水力學(xué) 第一章習(xí)題課

水力學(xué)

第一章

習(xí)題課1.慣性、慣性力的定義及物理意義

慣性：物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)，稱為慣性。物理意義:慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。慣性力：當(dāng)物體受到外力作用時，物體運動狀態(tài)發(fā)生改變，由于物體的慣性引起對外界抵抗的反作用力叫做慣性力。物理意義：表現(xiàn)為物體在受到外力加速度作用時本身有抵抗力，無關(guān)于其他因素，只與物質(zhì)有關(guān)。2.物理量的基本量與導(dǎo)出量的關(guān)系是什么？在水力學(xué)中采用的國際單位制量綱系是什么？

基本量：物理量是通過描述自然規(guī)律的方程或定義新的物理量的方程而相互聯(lián)系的。因此，可以把少數(shù)幾個物理量作為相互獨立的，其他的物理量可以根據(jù)這幾個量來定義，或借方程表示出來。這少數(shù)幾個看作相互獨立的物理量，就叫做基本物理量，簡稱為基本量。導(dǎo)出量：其余的可由基本量導(dǎo)出的物理量，叫做導(dǎo)出物理量，簡稱為導(dǎo)出量。在國際單位制中共有七個基本量：長度，質(zhì)量，時間，電流，熱力學(xué)溫度，物質(zhì)的量和發(fā)光強度。物理學(xué)各個領(lǐng)域中的其他的量，都可以由這七個基本量通過乘、除、微分或積分等數(shù)學(xué)運算導(dǎo)出。3、什么叫做粘滯性？粘滯性對液體運動起什么作用？當(dāng)液體處在運動狀態(tài)時，若液體質(zhì)點之間存在著相對運動，則質(zhì)點間要產(chǎn)生內(nèi)摩擦力抵抗其相對運動，這種性質(zhì)稱為液體的粘滯性。此內(nèi)摩擦力稱粘滯力。

內(nèi)摩擦力的作用是抵抗液體內(nèi)部的相對運動，從而影響著液體的運動狀況，由于粘滯性的存在，液體在運動過程中因克服內(nèi)摩擦力而做功，故液體的粘滯性也是液體中發(fā)生機械能量損失的根源。

4、不同液體類型的切應(yīng)力與流速梯度、剪切變形速度的關(guān)系是什么？牛頓流體：在溫度不變條件下，流體的動力粘度值不變，切應(yīng)力與剪切變形成正比。非牛頓液體：理想賓漢流體，在切應(yīng)力達(dá)到某一值時，才開始剪切變形，但變形率是常數(shù)。偽塑性流體：粘度隨剪切變形速度的增加而減少。膨脹性流體：粘度隨剪切變形速度的增加而增加。Tips：P10圖1.3，掌握！5、什么是汽化現(xiàn)象？什么是空化現(xiàn)象？影響該現(xiàn)象的關(guān)鍵因素是什么？汽化現(xiàn)象：物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的相變過程?？栈F(xiàn)象：當(dāng)液體某處的壓強低于當(dāng)?shù)販囟葪l件下的汽化壓強時，液體汽化產(chǎn)生的氣泡將不斷膨脹，體積變大，產(chǎn)生空化現(xiàn)象。關(guān)鍵因素：汽化~溫度空化~壓強6、理想液體的基本假設(shè)是什么？理想液體與實際液體的根本區(qū)別何在？把液體看作絕對不可壓縮、不可膨脹、無粘滯性、無表面張力的連續(xù)介質(zhì)。

實際液體的壓縮性、膨脹性、表面張力很小與理想液體相差不大，故根本區(qū)別為是否考慮粘滯性。7、作用于液體上的力可以分為哪兩類？二者有何區(qū)別？試舉例說明之。作用于液體上的力可以分為表面力、質(zhì)量力。

表面力：作用于液體的表面，并與受作用的表面面積成比例的力。

例如固體邊界對液體的摩擦力，邊界對液體的反作用力。質(zhì)量力：通過所研究液體的每一部分質(zhì)量而作用于液體的，其大小與質(zhì)量成比例。例如重力，慣性力。8、試深入說明都江堰水利樞紐工程主要組成及其應(yīng)用的水力學(xué)基本原理。

主要組成：魚嘴，飛沙堰溢洪道，寶瓶口進水口。主要作用：引流輸沙。推薦文獻(xiàn)：1、DujiangyanIrrigationSystemeaworldculturalheritagecorrespondingtoconceptsofmodernhydraulicscience，ShuyouCao2、HydraulicPrinciplesofthe2,268-Year-OldDujiangyanProjectinChina，ShanghongZhang在群里分享。1、利用LMT量綱系，推導(dǎo)液體動力粘度η的量綱。

Tips：動力粘度、運動粘度量綱務(wù)必掌握。并受溫度、壓強影響p9

Tips：1、求導(dǎo)注意不要出現(xiàn)錯誤。2、根據(jù)水溫查表密度。同理可求得在水面切應(yīng)力為03、若某電梯以大小為a的加速度垂直上升，試問電梯內(nèi)質(zhì)量為m的物體所受的單位質(zhì)量力為多少。

因為物體垂直上升，所以只有在z方向上有單位質(zhì)量力，因此

因此，單位質(zhì)量力是g+a，方向豎直向上。

因平板在油面上速度呈直線分布，因此