物理学第3版习题解答_第1章流体的运动

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1、第1章流体的运动2-11-1横截面是4m的水箱，下端装有一个导管，水以2m·s的速度由这个导管流出。如果导管的2横截面是10cm，那么水箱内水面下降时的速度是多大?解：根据连续性原理，得4S1v1210104vm/s510m/s2S42l-2有一水管，如图所示，设管中的水作稳定流动。水流过A管后，分B、C两支管流出。已知三管222-1的横截面积分别为SA=100cm，SB=40cm，SC=80cm。A、B两管中的流速分别为vA=40cm·s及vB=30-1cm·s。则C管中的流速vC等于多少?解：根据连续性原理，得SvSvSvAABBCCSvS

2、v100404030AABB所以Vcm/s35cm/sCS80C题l-2-11-3水平放置的自来水管，粗处的直径是细处的2倍。若水在粗处的流速和压强分别为1.0m·s和51.96×10Pa，那么水在细处的流速和压强各是多少？d122()Sr112解：42dS2r2(1)22根据连续性方程，得S1vv41m/s4m/s21S2根据伯努利方程，1212pvghpvgh11122222122513225得：pp(vv)1.961010(14)Pa1.88510Pa211222321-4灭火水枪每分

3、钟喷出60m的水，若喷口处水柱的截面积为1.5cm，问水柱喷到2m高时的截面积有多大？V603解：vm/s6.6710m/s14St1.510601212根据伯努利方程vvgh122222323得vv2gh(6.6710)21026.6710m/s212根据连续性原理，得2S1.5cm21-11-5水在粗细不均匀的水平管中稳定流动，已知截面S1处的压强为110Pa，流速为0.2m·s；在截面S2处的压强为5Pa，求S2处的流速。解：根据伯努利方程1212pvpv112222得v0.5m/s2l-6如图所示，在一

4、竖直放置的大容器侧面，开一直径为2cm的小孔，孔的位置在水面以下10cm处。求单位时间从小孔流出的水的体积。解：根据伯努利方程，得v2gh2m/s24QSv4.4410m/s22题1-6-1-11-7水在管道中作稳定流动，在某点处流速为3m·s，而在比它高1m的另一点处的流速为4m·s。4-2已知低处的压强p1=1.8×10Pa，求高处的压强p2。(计算时取g=10m·s)。解：根据伯努利方程1212pvghpvgh11122222得：p4500Pa221-8一个大面积的水槽，其中所盛水的深度为0.3m。在槽的底部有一面积为5cm的圆

5、孔，水从圆孔连续流出。问：(1)水从圆孔流出的流量是多少?(2)在槽底以下多远的地方，水流的横截面积为圆孔面积的二分之一?解：v2gh6m/s43QSv5610m/s11根据连续性方程，得Sv11v26m/s2S2根据伯努利方程，得h0.9m1221-9一个顶端开口的圆筒容器，高为20cm，直径为10cm，在圆筒的底部中心，开一横截面积为1cm3-1的小圆孔，水从圆筒的顶部以140cm·s的流量由水管注入圆筒内。问圆筒中的水面可以升到多大的高度?解：v1.4m/s1根据伯努利方程方程，得h0.1m221-10在一横截面积为10cm的水平管内有水

6、流动，在管的另一段横截面积收缩为5cm。这两截面处的压强差为300Pa，问一分钟内从管中流出的水的体积多大?解：根据连续性原理：Svv222v1S21根据伯努利方程，得2v5m/s2523V2.6810m1-11化学上采用如图所示的方法洗瓶。已知h=20cm，则从A管吹进气体使瓶内压强p多大才能使-1水从管B以v=60cm·s的速度喷出?图1-18题1-11图图1-19题1-12图图1-20题1-13图解：根据伯努利方程，得1251323ppvgh(1.01310100.610100.2)Pa02251.034810Pa1-

7、12U形管能起水流虹吸管的作用(如图)。水在大气压的作用下从虹吸管流出。求：(1)水流的速度。(2)点A处的压强。解：（1）根据伯努利方程，得v235m/s（2）根据伯努利方程，得1224pp(vv)gh2.1310PaA0BAA231-13图中所示为一喷泉喷嘴的示意图，其上底面积为S1，下底面积为S2(S2>S1)，喷嘴的高度为h。已知该喷嘴能喷出高度为H的喷泉。求：(1)水的流量QV；(2)下底面处的压强p2，已知大气压强为p0。解：（1）水的流量QSv2gH11（2）根据伯努利方程，得2S1ppghgH(1)202S21-