流体力学课后习题答案第一章

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02

3

G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0.5m的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？ 解： 

3

mg4419.807

899.3（58kg/m3） VV0.5

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。

解： 平板受力如图。

沿s轴投影，有：

Gsin20T0

T

U



AGsin20

Gsin2059.807sin200.6103

5.0102（kg∴）

sUA0.60.40.84

答：油的动力黏度5.010

2

kg

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。

U

解：



U



0.02

501000

20kN/m2） （

0.92

T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。

解： 选择坐标如图，在z处半径为r的微元力矩为dM。



dMdAr

其中 y

r

2rdz





2r3

cosr

dz

H



H

∴

M



2R33

3zdz H



R2

0.1163

21103

0.3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106

K1.98109（pa） 66

V51010

9

答：液体的体积弹性模量K1.9810 pa。

2

1.16 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为k=4.75×10-10m/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？

解： ∵ K

V 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）



4

d2lV

41.91064V

n12.10圈 2223dl110210

即要摇动12圈以上。

答：手轮要摇12转以上。

1.17 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨

胀水箱。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的膨胀系数V=0.00051/℃。求膨胀水箱的最小容积。

解： ∵V

V T

∴VVVT0.000518500.204（m3）

答：膨胀水箱的最小容积0.204 m3。

1.18 钢贮罐内装满10℃的水，密封加热到75℃，在加热增压的温度和压强范围内，水的

热膨胀系数V=4.1×10-4/℃，体积弹性模量k=2×109N/m，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。 解： ∵V

2

V T

V

VT V

∴自由膨胀下有：又∵K

p

VV

KVT4.11042109751053.3（Mpa） V

∴pK

加热后，钢罐内的压强为pp0p53.3Mpa。设p00（表压强）。

答：加热后罐壁承受的压强是53.3 Mpa。

1.19 汽车上路时，轮胎内空气的温度为20℃，绝对压强为395kPa，行驶后轮胎内空气的

的温度上升到50℃，试求这时的压强。

395V1p2V2pV

R T2732027350323395

435.4（kPa） 假设V1V2，可解得pp2

293

答：这时的压强为435.4 kPa。

解： 设满足理想气体方程，则有：

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02

3

G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0.5m的油料，重量为4410N，试求该油料的密度是多少？ 解： 

3

mg4419.807

899.3（58kg/m3） VV0.5

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。

解： 平板受力如图。

沿s轴投影，有：

Gsin20T0

T

U



AGsin20

Gsin2059.807sin200.6103

5.0102（kg∴）

sUA0.60.40.84

答：油的动力黏度5.010

2

kg

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。

U

解：



U



0.02

501000

20kN/m2） （

0.92

T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。

解： 选择坐标如图，在z处半径为r的微元力矩为dM。



dMdAr

其中 y

r

2rdz





2r3

cosr

dz

H



H

∴

M



2R33

3zdz H



R2

0.1163

21103

0.3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106

K1.98109（pa） 66

V51010

9

答：液体的体积弹性模量K1.9810 pa。

2

1.16 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为k=4.75×10-10m/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？

解： ∵ K

V 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）



4

d2lV

41.91064V

n12.10圈 2223dl110210

即要摇动12圈以上。

答：手轮要摇12转以上。

1.17 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨

胀水箱。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的膨胀系数V=0.00051/℃。求膨胀水箱的最小容积。

解： ∵V

V T

∴VVVT0.000518500.204（m3）

答：膨胀水箱的最小容积0.204 m3。

1.18 钢贮罐内装满10℃的水，密封加热到75℃，在加热增压的温度和压强范围内，水的

热膨胀系数V=4.1×10-4/℃，体积弹性模量k=2×109N/m，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。 解： ∵V

2

V T

V

VT V

∴自由膨胀下有：又∵K

p

VV

KVT4.11042109751053.3（Mpa） V

∴pK

加热后，钢罐内的压强为pp0p53.3Mpa。设p00（表压强）。

答：加热后罐壁承受的压强是53.3 Mpa。

1.19 汽车上路时，轮胎内空气的温度为20℃，绝对压强为395kPa，行驶后轮胎内空气的

的温度上升到50℃，试求这时的压强。

395V1p2V2pV

R T2732027350323395

435.4（kPa） 假设V1V2，可解得pp2

293

答：这时的压强为435.4 kPa。

解： 设满足理想气体方程，则有：