水力学第二章课后答案说课材料.doc

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1 2 6 11答案在作业本
2.12 （注：书中求绝对压强）用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m，试求水面的压强。

解：

（kPa）
答：水面的压强kPa。

2-12形平板闸门，一侧挡水，已知长=2m，宽=1m，形心点水深=2m，倾角=，闸门上缘处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力。

解：（1）解析法。
（kN）

2-13矩形闸门高=3m，宽=2m，上游水深=6m，下游水深=4.5m，试求：（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。

解：（1）图解法。
压强分布如图所示：

∵

（kPa）
（kN）
合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面处。
（2）解析法。
（kN）

（m）
（kN）
（m）
合力：（kN）
合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）：

（m）
答：（1）作用在闸门上的静水总压力kN；（2）压力中心的位置在闸门的几何中心，即距地面处。

2-14矩形平板闸门一侧挡水，门高=1m，宽=0.8m，要求挡水深超过2m时，闸门即可自动开启，试求转轴应设的位置。

解：当挡水深达到时，水压力作用位置应作用在转轴上，当水深大于时，水压力作用位置应作用于转轴上，使闸门开启。
（kPa）
（m）
∴转轴位置距渠底的距离为：（m）
可行性判定：当增大时增大，则减小，即压力作用位置距闸门形越近，即作用力距渠底的距离将大于米。
答：转轴应设的位置m。

2 -16一弧形闸门，宽2m，圆心角a=°30，半径R=3m，闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。

2-18球形密闭容器内部充满水，已知测压管水面标高=8.5m，球外自由水面标高=3.5m，球直径=2m，球壁重量不计，试求：（1）作用于半球连接螺栓上的总压力；（2）作用于垂直柱上的水平力和竖向力。

解：（1）取上半球为研究对象，受力如图所示。

∵

（kN）
∴（kN）
（2）取下半球为研究对象，受力如图。

∵（kN）

答：（1）作用于半球连接螺栓上的总压力为kN；（2）作用于垂直柱上的水平力和竖向力。

2-19密闭盛水容器，水深=60cm，=100cm，水银测压计读值=25cm，试求半径=0.5m的半球形盖所受总压力的水平分力和铅垂分力。

解：（1）确定水面压强。

（kPa）
（2）计算水平分量。

（kN）
（3）计算铅垂分力。
（kN）
答：半球形盖所受总压力的水平分力为kN，铅垂分力为kN。
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