A、(A) 分析法
B、(B) 压力图法
C、(C) 压力体法
D、(D) 压强分布图法
答案:ABCD
解析:在水利工程中,计算倾斜放置的矩形平面上的静水总压力是一个常见的问题。以下是对于题目中提到的各个选项的简要解析以及为何这些选项都是正确的答案:
A. 分析法:
分析法是通过数学公式直接计算静水压力的方法。它涉及到对受力面面积的积分以及水深与压力之间的关系。通常会使用积分计算从水面到受压面底部每一层水所产生的压力总和。
B. 压力图法:
压力图法是将水深对应的压强值绘制成图形,然后通过计算该图形下的面积来得到总压力。这种方法直观且易于理解,在工程实践中常用。
C. 压力体法:
压力体法是指确定一个由水表面、受压平面及垂直于这两个平面的线构成的三维体,此三维体即为压力体。压力体的体积等于作用在受压面上的静水总压力。
D. 压强分布图法:
压强分布图法类似于压力图法,但它更注重于展示整个受压面上压强的变化趋势,并通过计算压强分布图下的总面积来获得总压力。
以上四种方法都可以用来求解倾斜放置的矩形平面上的静水总压力,每种方法都有其适用场合和特点。因此,正确答案是ABCD。选择这些答案是因为它们都是有效的解决此类问题的技术手段。
A、(A) 分析法
B、(B) 压力图法
C、(C) 压力体法
D、(D) 压强分布图法
答案:ABCD
解析:在水利工程中,计算倾斜放置的矩形平面上的静水总压力是一个常见的问题。以下是对于题目中提到的各个选项的简要解析以及为何这些选项都是正确的答案:
A. 分析法:
分析法是通过数学公式直接计算静水压力的方法。它涉及到对受力面面积的积分以及水深与压力之间的关系。通常会使用积分计算从水面到受压面底部每一层水所产生的压力总和。
B. 压力图法:
压力图法是将水深对应的压强值绘制成图形,然后通过计算该图形下的面积来得到总压力。这种方法直观且易于理解,在工程实践中常用。
C. 压力体法:
压力体法是指确定一个由水表面、受压平面及垂直于这两个平面的线构成的三维体,此三维体即为压力体。压力体的体积等于作用在受压面上的静水总压力。
D. 压强分布图法:
压强分布图法类似于压力图法,但它更注重于展示整个受压面上压强的变化趋势,并通过计算压强分布图下的总面积来获得总压力。
以上四种方法都可以用来求解倾斜放置的矩形平面上的静水总压力,每种方法都有其适用场合和特点。因此,正确答案是ABCD。选择这些答案是因为它们都是有效的解决此类问题的技术手段。
A. (A) 曲面本身
B. (B) 液面或液面的延长面
C. (C) 曲面的四个周边向液面或液面的延长面所做的铅垂平面
D. (D) 过水断面
解析:本题考察的是水利工程中关于压力体构成的理解。
首先,我们来看各个选项的含义和与压力体构成的关系:
A. 曲面本身:在水利工程中,特别是在研究水压力时,我们首先要考虑的是产生压力的曲面本身。这个曲面是水与固体边界(如堤坝、闸门等)的接触面,是压力产生的直接来源,因此是压力体的一部分。
B. 液面或液面的延长面:液面是液体与空气或其他介质的分界面,也是确定压力方向和大小的重要基准。在某些情况下,当液体不能完全覆盖固体边界时,我们需要考虑液面的延长面来完整描述压力体的范围。因此,液面或液面的延长面也是压力体的重要组成部分。
C. 曲面的四个周边向液面或液面的延长面所做的铅垂平面:这些铅垂平面用于界定压力体在竖直方向上的边界。它们从曲面的周边出发,垂直于液面或液面的延长面,确保压力体在三维空间中得到准确描述。这些平面对于计算压力体的体积和确定压力大小至关重要。
D. 过水断面:过水断面通常指的是水流通过某一位置时的横截面。它更多地用于描述水流的形态和流量,而不是直接用于确定压力体的范围。因此,过水断面不是压力体的组成部分。
综上所述,压力体由曲面本身(A)、液面或液面的延长面(B)、以及曲面的四个周边向液面或液面的延长面所做的铅垂平面(C)共同组成。这些元素共同定义了压力体在空间中的位置和范围。
因此,正确答案是ABC。
A. (A) 微小流束
B. (B) 元流
C. (C) 流管
D. (D) 总流
解析:选项解析:
A. 微小流束:这个选项指的是一个非常小的流束,通常在分析流动问题时,将流体分割成无数微小流束以便于数学处理和理论分析。但是,这个术语并不特指被流管所包围的流体。
B. 元流:这个选项指的是理想的流体运动模型,即假设流体是充满流管并且流管内流体运动参数(如速度、压力等)仅仅是流管截面上位置的函数。元流的概念在流体力学中非常重要,用于简化和分析流动问题。
C. 流管:这个选项指的是由流线构成的假想管道,流体在流管内部流动,流管壁即为流线。流管可以包围一束液流,但它本身指的是这个假想的管道,而不是液流。
D. 总流:这个选项指的是整个流动区域内的流体运动,包含了所有的流束和流动特性,不仅仅限于流管内的流动。
为什么选这个答案:
正确答案是 AB。选择A和B的原因是:
A选项“微小流束”虽然不特指流管内的流动,但在流体力学分析中,经常将流管内的流动视为无数微小流束的组合来处理。
B选项“元流”正是指流管内充满的流体,并且这种流体运动模型假设流管内的流动参数仅随位置变化,符合题目的描述。
C选项“流管”描述的是流体流动的边界,而不是流管内的流体本身,因此不是最佳答案。D选项“总流”描述的是整个流动区域,过于宽泛,不符合题目中特指流管内流动的要求。因此,A和B是最符合题意的答案。
选择「段落」
可继续追问~
A. (A) 平面
B. (B) 曲面
C. (C) 压力线
D. (D) 等压面
解析:解析这道题需要理解“过水断面”的概念。在流体力学中,过水断面指的是水流通过的横截面,通常用来计算流量和其他水力学参数。
选项 A(平面):正确。在许多情况下,如渠道或管道中的水流,过水断面可以是一个平面。比如,矩形渠道的横截面就是一个平面。
选项 B(曲面):正确。在自然河流或一些特殊的水利设施中,过水断面可能不是简单的平面,而是由曲线构成的曲面。例如,圆管内部的横截面就是圆形,属于曲面的一种。
选项 C(压力线):错误。压力线描述的是流体中相同压力值的连线,它是一维的概念,并不是一个真正的断面。因此,它不能作为过水断面。
选项 D(等压面):错误。等压面是三维空间中具有相同压力的所有点构成的表面。虽然等压面是流体动力学中的一个重要概念,但它与定义过水断面无关。过水断面关注的是流体通过的面积而不是压力分布。
因此,正确答案是 AB。
A. (A) 斜交
B. (B) 垂直
C. (C) 平行
D. (D) 一致
解析:这个问题考察的是流体动力学中断面平均流速与过水断面中心点处流线方向的关系。我们来逐一分析各个选项:
A. (A)斜交:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向是斜交的。但在流体动力学中,尤其是在均匀流或近似均匀流的条件下,断面平均流速通常被定义为通过某一过水断面的所有流速的算术平均值,其方向应与该断面上大多数流体的运动方向相同或相近。因此,它不太可能与中心点处的流线方向斜交,特别是在没有强烈扰动或涡流的情况下。故A选项错误。
B. (B)垂直:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向垂直。这在实际情况中几乎不可能发生,因为流速和流线的方向在大多数情况下都是平行的或相近的,特别是在没有外力强烈改变流体方向的情况下。故B选项错误。
C. (C)平行:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向平行。在均匀流或近似均匀流中,这是正确的。因为断面平均流速反映了整个断面上流速的平均效果,其方向应与大多数流体的运动方向相同,即与中心点的流线方向平行。然而,需要注意的是,严格来说,“平行”可能过于绝对,因为在实际中可能存在微小的偏差或扰动。但在此题的语境下,可以认为C选项是正确的。
D. (D)一致:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向完全一致。在理想情况下或近似均匀流中,这是可以接受的描述。因为当流速分布相对均匀时,断面平均流速的方向可以非常接近甚至等同于中心点处流线的方向。所以D选项也是正确的。
综上所述,虽然C选项“平行”在描述上更为严谨,但D选项“一致”在实际情况和理想化条件下都是合理的。由于题目可能允许一定的理想化假设,且“一致”在含义上更为接近实际情况(尤其是在均匀流条件下),因此通常认为D选项更为全面和准确。但考虑到题目的多选性质,以及C选项在描述上的正确性(尽管可能略显严格),我们可以同时选择C和D。
因此,正确答案是C和D。
A. (A) 一元流
B. (B) 二元流
C. (C) 均匀流
D. (D) 非均匀流
解析:首先,我们来解析各个选项的含义:
A. 一元流:指的是流体的流动特性只用一个空间变量来描述的流动。也就是说,流线可以是曲线,但流速只在一个方向上有变化。
B. 二元流:指的是流体的流动特性需要用两个空间变量来描述的流动。这种流动在二维平面内发生,流线不一定是直线。
C. 均匀流:指的是流体在流动过程中,流速大小和方向都保持不变的流动,流线是平行直线。
D. 非均匀流:指的是流体在流动过程中,流速的大小和/或方向随位置变化的流动,流线不是平行直线。
接下来,解析为什么选择CD:
题目要求我们按照流线是否为平行的直线和流速是否沿程变化来分类水流。
选项C均匀流符合流线为平行的直线的特征,同时流速沿程不变,所以是正确答案之一。
选项D非均匀流则描述了流速沿程变化的情况,流线不是平行的直线,因此也符合题目的分类要求,是正确答案之一。
选项A和B描述的是流体流动的维度问题,而不是按照流线是否平行和流速是否变化来分类的,所以不符合题意。
因此,正确答案是CD。
选择「段落」
可继续追问~
A. (A) 测压管
B. (B) 差压计
C. (C) 比压计
D. (D) 虹吸管
解析:解析如下:
题目询问的是用来测量动水压强差的工具。在选项中:
A. 测压管:测压管通常是用来测量相对于大气压的液体压力,即测静水压头,它并不直接用于测量两个点之间的压强差。
B. 差压计:差压计是专门设计用来测量两点之间压力差异的仪器,它可以用来测量流体在不同位置或状态下的压强差,因此适用于动水压强差的测量。
C. 比压计:比压计也是一种可以测量两点之间相对压力差异的仪器,同样适用于动态条件下的压力测量。
D. 虹吸管:虹吸管主要用于液体的转移,并不是用来测量压强差的仪器。
根据以上分析,正确答案是 BC,因为差压计和比压计都可以用来测量动水压强差。
A. (A) 离心惯性力
B. (B) 重力
C. (C) 粘滞力
D. (D) 表面张力
解析:本题主要考察急变流条件下,哪些作用力对水流的影响不能忽略。
A选项:离心惯性力。在急变流中,由于水流方向迅速改变,会产生显著的离心惯性力。这种力对水流的运动轨迹、速度分布以及压力分布都有重要影响,因此在分析急变流时不能忽略。所以A选项正确。
B选项:重力。重力是水流运动的基本作用力之一,无论水流是急变还是缓变,重力都始终存在并影响水流。在急变流中,重力同样对水流的方向、速度和压力分布有重要影响。因此,B选项也是正确的。
C选项:粘滞力。粘滞力是流体内部由于分子间相互作用而产生的阻力。在急变流中,由于水流速度梯度大,粘滞力对水流的影响尤为显著。它会影响水流的能量损失、速度分布和流动形态。因此,在分析急变流时,粘滞力也是不能忽略的。所以C选项正确。
D选项:表面张力。表面张力主要作用于流体的自由表面,对流体内部的流动影响较小。在急变流中,虽然表面张力仍然存在,但其对水流整体运动的影响相对较小,通常可以忽略不计。因此,D选项错误。
综上所述,急变流条件下,离心惯性力、重力和粘滞力对水流的影响都不能忽略,而表面张力的影响则可以忽略。所以正确答案是ABC。
A. (A) 动能定理
B. (B) 动量定理
C. (C) 质量守恒定律
D. (D) 牛顿第二定理
解析:选项解析:
A. 动能定理:动能定理是能量守恒定律在动力学中的应用,它表述了在某一过程中物体动能的变化等于作用在物体上的外力做的功。在液体流动中,动能定理可以用来描述液体流动过程中能量的转换,从而建立能量方程。
B. 动量定理:动量定理表述的是力对时间的积累效应等于动量的变化,它主要用于描述流体动量的变化情况,而不是能量的守恒,因此不能直接用来建立能量方程。
C. 质量守恒定律:质量守恒定律指出,在一个封闭系统中,物质的质量是恒定不变的。在流体力学中,这一原理体现为连续性方程,它是流体运动的基本方程之一,但不是直接用来建立能量方程的。
D. 牛顿第二定理:牛顿第二定理表述的是力和加速度的关系,即F=ma。在流体力学中,可以通过牛顿第二定律来推导流体的动量方程,再结合质量守恒定律可以得到能量方程。
为什么选这个答案:AD
选择A是因为动能定理直接关联到能量守恒,是建立流体能量方程的基础。选择D是因为通过牛顿第二定理可以得到流体微元的加速度,从而结合连续性方程(质量守恒定律)推导出能量方程。因此,正确答案是AD。这里需要注意的是,虽然质量守恒定律(选项C)是流体力学的基本原理之一,但它通常与动量方程(由牛顿第二定理导出)结合使用,而不是单独用来建立能量方程。
选择「段落」
可继续追问~
A. (A) 均质的、不可压缩液体
B. (B) 水流为恒定流
C. (C) 作用于液体上的力只有重力
D. (D) 所选取的两个过水断面上的水流符合均匀流或渐变流条件
解析:这是一道关于应用伯努利方程(能量方程)的基本条件的选择题。伯努利方程是流体力学中的一个基本方程,它描述了在稳定流动中,流体的压力能、动能和位能之间的转换关系。以下是针对每个选项的解析:
A. 均质的、不可压缩液体:伯努利方程适用于不可压缩流体,即流体的密度在整个流场中保持不变。均质意味着流体的性质如密度在整个体积内相同。
B. 水流为恒定流:这意味着流体流动是稳定的,流速、压力等参数不会随着时间变化而变化。这是应用伯努利方程的一个重要前提。
C. 作用于液体上的力只有重力:当只有保守力(例如重力)作用在流体上时,伯努利方程可以直接应用。如果有其他非保守力(如摩擦力),则需要对伯努利方程进行修正。
D. 所选取的两个过水断面上的水流符合均匀流或渐变流条件:这意味着在所研究的两个截面之间,流速和压力的变化应该是缓慢且连续的,而不是突变的。这是为了保证能量转化过程中的连续性。
正确答案是ABCD,因为上述所有条件都是使用伯努利方程时必须满足的前提条件。如果这些条件都被满足,那么就可以使用伯努利方程来分析流体系统中的能量转换。
A. (A) 水泵
B. (B) 风机
C. (C) 水轮机
D. (D) 水车
解析:本题考察的是流体机械对能量方程应用的影响。
选项A(水泵):水泵是一种流体机械,用于将液体从低处输送到高处或增加液体的压力。在工作过程中,水泵需要消耗外部能量(如电能)来推动流体,因此,当两断面间存在水泵时,需要考虑这部分能量输入,所以应该使用有能量输入的能量方程。故A选项正确。
选项B(风机):虽然风机主要用于气体而非液体,但其工作原理与水泵类似,即通过消耗外部能量来推动流体(在这里是气体)流动。因此,在两断面间存在风机时,同样需要考虑能量输入,使用有能量输入的能量方程。故B选项正确。
选项C(水轮机):水轮机是利用水流能量来驱动机械做功的流体机械,它本身并不消耗外部能量来推动流体,而是将流体的能量(如动能、势能)转换为机械能。因此,在两断面间存在水轮机时,不需要额外考虑能量输入,应使用无能量输入的能量方程。故C选项错误。
选项D(水车):水车是一种古老的利用水流能量进行简单机械作业的设备,如灌溉、磨面等。其工作原理与水轮机类似,都是利用水流能量,但并不涉及外部能量的直接输入。因此,在两断面间存在水车时,同样不需要考虑能量输入,应使用无能量输入的能量方程。故D选项错误。
综上所述,正确答案是A、B。