醫(yī)學(xué)物理2章題解

1、習(xí) 題2-1 本章介紹了流體運(yùn)動(dòng)的哪些規(guī)律？它們的適用條件各是什么？在推導(dǎo)過程中的何處用過這些條件？ （略）2-2 當(dāng)水從水籠頭緩慢流出而自由下落時(shí)，水流隨位置的下降而變細(xì)。從救火喞筒里向天空打出的水柱隨高度的增加而變粗。為什么？ （略）2-3 在血液循環(huán)過程中，血壓與血流速度如何變化？為什么？（略）2-4 理想流體在粗細(xì)不均勻、高低不同的管中作定常流動(dòng)時(shí)有a. 低處的壓強(qiáng)一定比較大；b. 低處的流速一定比較大；c. 高處單位體積流體的動(dòng)能總是比較小；d. 壓強(qiáng)較小處，單位體積流體的動(dòng)能和重力勢能之和一定比較大。 答：（d）題圖2-1 習(xí)題252-5 如題圖2-1所示，一粗細(xì)均勻的豎直管中有水

2、自上向下作定常流動(dòng)，管壁上不同高度a、b、c之處開有三個(gè)相同的小孔。已知b孔無水流出也無氣泡進(jìn)入水中，則a. a孔有氣泡進(jìn)入水中，c孔有水流出；b. a孔有水流出，c孔有氣泡進(jìn)入水中；c. a、c兩孔均有氣泡進(jìn)入水中；d. a、c兩孔均有水流出。 答：（a）2-6 血液的粘度與下列哪些因素有關(guān)？a. 流速； b. 血液本身； c. 粘性力； d. 溫度。答：（b、d）2-7 將內(nèi)徑為2cm的軟管連接到草坪的灑水器上，灑水器裝一個(gè)有20個(gè)小孔的蓮蓬頭，每個(gè)小孔直徑為0.5cm。如果水在軟管中的流速為1，試求由各小孔噴出的水流速率是多少？ 解：由有 所以m/s2-8 注射器活塞面積，針頭截面積。如

3、用4.9n的力水平推動(dòng)活塞將水射出，問使活塞移動(dòng)4cm需多少時(shí)間？解：水平管兩點(diǎn)（針管為點(diǎn)1，針頭為點(diǎn)2）壓強(qiáng)差為 m/s這里針管處的流速為二階小量，忽略。再由得 m/s所以 s2-9 水在粗細(xì)不均勻管道中流動(dòng)，a處流速為2.0，壓強(qiáng)比大氣壓高；b處比a處低1.0m，截面積比a處小一半。試求b處的計(jì)示壓強(qiáng)。 解：由連續(xù)方程知 m/sa、b間由伯努利方程得b點(diǎn)壓強(qiáng)為： pa故b處的計(jì)示壓強(qiáng)為1.4´104pa.2-10 水平管的截面積粗處為40，細(xì)處為10，粗細(xì)二處接一裝有水銀的u形管。用此水平管排水，其流量為。求：粗細(xì)兩處的流速；粗細(xì)兩處的壓強(qiáng)差；u形管中水銀柱的高度差。解：(1)

4、m/s m/s (2) 由伯努利方程得pa (3) , 所以cm2-11 用一截面積為5的虹吸管把容積極大的容器中的水吸出。虹吸管最高點(diǎn)在水面上1.2m處，出口在水面下0.6m處。試求在定常流動(dòng)條件下，管內(nèi)流量與最高點(diǎn)壓強(qiáng)。解： 最高點(diǎn)和出口點(diǎn)伯努利方程為 解出pa。再由最高點(diǎn)和容積液面某的點(diǎn)伯努利方程為 所以m/s, m3/s題圖2-2 習(xí)題2122-12 如題圖2-2所示，理想液體在水平管中作定常流動(dòng)。a、b兩處之截面積分別為、，b處與大氣相通，壓強(qiáng)為p0。若a處用一豎直細(xì)管與注有同種液體的容器c相通。試證：豎直管剛好吸起容器c中液體的對應(yīng)高度。式中q為水平管中的流量。證明： 解以上方程得

5、 題圖2-3 習(xí)題2132-13 有一截面積很大的壓力水柜（題圖2-3），上面封閉氣體的壓強(qiáng)為10atm，其下端連接一直徑為10cm的水管，出口處直徑為5cm。求圖中a、b點(diǎn)的壓強(qiáng)。 解：由c點(diǎn)和a點(diǎn)列伯努利方程為 由b點(diǎn)和a點(diǎn)列伯努利方程為 由c點(diǎn)和d點(diǎn)列伯努利方程為 由連續(xù)性方程，即c、d點(diǎn)伯努利方程變?yōu)?解出m/s；代入c、a點(diǎn)伯努利方程中得 所以；由知pb= 8.63×105pa2-14 勻速地將水注入容器中，注入流量為150。容器底部有一面積為0.5cm2的小孔使水不斷流出。求達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，容器中水的深度。 （0.45m）解：穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，m3/s m/s由兩點(diǎn)間伯努利方程

6、m題圖2-4 習(xí)題2152-15 水從大圓筒容器的小孔中噴出（題圖2-4）的速度為，容器的直徑為2m，噴口直徑為2cm。求此時(shí)水在大容器中的下降速度；大容器中高4m處的壓強(qiáng)； 大容器內(nèi)的水位與噴出水柱的高度。解：（1）由m/s（2）pa（3）, m 由得h = 7.2 m2-16 設(shè)血液的粘度為3.5×10-3，若以72的平均流速通過主動(dòng)脈，試用臨界雷諾數(shù)為1000來計(jì)算其產(chǎn)生湍流時(shí)的半徑（血液密度為。有必要指出，此計(jì)算值低于實(shí)際產(chǎn)生湍流時(shí)的半徑）。 解：由雷諾數(shù)公式得 m2-17 一個(gè)紅細(xì)胞可近似看為一個(gè)半徑為2.8×m的小球，它的密度為。試計(jì)算它在重力作用下在37的血液

7、中沉淀1cm所需的時(shí)間（血漿的）。如果用一臺(tái)加速度為的超速離心機(jī)，問沉淀同樣距離所需時(shí)間又是多少？ 解：由知 (1) cm/s s (2) cm/s 2-18 使體積為25cm3的液體在均勻水平管內(nèi)從壓強(qiáng)為1.3×105pa的截面流到壓強(qiáng)為1.1×105pa的截面，求克服粘性力所作的功。解：j 2-19 液體中有一空氣泡，其直徑為1mm，密度為，液體的密度為，粘度為0.15。求該空氣泡在液體中上升的終極速度。 解：由知 m/s2-20 尿從計(jì)示壓強(qiáng)為40mmhg的膀胱通過尿道排出。若尿道長4cm，排尿流量21,尿液粘度為6.9×10-4。試計(jì)算尿道的有效直徑。 解：由 mm2-21 通過一毛細(xì)血管中心的血流速度，毛細(xì)血管長為0.1cm，半徑為2×10-4cm。求：通過此毛細(xì)血管的血流量；從通過主動(dòng)脈的血流量是83這一事實(shí)試估計(jì)體內(nèi)毛細(xì)血管的總數(shù)。 解：（1）由知 ； m3/s （2）題圖25 習(xí)題2232-22 成年人的主動(dòng)脈半徑為1.3×10-2m，血液粘度為3.0×10-3。試求單位長度的流阻。如遇大出血，血流量增大為5.0×10-4，求單位長度上的血壓降。 解： pa/m2-23 如題圖2-5所示，在大容器中裝有的硫酸。硫酸從液面下h5cm深處的長l1