第1章 测试题
一、思考题
1.1试从力学的角度，比较流体与固体的差别。 1.2气体和液体的物理力学特性有何差别？
1.3何为连续介质？流体力学中为何需要引入连续介质假设？ 1.4什么是牛顿内摩擦定律？它的应用条件是什么？ 1.5流体的动力粘滞系数与运动粘滞系数有何不同？
1.6流体的动力粘性与哪些因素有关？它们随温度是如何变化的？ 1.7流体的粘性力与固体的摩擦力有何本质区别？ 1.8何谓理想流体？引入理想流体模型的意义何在？
1.9何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 1.10为什么通常把水看作是不可压缩流体？ 1.11按作用方式区分作用在流体上有哪两类力？
1.12试述表面张力的定义，及其产生表面张力的机理。
1.13何谓附着力，何谓内聚力？试分析水和水银在毛细管中上升或下降的现象。 1.14为什么玻璃上一滴油总是近似呈球形？ 1.15测压管管径为什么不能过细？
1.16如何认识流体力学的研究方法将不断发展和创新？
二、选择题
1.1在常温下水的密度为 kg/m3。（C） (A) 10 (B) 100 (C) 998.2 (D) 1000
1.2在标准大气压下200C时空气的密度为 kg/m3。（A） (A) 1.2 (B) 12 (C) 120 (D) 1200 1.3温度升高时，水的粘性 。（A）
(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定 1.4温度升高时，空气的粘性 。（B）
(A) 变小 (B) 变大 (C) 不变 (D) 不能确定 1.5动力粘滞系数?与运动粘滞系数?的关系为 。（D） (A) ?? (B)
??? (C) (D) ??p1.6运动粘滞系数的是 。（B）
(A) s/m (B) m/s (C) N.s/m (D) N.m/s 1.7流体的粘性与流体的 无关。（D）
(A) 分子内聚力 (B) 分子动量变换 (C) 温度 (D) 速度梯度 1.8与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 。（C）
(A) 切应力与速度 (B) 切应力与剪切变形 (C) 切应力与剪切变形速度 (D) 切应力与压强
1.9液体体积压缩系数是在 条件下单位压强引起的体积变化率。（B）
2222(A) 等压 (B) 等温 (C) 等密度 (D) 体积不变 1.10 是非牛顿流体。（D）
(A) 空气 (B) 水 (C) 汽油 (D) 沥青 1.11静止流体 切应力。（C）
(A) 可以承受 (B) 能承受很小的
(C) 不能承受 (D) 具有粘性时可以承受 1.12表面张力系数的单位是 。（A）
23(A) N/m (B) N/m (C) N/m (D) N/s
1.13随温度升高，表面张力系数 。（B）
(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定 1.14毛细管中液柱高度的变化与 成反比。（D）
(A) 表面张力系数 (B) 接触角 (C) 粘性系数 (D) 管径 1.15作用在流体上的质量力包括 成反比。（D） (A) 压力 (B) 摩擦力 (C) 切应力 (D) 重力 1.16理想流体的特征是 。（C）
(A) 不可压缩 (B) 粘滞系数为常数 (C) 无粘性 (D) 符合牛顿内摩擦定律 1.17不可压缩流体的特征是 。（D）
(A) 温度不变 (B)密度不变 (C) 压强不变 (D) 体积不变 1.18单位质量力是指作用在单位 流体上的质量力。（C） (A) 面积 (B)体积 (C)质量 (D) 重量 1.19单位质量力的国际单位是 。（C）
23(A) N/m (B) N/m (C) N/kg (D) N
1.20按连续介质的概念，流体质点是指 。（C）
（A）流体的分子 （B）流体内的固体颗粒
（C）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 （D）几何的点
三、计算题
1.1 某油的密度为851kg/m3，运动粘度为3.39×106m2/s，求此油的重度γ、比容v和动力粘度μ。 1-2充满石油的油槽内的压强为5×105Pa,今由槽中排出石油40kg，使槽内压强降到1×105Pa，设石油的体积模量K＝1.32×109 Pa，石油的密度ρ=880kg/m3。试求油槽的体积。
﹣
1.3 粘度μ=3.92×102Pa·s的粘性流体沿壁面流动，距壁面y处的流速为v=3y+y2（m/s），试求壁面的切应力。(11.76×10-2Pa)
1.4在相距1mm的两平行平板之间充有某种黏性液体，当其中一板以1.2m/s的速度相对于另一板作等速移动时，作用于板上的切应力为3 500 Pa。试求该液体的粘度。(2.917Pa.s)
1.5如图1所示，一圆锥体绕竖直中心轴作等速转动，锥体与固体的外锥体之间的缝隙δ=1mm，其间充满μ=0.1Pa·s的润滑油。已知锥体顶面半径R=0.3m,锥体高度H=0.5m,当锥体转速n=150r/min时，求所需旋转力矩。(38.83N.m)
1.6如图2所示，上下两平行圆盘，直径均为d，间隙为δ，其间隙间充满黏度为μ的液体。若下盘
－
4???d固定不动，上盘以角速度?旋转时，试写出所需力矩M的表达式。(M?)
32?
图1 图2
1.7当压强增量?p=5×104N/m2时，某种液体的密度增长0.02%。求此液体的体积弹性模量。(11.76×108Pa)
1.8如图3所示，一圆筒形盛水容器以等角速度?绕其中心轴旋转。试写出图中A(x,y,z)处质量力的表达式。(fx??2x,fy??2y,fz??2y)
图3 图4
1.9图4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热胀系数α=0.000 5/℃。求膨胀水箱的最小容积。(0.2m3)
1.10汽车上路时，轮胎内空气的温度为20℃，绝对压强为395kPa，行驶后，轮胎内空气温度上升到50°С，试求这时的压强。(435.4kPa) 1.11图5为压力表校正器。器内充满压缩系数为k=4.75×10﹣10m2/N的油液。器内压强为105Pa时，油液的体积为200mL。现用手轮丝杆和活塞加压，活塞直径为1cm，丝杆螺距为2mm，当压强升高至20MPa时，问需将手轮摇多少转？(12转)
图5 图6
1.12黏度测量仪有内外两个同心圆筒组成，两筒的间隙充满油液。外筒与转轴连接，其半径为r2,旋转角速度为?。内筒悬挂于一金属丝下，金属丝上所受的力矩M可以通过扭转角的值确定。外筒与内筒底面间隙为a，内筒高H，如图6所示。试推出油液黏度?的计算式。
??M?a?r14???1?22ar2H??r12?r2?r1??
1.13内径为1mm的玻璃毛细管插在水银中，如图7所示。水银在空气中的表面张力系数为
0.514N/m，水银与玻璃的接触角???1400，水银的密度13600kg/m3。试求毛细管内外水银液
面的高度差d。(11.8mm)
1.14设一平壁浸入体积很大的水中，由于存在表面张力，在靠近壁面的地方要形成一个曲面，如图
1d2y8所示。假设曲面的曲率半径r可以表示成?，接触角?和表面张力系数?已知。试确定平
rdx2壁附近水面的形状和最大高度h。(y?1tan??g/?exp?x?g/?,h???1tan??g/?)
图7 图8