v =ds/d t =20+10t, 得 a t = d v /d t =10(m/s 2), a n =v 2/R=(20+10t )2 /R(m/s 2); t =2s 时,a t = 10 m/s 2, a n =53.3 m/s 2 5、由质点的动能定理 2 1222 121d mv mv r F b a -=?? ,得 02 1 d 22 /-= ? mv x f A A ,Am k v 2= 6、由牛顿第二定律 ? ?+==-+-v v m t t v m F mg f 0 t 0 F -mg kv -d d , d d , F mg F mg kv F mg F mg kv k m t t m -k --+-=--+--=e ,ln )e 1(t m k k F mg v ---= 7、(1)、 )(2 d A ,/)(2L a L-a L mg μx f -L mg x L μf - ==-=?

流体力学期末复习,计算部分

三计算题 一、粘性 1.一平板在油面上作水平运动,如图所示。已知平板运动速度V=1.0m/s,板与固定边界的距离δ=1mm,油的粘度μ=0.09807Pa·s。 试求作用在平板单位面积上的切向力。 2. 一底面积为2 cm 50 45?,质量为6kg的木块,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,木块运动速度s m 2.1 = u,油层厚度mm 1 = δ,斜面角C 02ο = θ(如图所示),求油的动力粘度μ。 δ u θ 二静力学 1.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。若在该点左侧壁上安装一玻璃测压管,已知水的密度ρ=1000kg/m3,试问需要多长的玻璃测压管?若在该点的右侧壁上安装一水银压差计,已知水银的密度ρHg=13.6×103kg/m3,h1=0.2m,试问水银柱高度差h2是多大? 2.如图所示的半园AB 曲面,宽度m 1= b,直径m 3= D,试求曲AB 所受的静水总压力。 D /2 A B 水 水D

α O B O A H p a 3. 如下图,水从水箱经管路流出,管路上设阀门K ,已知L=6m,α=30°,H=5m, B 点位于出口断面形心点。假设不考虑能量损失,以 O-O 面为基准面,试问:阀门K 关闭时,A 点的位置水头、压强水头、测压管水头各是多少? 4. 位于不同高度的两球形容器,分别贮有 2m kN 9.8=g A ρ的 油 和2 m kN 00.10=g B ρ的盐水,差压计内工作液体为水银。 m 21=h ,m 32=h ,m 8.03=h ,若B 点压强2cm N 20=B p ,求A 点压强A p 的大小。 ? ? M M A B 汞 h h h γγA B 1 2 3 5. 球形容器由两个半球面铆接而成,有8个铆钉,球的半径m 1=R ,内盛有水, 玻璃管中液面至球顶的垂直距离2m . 1=H ,求 每个铆钉所受的拉力。 R H 6.设有一盛静水的密闭容器,如图所示。由标尺量出水银压差计左肢内水银液面距A 点的高度h 1=0.46m ,左右两侧液面高度差 h 2=0.4m ,试求容器内液体中A 点的压强,并说明是否出现了真空。已知水银的密度ρHg =13.6×103kg/m 3。

大学物理课后习题答案(上)

《大学物理》练习题 No .1 电场强度 班级 ___________ 学号 ___________ ___________ 成绩 ________ 说明:字母为黑体者表示矢量 一、 选择题 1.关于电场强度定义式E = F /q 0,下列说法中哪个是正确的? [ B ] (A) 场强E 的大小与试探电荷q 0的大小成反比; (B) 对场中某点,试探电荷受力F 与q 0的比值不因q 0而变; (C) 试探电荷受力F 的方向就是场强E 的方向; (D) 若场中某点不放试探电荷q 0,则F = 0,从而E = 0. 2.如图1.1所示,在坐标(a , 0)处放置一点电荷+q ,在坐标(a ,0)处放置另一点电荷q , P 点是x 轴上的一点,坐标为(x , 0).当x >>a 时,该点场强 的大小为: [ D ](A) x q 04πε. (B) 2 04x q πε. (C) 3 02x qa πε (D) 30x qa πε. 3.图1.2所示为一沿x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线,电荷线密度分别为 ( x < 0)和 ( x > 0),则xOy 平面上(0, a )点处的场强为: [ A ] (A ) i a 02πελ . (B) 0. (C) i a 04πελ . (D) )(40j +i a πελ . 4. 真空中一“无限大”均匀带负电荷的平面如图1.3所示,其电场的场强 分布图线应是(设场强方向向右为正、向左为负) ? [ D ] 5.在没有其它电荷存在的情况下,一个点电荷q 1受另一点电荷 q 2 的作用力为f 12 ,当放入第三个电荷Q 后,以下说法正确的是 [ C ] (A) f 12的大小不变,但方向改变, q 1所受的总电场力不变; (B) f 12的大小改变了,但方向没变, q 1受的总电场力不变; (C) f 12的大小和方向都不会改变, 但q 1受的总电场力发生了变化; -q -a +q a P (x,0) x x y O 图1.1 +λ -λ ? (0, a ) x y O 图1.2 σ -x O E x 02εσ O 02εσ-E x O 0 2εσ-E x 02εσO 02εσ -O E x 02εσ(D)图1.3

大学物理教程 上 课后习题 答案

物理部分课后习题答案(标有红色记号的为老师让看的题)27页 1-2 1-4 1-12 1-2 质点的运动方程为22,(1)x t y t ==-,,x y 都以米为单位,t 以秒为单位,求: (1) 质点的运动轨迹; (2) 从1t s =到2t s =质点的位移的大小; (3) 2t s =时,质点的速度和加速度。 解:(1)由运动方程消去时间t 可得轨迹方程,将t = 或1= (2)将1t s =和2t s =代入,有 11r i =u r r , 241r i j =+u r r r 位移的大小 r ==r V (3) 2x dx v t dt = = 2x x dv a dt = =, 2y y dv a dt == 当2t s =时,速度和加速度分别为 22a i j =+r r r m/s 2 1-4 设质点的运动方程为 cos sin ()r R ti R t j SI ωω=+r r r ,式中的R 、ω均为常量。求(1)质点的速度;(2)速率的变化率。 解 (1)质点的速度为 (2)质点的速率为 速率的变化率为 0dv dt = 1-12 质点沿半径为R 的圆周运动,其运动规律为232()t SI θ=+。求质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小和角加速度β的大小。 解 由于 4d t dt θ ω= = 质点在t 时刻的法向加速度n a 的大小为 角加速度β的大小为 24/d rad s dt ω β== 77 页2-15, 2-30, 2-34,

2-15 设作用于质量1m kg =的物体上的力63()F t SI =+,如果物体在这一力作 用下,由静止开始沿直线运动,求在0到2.0s 的时间内力F 对物体的冲量。 解 由冲量的定义,有 2-21 飞机着陆后在跑道上滑行,若撤除牵引力后,飞机受到与速度成正比的 阻力(空气阻力和摩擦力)f kv =-(k 为常数)作用。设撤除牵引力时为0t =,初速度为0v ,求(1)滑行中速度v 与时间t 的关系;(2)0到t 时间内飞机所滑行的路程;(3)飞机停止前所滑行的路程。 解 (1)飞机在运动过程中只受到阻力作用,根据牛顿第二定律,有 即 dv k dt v m =- 两边积分,速度v 与时间t 的关系为 2-31 一质量为m 的人造地球卫星沿一圆形轨道运动,离开地面的高度等 于地球半径的2倍(即2R ),试以,m R 和引力恒量G 及地球的质量M 表示出: (1) 卫星的动能; (2) 卫星在地球引力场中的引力势能. 解 (1) 人造卫星绕地球做圆周运动,地球引力作为向心力,有 卫星的动能为 212 6k GMm E mv R == (2)卫星的引力势能为 2-37 一木块质量为1M kg =,置于水平面上,一质量为2m g =的子弹以 500/m s 的速度水平击穿木块,速度减为100/m s ,木块在水平方向滑行了20cm 后 停止。求: (1) 木块与水平面之间的摩擦系数; (2) 子弹的动能减少了多少。

大学物理练习册答案

狭义相对论基础(二)第十六页 1.电子的静止质量M0=9.1×10–31kg,经电场加速后具有 0.25兆电子伏特的动能,则电子速率V与真空中光速 C之比是:(C ) [ E k=mC2-m0C2, m=m0/(1-V2/C2)1/2 1兆=106, 1电子伏=1.6×10–19焦耳] (A) 0.1 ( B) 0.5 (C) 0.74(D) 0.85 2.静止质量均为m0的两个粒子,在实验室参照系中以相同大小的速度V=0.6C相向运动(C为真空中光速), 碰撞后粘合为一静止的复合粒子,则复合粒子的静止 质量M0等于:(B ) [ 能量守恒E=M0C2=2mC2 =2m0C2/(1-V2/C2)1/2 ] ( A) 2m0(B) 2.5m0(C) 3.3m0(D) 4m0 3.已知粒子的动能为E K,动量为P,则粒子的静止能量(A )(由 E = E K+E0和E2=E02 + C2P2 )(A)(P2C2-E K2)/(2E K)(B)(P2C2+E K2)/(2E K)(C)(PC-E K )2/(2E K) (D) (PC+E K )2/(2E K) 4.相对论中的质量与能量的关系是:E=mC2;把一个静止质量为M0的粒子从静止加速到V=0.6C时,需作功 A=(1/4)M0C2 A=MC2-M0C2 = γM0C2-M0C2=(γ-1)M0C2 5.某一观察者测得电子的质量为其静止质量的2倍,求

电子相对于观察者运动的速度V =0.87C [ m=m 0/(1-V 2/C 2)1/2, m=2m 0 , 则1-V 2/C 2=1/4 ] 6. 当粒子的速率由0.6C 增加到0.8C 时,末动量与初动 量之比是P 2:P 1=16:9,末动能与初动能之比是 E K2:E K1=8:3 V 1=0.6C,γ1=1/2211C V -=5/4, m 1=γ1m 0=5m 0/4 P 1=m 1V 1=3m 0C/4, V 2=0.8C 时, γ2=1/222/1C V -=5/3 m 2=γ2m 0=5m 0/3,P 2=m 2V 2=4m 0 C/3,∴P 2:P 1=16:9 E K1=m 1C 2-m 0C 2, E K2=m 2C 2-m 0C 2 ∴E K2:E K1=8:3 7. 在惯性系中测得相对论粒子动量的三个分量为:P x=P y = 2.0×10-21kgm/s, P z =1.0×10-21kgm/s ,总能量 E=9.4×106ev ,则该粒子的速度为V=0.6C [E=mC 2 P=mV P=(P x 2+P y 2 +P z 2 )1/2 ] 8. 试证:一粒子的相对论动量可写成 P=(2E 0E K +E 2K )1/2/C 式中E 0(=m 0C 2)和E K 各为粒子的静能量和动能。 证:E=E 0+E k ?E 2=E 20+P 2C 2 ? (E 0+E k )2= E 20+P 2C 2 ? P=(2E 0E K +E 2K )1/2/C 9.在北京正负电子对撞机中,电子可以被加速到动能为E K =2.8×109ev 这种电子的速率比光速差多少米/秒?这样的一个电子的动量多大?(已知电子的静止质量

06级研究生高等流体力学期末考试试题及参考答案

06级研究生高等流体力学期末考试试题 一、 概念题: 1. 什么是边界层厚度,位移厚度和动量损失厚度,并解释其物理意义。 边界层中速度为99%主流速度的位置到壁面的垂直距离。 位移厚度00 1 *u dy u δ∞ ? ? =? ??? ? ∫由于壁面存在,使得流量减少,相当于壁面向外推移了一定的厚度。 动量亏损厚度0 001 u u dy u u θ∞ ?? =????? ∫由于由于壁面存在, 使得动量通量减少,相当于壁面向外推移了一定的厚度。 2. 什么是牛顿传热定律,试解释自然对流不满足牛顿传热定律的原因。 单位时间单位面积的换热量正比于温差。 自然对流中温差不仅影响换热,而且影响速度场,从而改变换热系数,换热量与温差的关系不是线性的。 3. 分析Ekman 层和静止坐标系中壁面边界层的相同点与不同点。 相同点:Ekman 层和边界层都是自由流与固壁之间的运动,需要考虑粘性力的影响。Ekman 层坐标系是旋转的,边界层的坐标系是不旋转的。 不同点:Ekman 层中粘性力和科氏力平衡,U ,仅是的函数,与V z x,y 无关,Ekman 层厚度是常数。边界层中惯性力与粘性力平衡,速度沿流动方向是变化的,边界层的厚度是变化的。 4. 什么是Kelvin-Helmholtz 不稳定,举例说明哪些流动可以产生K-H 不稳定。 剪切流中,由于速度分布有拐点引起的不稳定性过程。平面混合层、自由射流,尾流中都可以产生K-H 不稳定。 5. 湍流粘性系数的定义,并说明它与分子粘性系数的区别。 湍流应力张量和平均流场应变率之间的线性关系,比例系数为湍流粘性系数。湍流粘性系数不是物性参数,与流场结构有关。分子粘性系数是物性参数。 二、 密度为ρ的不可压缩均质流体以均匀速度1u 进入半径为R 的水平直圆管, 出口处的速度分布为( )2 2 21r u C R =?,式中 C 为待定常数,r 是点到管轴的距离。 如果进口和出口处的压强分别为1P 和2P ,求管壁对流体的作用力。

大学物理习题册答案

x O 1 A 2 2 练习 十三 (简谐振动、旋转矢量、简谐振动的合成) 一、选择题 1. 一弹簧振子,水平放置时,它作简谐振动。若把它竖直放置或放在光滑斜面上,试判断下列情况正确的是 (C ) (A )竖直放置作简谐振动,在光滑斜面上不作简谐振动; (B )竖直放置不作简谐振动,在光滑斜面上作简谐振动; (C )两种情况都作简谐振动; (D )两种情况都不作简谐振动。 解:(C) 竖直弹簧振子:kx mg l x k dt x d m )(22(mg kl ),0222 x dt x d 弹簧置于光滑斜面上:kx mg l x k dt x d m sin )(22 (mg kl ),0222 x dt x d 2. 两个简谐振动的振动曲线如图所示,则有 (A ) (A )A 超前 2π; (B )A 落后2π ;(C )A 超前π; (D )A 落后π。 解:(A)t A x A cos ,)2/cos( t A x B 3. 一个质点作简谐振动,周期为T ,当质点由平衡位置向x 轴正方向运动时,由平衡位置到二分之一最大位移这段路程所需要的最短时间为: (B ) (A )4T ; (B )12T ; (C )6T ; (D )8T 。 解:(B)振幅矢量转过的角度6/ ,所需时间12 /26/T T t , 4. 分振动表式分别为)π25.0π50cos(31 t x 和)π75.0π50cos(42 t x (SI 制)则它们的合振动表达式为: (C ) (A ))π25.0π50cos(2 t x ; (B ))π50cos(5t x ; (C )π1 5cos(50πarctan )27 x t ; (D )7 x 。 解:(C)作旋转矢量图或根据下面公式计算 )cos(21020 2122 2 1 A A A A A 5)25.075.0cos(432432 2 7 1 2)75.0cos(4)25.0cos(3)75.0sin(4)25.0sin(3cos cos sin sin 112021012021011 0 tg tg A A A A tg 5. 两个质量相同的物体分别挂在两个不同的弹簧下端,弹簧的伸长分别为1l 和2l ,且212l l ,则两弹簧振子的周期之比21:T T 为 (B ) (A )2; (B )2; (C )2/1; (D )2/1。 解:(B) 弹簧振子的周期k m T 2 ,11l mg k , 22l mg k ,22 121 l l T T 6. 一轻弹簧,上端固定,下端挂有质量为m 的重物,其自由振动的周期为T .今已知振子离开平衡位置为x 时,其振动速度为v ,加速度为a .则下列计算该振子劲度系数的公式中,错误的是: (B ) (A) 2 max 2max /x m k v ; (B) x mg k / ; (C) 2 2/4T m k ; (D) x ma k / 。 解:B 7. 两个质点各自作简谐振动,它们的振幅相同、周期相同.第一个质点的振动表式为x 1 = A cos(t + ).当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时,第二个质点正在最大正位移处.则第二个质 点的振动表式为 (B ) (A) )π21cos(2 t A x ; (B) )π21cos(2 t A x ; (C) )π2 3 cos( 2 t A x ; (D) )cos(2 t A x 。解:(B)作旋转矢量图 x t o A B 1 A 4 / 4 /3 2 A A x O ) 0(A )(t A 3/ 6/

重庆科技学院流体力学期末考试卷

一、选择题: 1、从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体_________。 A 、能承受拉力,平衡时不能承受切应力 B 、不能承受拉力,平衡时能承受切应力 C 、不能承受拉力,平衡时不能承受切应力 D 、能承受拉力,平衡时也能承受切应力 2、液体在重力场中作加速直线运动时,其自由面与( )处处正交。 A 、重力 B 、惯性力 C 、重力和惯性力的合力 D 、压力 3、图示容器内盛有两种不同的液体,密度分别为1ρ,2ρ,则有 A 、g p z g p z B B A A 11ρρ+=+ B 、g p z g p z C C A A 21ρρ+=+ C 、g p z g p z D D B B 21ρρ+=+ D 、g p z g p z C C B B 21ρρ+=+ O 4、流线与流线,在通常情况下: A .能相交,也能相切; B .仅能相交,但不能相切; C .仅能相切,但不能相交; D .既不能相交,也不能相切。 5、输水管道在流量和水温一定时,随着直径的增大,水流的雷诺数Re 就 A 、增大; B 、减小; C 、不变; D 、不定 6、圆管流动中,过流断面上速度分布为 (a)(b)(c)(d) 7、虹吸管最高处的压强_________。 A 、大于大气压 B 、等于大气压 C 、小于大气压 D 、无法确定 8、在变截面喷管内,亚声速等熵气流随截面面积沿程减小,则有( )。

A 、v 减小 B 、p 增大 C 、ρ增大 D 、T 下降。 9、圆管突然扩大的水头损失可表示为( )。 A 、g v v 22 2 21- B 、g v v 22 1- C 、 ()g v v 22 21- D 、g v v 22 122- 10、在安排管道阀门阻力试验时,首先考虑要满足的相似准则是( )。 A 、雷诺数Re B 、弗劳德数Fr C 、斯特劳哈尔数Sr D 、欧拉数Eu 二、判断题:对的打“√”,错的打“×”( 1、液体粘度随温度升高而降低;气体粘度随温度升高而升高。 ( ) 2、研究流体的运动规律是应用拉格朗日法分析流体运动的轨迹。 ( ) 3、作为由层流向紊流过度的临界雷诺数,在水中和煤油中是不同的。 ( ) 4、根据尼古拉茨实验结果,管流湍流区沿程摩阻系数随雷诺数增大而呈现 减小的趋势,因此实际工程中为了减小水头损失应该增大管道中流体速度。 ( ) 5、在过流断面突变处一般发生局部水头损失。 ( ) 6、压力管路中的水击现象通常有害,开关阀门时速度一定要足够快速。 ( ) 7、应用总流的伯努利方程时,两过水断面之间不能出现急变流。 ( ) 8、薄壁孔的收缩系数对其出流性能没有影响。 ( ) 9、长度超过10米的管道,通常称为长管;反之称为短管。 ( ) 10、气体运动速度小于当地声速时,气体中某点的微弱扰动理论上可以传播

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