流体力学 刘鹤年（第二版）第1、2、3、4章课后习题答案 中国建筑

第一章习题答案

选择题（单选题）

1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d）

（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c）

（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d）

（a）N；（b）Pa；（c）N/kg；（d）m/s2。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）

（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d）剪应力和流速。

1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b）

（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。 1.6 流体运动黏度?的国际单位是：（a）

（a）m/s2；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N?s/m2。 1.7 无黏性流体的特征是：（c）

（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合

p??RT。

1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a）

（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。 1.9 水的密度为1000kg/m，2L水的质量和重量是多少？ 解： m??V?100?0（kg） 0.0?023G?mg?2?9.807?19.614（N）

答：2L水的质量是2 kg，重量是19.614N。

1.10 体积为0.5m3的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？ 解： ??mGg44109.807kg/m3） ???899.3（58VV0.5答：该油料的密度是899.358 kg/m3。

1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa?s，其密度为850kg/m，试求其运动黏度。

3解：???0.005??5.882?10?6（m2/s） ?850答：其运动黏度为5.882?10?6 m2/s。

1.12 有一底面积为60cm×40cm的平板，质量为5Kg，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，

平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm，若下滑速度0.84m/s，求油的动力黏度?。

0.6mmFsTU20°GG

解： 平板受力如图。

UsG沿s轴投影，有：

TN

G?sin20?T?0

T??U??A?G?sin20

G?sin20??5?9.807?sin20?0.6?10?3??5.0?10?2（kg∴??m?s） U?A0.6?0.4?0.84答：油的动力黏度??5.0?10?2kgm?s。

1.13 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm；

涂料的黏度?=0.02Pa?s，模具的直径为0.9mm，长度为20mm，导线的牵拉速度为50m/s，试求所需牵拉力。

20mm005mmττUU

解： ???U??0.0?250?1000?20kN/m2） （

?0?.82?0.9T??d?l?????0.8?10?3?20?10?3?20?1.01（N）

答：所需牵拉力为1.01N。

1.14 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转?=16rad/s，锥体与固定壁面间的距离?=1mm，用?=0.1Pa?s的润滑油充满间隙，锥底半径R=0.3m，高H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。

ωRHδ

解： 选择坐标如图，在z处半径为r的微元力矩为dM。

zθox?dM??dA?r?其中 ry

r???2?rdz???2?r3?cos??r?H2?R2?dz

HR?zH

H∴ M??0H2?R22???R33??3zdz H?H?????3?RH2?R2 2???0.1?1632?1?10?3?0.3?0.52?0.32 ?39.568（N?m）

答：作用于圆锥体的阻力矩为39.568N?m。

1.15 活塞加压，缸体内液体的压强为0.1Mpa时，体积为1000 cm3，压强为10Mpa时，

体积为995 cm3，试求液体的体积弹性模量。 解： ?p??10?0.Mpa9.9） ?1?10?（

6?V??995?1000??10?6??5?10?6（m3）

?p9.9?106K?????1.98?109（pa） ?6?6?VV?5?101000?10答：液体的体积弹性模量K?1.98?109 pa。

1.16 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为k=4.75×10-10m2/N的液压油，由手轮

丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为1cm，丝杠螺距为2mm，加压前油的体积为200mL，为使油压达到20Mpa，手轮要摇多少转？

d

解： ∵ K???VV ?p?10∴ ?V??KV?p??4.75?10设手轮摇动圈数为n，则有n??200?10?6?20?106??1.9?10?6（m3）

?n?4?V??12.10圈

?d2?l???1?10?2?2???2?10?3?44???1.9?10?6?d2??l??V

即要摇动12圈以上。