水力學(xué)習(xí)題評(píng)講2.

1、題2.3圖hANN2.3 2.3 用圖示用圖示U形管量測(cè)密閉盛水容器中形管量測(cè)密閉盛水容器中A A點(diǎn)壓強(qiáng)，管右端開(kāi)口通點(diǎn)壓強(qiáng)，管右端開(kāi)口通大氣，如果大氣，如果h1=1m ，求，求A A點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)，并分別用點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)，并分別用國(guó)際單位國(guó)際單位( (N/m2) ，水柱高度（，水柱高度（m），水銀柱高度（），水銀柱高度（mm）表示。）表示。21000 9.8 19.8/APghkN m 水（）2989.8107.8/aAPPPkN mAbs（）11AbsPhmg水水水柱解：取等壓面解：取等壓面N-NN-N，A A點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)：點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)：A A點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)：點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)：A A

2、點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)用水柱表示點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)用水柱表示107.8808.813600 9.8absPhg汞汞（mm汞柱）1m水h水柱9.873.6133.28APhmmg汞汞汞柱用用mm汞柱表示為汞柱表示為A A點(diǎn)相對(duì)壓：用水柱表示為點(diǎn)相對(duì)壓：用水柱表示為用汞柱表示用汞柱表示31/700mkg32/1000mkg33/1600mkgpa172002.10 2.10 圖示容器中盛有三種不相混合的液體，其密度分別為圖示容器中盛有三種不相混合的液體，其密度分別為，在容器右側(cè)壁上安裝三根測(cè)管，在容器右側(cè)壁上安裝三根測(cè)管E、F、G，左側(cè)壁上安裝有左側(cè)壁上安裝有U形水銀測(cè)壓計(jì)，容器上部壓力表的讀數(shù)為形水銀測(cè)壓計(jì)，容器上

3、部壓力表的讀數(shù)為Ph試求：（試求：（1 1）測(cè)壓管）測(cè)壓管E E、F F、G G中液面的高程；中液面的高程；（2 2）水銀測(cè)壓計(jì)的液面高差）水銀測(cè)壓計(jì)的液面高差（注：不計(jì)空氣質(zhì)量）。（注：不計(jì)空氣質(zhì)量）。 題2.10圖hGFEp1空氣2320.015.011.68.06.04.0p1117200700 9.8 (15 11.6)40524EPPghpapa 表1(11.6)40524,12.5EEg HpaHm解：測(cè)管解：測(cè)管E E：12217200(15.0 11.6)(11.68.0)(8.0)Fggg H17200700 9.8 3.4 1000 9.8 3.61000 9.8 (8.0

4、)FH12.2FHm123317200(15.0 11.6)(11.68.0)(8.06.0)GggggH17200700 9.8 3.4 1000 9.8 3.6 1600 9.8 21600 9.8GH10.6GHmPH22(8.0)(8.04.0)Fppg HggH1000 9.8 (12.28.0)1000 9.8 413600 9.8pH0.6PHm 測(cè)管測(cè)管F F：得：得：測(cè)管G：得：題2.10圖hGFEp1空氣2320.015.011.68.06.04.0p求cmh201cmh302cmh5030pp， 、2.12 圖示為一測(cè)壓裝置，容器A中水面上壓力表M的讀數(shù)為0.3個(gè)大氣壓，

5、 , , ，該測(cè)壓裝置中U形上部是酒精，其密度為800kg/m3，試求容器B中氣體的壓強(qiáng) 分別為水、水銀、酒精的密度。題2.12圖水銀h11p酒精水水Ah2M氣體4Bh103DDN NC C20.3 1000 9.829.4(/)MpkN m1211()MBpg hhpghghghp0p水21112()28.812(/)BMppg hhghghghkN mp0p水解：壓力表讀數(shù)解：壓力表讀數(shù)作等壓面作等壓面DD、NN、CC水題2.17圖z1p02zN N01213600 9.8 0.056.664/abspgzkN m汞20226.664/0.68abspgzkN mzm水，得mmz5010a

6、bsp2z2.172.17如圖所示容器中，兩測(cè)壓管的上端封閉，并為完全真空，如圖所示容器中，兩測(cè)壓管的上端封閉，并為完全真空，測(cè)得測(cè)得 ，求封閉容器中液面上的絕對(duì)壓強(qiáng)，求封閉容器中液面上的絕對(duì)壓強(qiáng) 及及之值。之值。 解：解：題2.19圖水油B60h12h0A60mh0 . 11mh0 . 223/33.816mkg油2.19 2.19 設(shè)一受兩種液壓的平板設(shè)一受兩種液壓的平板ABAB如圖所示其傾角，如圖所示其傾角，上部油的深度上部油的深度 ，下部水的深度，下部水的深度 ，油，油的密度的密度 ，求作用在，求作用在AB板上（單寬）的板上（單寬）的靜水總壓力及其作用點(diǎn)的位置。靜水總壓力及其作用點(diǎn)的位

7、置。1p，板的面積為，板的面積為A1,解：解析法求解，由于解：解析法求解，由于AB板浸在兩種不同的液體中，計(jì)算板浸在兩種不同的液體中，計(jì)算分為分為AE板和板和BE板板對(duì)于對(duì)于AE板部分：板部分：設(shè)此部分板上受到的靜水壓力為設(shè)此部分板上受到的靜水壓力為111(/24.619pghAkN油）111110.77xcccIyymyA2241.072EBpppAkN32/12(/2)(/2)2.502BEyAEBEAEBEBEm124.61941.10745.725pppkN1122Dpyp yp y4.619 0.7741.107 2.5022.327Dym2.02DHm，題2.19圖水油B60h12

8、h0A對(duì)于對(duì)于BE板部分：設(shè)此部分板的面積為板部分：設(shè)此部分板的面積為A2，靜水壓力為，靜水壓力為p2, ,p2的作用點(diǎn)距的作用點(diǎn)距A A為為y2060題2.19圖B2h1h水油A gh油 gh水采用幾何法：畫(huà)出壓強(qiáng)分布圖如圖所示；靜水總壓力為采用幾何法：畫(huà)出壓強(qiáng)分布圖如圖所示；靜水總壓力為1232o2212111gh1/sin60122sin60oFFFFhghgh油水水靜水總壓力合力作用線位置靜水總壓力合力作用線位置可以采用合力之矩定理求得，可以采用合力之矩定理求得，設(shè)合力作用點(diǎn)為設(shè)合力作用點(diǎn)為D點(diǎn)，則點(diǎn)，則112213212/sin6032/sin6031/sin602oooF ADFh

9、FhhFhh題2.20圖hhaPDCDECBdFGFT60TF2.20 2.20 有一圓形平板閘門鉸接于有一圓形平板閘門鉸接于B，如圖所示。閘門的直徑，如圖所示。閘門的直徑d=1m，水平傾角，水平傾角 ，閘門中心點(diǎn)位于上游水面以下，閘門中心點(diǎn)位于上游水面以下4m處，閘門重處，閘門重G=980N，求閘門分別當(dāng)：，求閘門分別當(dāng)：（1 1）下游無(wú)水；（）下游無(wú)水；（2 2）下游水面與門頂同高時(shí)，在）下游水面與門頂同高時(shí)，在E處將處將閘門吊起所需的拉力閘門吊起所需的拉力 分別為多大分別為多大? ?解；根據(jù)解析法可得圖形平板解；根據(jù)解析法可得圖形平板閥門的靜水總壓力閥門的靜水總壓力2/430.79ccp

10、pAghdkN水42/644.632sin/4sinxccDcccIhdyymhyAd0BM/2 coscos0TGdpBDFd32.2TFkN總壓力總壓力P P的作用點(diǎn)的作用點(diǎn)根據(jù)根據(jù)題2.20圖hhaPDCDECBdFGFT可得可得30.79,3.33ccPp AkN Pp AkN左右142/64sin/4sin4.74xcDccccIyyyAhdhdmP左由（由（1 1）可知：）可知：的作用點(diǎn)的作用點(diǎn) yD1=4.632m，P右的作用點(diǎn)的作用點(diǎn)（2 2）根據(jù)解析法可得此時(shí)圖形閥門上的靜水總壓力）根據(jù)解析法可得此時(shí)圖形閥門上的靜水總壓力題2.20圖hhaPDCDECBdFGFT題2.20圖

11、hhaPDCDECBdFGFT0BM根據(jù)根據(jù)可得可得2/2coscos0TGdpBDFdp BD左右代入數(shù)據(jù)并整理可得代入數(shù)據(jù)并整理可得28.0TFkN當(dāng)下游水面與門頂同高時(shí)，在當(dāng)下游水面與門頂同高時(shí)，在E處處將閘門吊起所需要的拉力將閘門吊起所需要的拉力28.0TFkN2.22 2.22 高度高度H3m，寬度寬度b1m，的密閉高壓水箱，在水箱，的密閉高壓水箱，在水箱底部連接一水銀測(cè)壓計(jì)如圖所示，測(cè)得水銀柱高底部連接一水銀測(cè)壓計(jì)如圖所示，測(cè)得水銀柱高h(yuǎn)2=1m，水柱，水柱高高h(yuǎn)1=2m，矩形閘門，矩形閘門AB與水平方向成與水平方向成45角，轉(zhuǎn)軸在角，轉(zhuǎn)軸在A點(diǎn)。試點(diǎn)。試求為使閘門關(guān)閉所需施加在轉(zhuǎn)

12、軸上的鎖緊力矩。求為使閘門關(guān)閉所需施加在轉(zhuǎn)軸上的鎖緊力矩。 21Bghpgh汞水212113.68/BpghghkN m汞水解：（）求高壓水箱底部壓強(qiáng)解：（）求高壓水箱底部壓強(qiáng)如圖取等壓面如圖取等壓面-，則：，則：284.28/ABppgHkN m水（）箱頂壓強(qiáng)（）箱頂壓強(qiáng)題2.22圖h2pHBppABA1hFF12CD1357.35AFpAB bkN2.12ACm21()262.328BAFppAB bkN2.83ADm12933.97MFACFADkN m（）由靜水壓力施加的繞（）由靜水壓力施加的繞軸的力矩軸的力矩 （）為方便計(jì)算，可將壓強(qiáng)分布圖劃分為兩部分：（）為方便計(jì)算，可將壓強(qiáng)分布圖

13、劃分為兩部分：矩形部分壓力矩形部分壓力F1，作用點(diǎn)為，作用點(diǎn)為C，三角形部分提供的壓力為，三角形部分提供的壓力為F2，作用點(diǎn)為，作用點(diǎn)為D，題2.22圖h2pHBppABA1hFF12CDRhphpp1o2h題2.25圖13600 9.8 0.259.8 (1 0.6)0.5 0.529.24,xczPp AkN水平向左1000 9.8 2/30.5 0.52.57xPgVkN水，鉛直向下 ，mh6 . 01mh12mhP25. 0mR5 . 02.25 2.25 一密閉盛水容器，已知一密閉盛水容器，已知 ， ，水銀測(cè)壓計(jì)讀數(shù)水銀測(cè)壓計(jì)讀數(shù) 。試求半徑。試求半徑的球形蓋的球形蓋ABAB所受總壓

14、力的水平分力和鉛垂分力。所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。解：解：980042.58 52548FghbHkN 水平水2015 10cos30410 10cos303602=9800 9.88 8774.59ABOBDOADCEoFgVg VVVRgbkN 豎題2.28圖B4mHRAODCE2.28 圖示一溢流壩上的弧形閘門，已知圖示一溢流壩上的弧形閘門，已知R10m，閘門寬閘門寬b=8m，3030，試求作用在該弧形閘門上的靜水總壓力的大小及其，試求作用在該弧形閘門上的靜水總壓力的大小及其作用點(diǎn)的位置。作用點(diǎn)的位置。解：解： 2548FkN水平774.59FkN豎22=2663.14FFFkN豎

15、水平tan0.304,sin0.291,FF豎水平10hRsin2.91mh42.916.91m2.31 2.31 如圖所示，一箱形容器的斷面圖，箱長(zhǎng)為如圖所示，一箱形容器的斷面圖，箱長(zhǎng)為2 2m m，高，高h(yuǎn)=1.5mh=1.5m，箱內(nèi)充滿壓力水，壓力表的讀數(shù)為箱內(nèi)充滿壓力水，壓力表的讀數(shù)為2020kNkNm m2 2，用一個(gè)直徑為，用一個(gè)直徑為2 2m m的空心圓柱封住箱子的一角，求作用在圓柱面的空心圓柱封住箱子的一角，求作用在圓柱面ABAB上的靜水總壓力上的靜水總壓力的水平分力與垂直分布的大小及方向。的水平分力與垂直分布的大小及方向。解：設(shè)作用在圓柱面解：設(shè)作用在圓柱面AB上的上的靜水壓

16、力為靜水壓力為p，其水平分力，其水平分力為為px，鉛垂分力為，鉛垂分力為pz，設(shè)，設(shè)AB曲面在垂直方向的投影面積曲面在垂直方向的投影面積為為Az ，題2.31圖 h壓力表OrABDE0sin0.5 3020/9.82.041hmzOABOADE02PgV=g (AA) L2.0412.41 0.5cos301000 9.8 (1/3122=59.41kN水水（），方向水平向右；，方向水平向右；方向垂直向上。方向垂直向上。P(h/2hL=20000+1000 9.8 1.5/21.5 2=82.05xczpApgkN 表水）（）則則題2.31圖 h壓力表OrABDE3/800mkg油x0F O0

17、20.10.10.1-g 0.152 13600 9.8 0.1 1000 9.8 0.1 800 9.8 0.1524.5/pppgggkN m2.332.33如題圖如題圖2.332.33所示在容器上部有一半球曲面，試求該曲面所示在容器上部有一半球曲面，試求該曲面上所受的液體總壓力的大小和方向。容器中充滿油，密度為上所受的液體總壓力的大小和方向。容器中充滿油，密度為解：設(shè)半球曲面受到液體總壓解：設(shè)半球曲面受到液體總壓力為力為P，由于曲面的，由于曲面的ADAD部分與部分與BDBD部分位于相同的液體深度處，部分位于相同的液體深度處，故受到的水平總壓力互相抵消，故受到的水平總壓力互相抵消，故：故：設(shè)容器中設(shè)容器中0 0點(diǎn)處液體壓強(qiáng)為點(diǎn)處液