新概念物理教程力學答案詳解(五)新概念物理教程力學答案詳解(五)新概念物理教程力學答案詳解(五)新概念物理教程力學答案詳解(五)編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:新力學習題答案（五）5—1．如本題圖所示為圓筒狀鍋爐的橫截面，設氣體壓強為p，求壁內的正應力。已知鍋爐直徑為D，壁厚為d（D>>d），應力在壁內均勻分布。5—2．（1）矩形橫截面桿在軸向拉力的作用下產生拉伸應變為，此材料的泊松比為，求證體積的相對改變為：（2）式中是否適用于壓縮（3）低碳鋼的楊氏模量為Y=*1010Pa,泊松比為,受到的拉應力為=,求桿體積的相對改變。5—3．在剪切鋼板時，由于刀口不快，沒有切斷，該材料發生了剪切形變。鋼板的橫截面積為S=90cm2，二刀口間的距離為d=，當剪切力為F=7*105N時，已知鋼板的剪變模量為G=8*1010Pa，求：（1）鋼板中的剪切應力；（2）鋼板的剪切應變；（3）與刀口齊的兩個截面所發生的相對滑移。5—4．矩形橫截面邊長2:3的梁在力偶矩作用下發生純彎曲。對于截面的兩個不同取向，同樣的力偶矩產生的曲率半徑之比為多少5—5．試推導鋼管扭轉常量D的表達式。5—6．一鋁管直徑為4cm,壁厚1mm,長10m,一端固定，另一端作用一力矩，求鋁管的扭轉角。對同樣尺寸的鋼管再計算一遍。已知鋁的剪變模量G=*1010Pa，鋼的剪變模量為*1010Pa.。5—7．用流體靜力學基本原理，論證液面上有大氣、物體全部浸在液體中的情況下的阿基米德原理。5—8．滅火筒每分鐘噴出60m3的水，假定噴口處水柱的截面積為，問水柱噴到2m高時其截面積有多大解：設噴口處為1處，水柱噴到2m處為2處依伯努力方程有：5—9．一截面為的均勻虹吸管從容積很大的容器中把水吸出。虹吸管最高點高于水面，出口在水下處，求水在虹吸管內作定常流動時管內最高點的壓強和虹吸管的體積流量。5—10．油箱內盛有水和石油，石油的密度為cm2，水的厚度為1m，油的厚度為4m。求水自箱底小孔流出的速度。5—11．一截面為A的柱形桶內盛水的高1度為H，底部有一小孔，水從這里流出。設水柱的最小截面積為S，求容器內只剩下一半水和水全部流完所需的時間t1和t2。5—12．在一20cm*30cm的矩形截面容器內盛有深度為50cm的水。如果從容器底部面積為的小孔流出，求水流出一半時所需的時間。5—13．如圖5—35a所示，在一高度為H的量筒側壁上開一系列高度h不同的小孔。試證明：當h=H/2時水的射程最大。解：設A為量筒截面面積，s為小孔面積5—14．推導文丘里流量計的流量公式。5—15．在盛水圓筒側壁上有高低兩個小孔，它們分別在水面之下25cm和50cm處。自它們設出的兩股水流在哪里相交5—16．如本題圖，A是一個很寬闊的容器，B是一根較細的管子，C是壓力計。（1）若拔去B管下的木塞，壓力計的水位將處在什么地方（2）若B管是向下漸細的，答案有何改變5—17．一桶的低部有一洞，水面距桶底30cm，當桶以120m/s2的加速度上升時，水自洞漏出的速度為多少5—18．如本題圖，方新形截面容器側壁有一小孔，其下緣的高度為h。將孔封住時，容器內液面高度達到H，此容器具有怎樣的水平加速度a，即使將孔打開，液體也不會從孔中流出此時液面是怎樣的5—19．使機車能在行進時裝水，使用的裝置如本題圖所示，順著鐵軌裝一長水槽，以曲管引至機車上。曲管之另一端浸入水槽中，且其開端朝向運動的前方。試計算，火車的速度多大，才能使水升高解：由題意知：流入曲管的水的速度（也是相對水槽的速度）就是火車的速度。依伯努力方程有：5—20．試作下擊式水輪機最大功率和轉速的計算。如本題圖所示，設水源高h=5m，水流截面積s=，輪的半徑R=；還不假定水連續不斷地打在漿葉上，打擊后水以漿液的速度流去。5—21．在一截面積為50cm2的水管上接有一端彎管，使管軸偏轉750。設管中水的流速為s。計算水流作用在彎管上力的大小和方向。5—22．在重力作用下，某液體在半徑為R的豎直圓管中向下作定常層流，已知液體的密度為，測得從管中流出的體積流量為Q，求（1）液體的粘滯系數；（2）管軸處的流速。解：該圓管是豎直放置的。可參照泊蕭葉公式的推導過程求解。5—23．粘滯流體在一對無限大平行平面板之間流動。試推導其橫截面上的速度分布公式。解：如圖所示，以中心軸為x軸，建立如圖所示的坐標系，在y+dy之間取一面積為s,寬為dy的流體。設v沿正x方向，分析其受力：5—24．密度為cm3、直徑為的玻璃在一盛甘油的筒中自靜止下落。若測得小球的恒定速度為s，試計算甘油的粘滯系數。甘油的密度為cm3。解：依斯托克斯公式有：5—25．一半徑為的小空氣泡在密