《自动控制原理》课后习题答案
掌握自动控制系统的一般概念（控制方式，分类，性能要求）
6.（1）结构框图：
Ug U Ud
n Uc U
Ur
给定输入量: 给定值Ug 被控制量: 加热炉的温度
扰动量： 加热炉内部温度不均匀或坏境温度不稳定等外部因素 被控制对象：加热器
控制器： 放大器、发动机和减速器组成的整体 （2）工作原理：
给定值输入量Ug 和反馈量Ur 通过比较器输出 U ， 经放大器控制发动
机的转速n ，再通过减速器与调压器调节加热器的电压U 来控制炉温。
T Ur U Ud n Uc U T
7.（1）结构框图 略
给定输入量：输入轴θr 被控制量： 输出轴θc
扰动量： 齿轮间配合、负载大小等外部因素 被控制对象：齿轮机构 控制器: 液压马达 （2）工作原理：
θc Ue Ug i θm θc
比较器 放大器 减速器 调压器 电动机 加热器 热电偶
干扰
量
实际温度
掌握系统微分方程，传递函数(定义、常用拉氏变换)，系统框图
化简；
1.(a)
???
??
?
??
?
=+=+=dt
du C i R u i i u iR u t c
t c
t t r )
(02)
(0)
(01
)
()2......()1(.......... 将（2）式带入（1）式得：
)()(01)(021
)(0t r t t t u dt
du C R u R R u =++
拉氏变换可得
)()(01)(0221s r s s U CsU R u R R R =+???
? ??+
整理得 2
1212
)
()(0)(R R Cs R R R U U G S r S s ++=
=
1.(b)
???
??
?
???
=+=+=dt
di L u R u i i u iR u L
t o t L
t t r )
(2)
(0)
(01
)
()2........()1......(.......... 将（2)式代入（1）式得
)()(02
2
1)(01t r t t u u R R R dt u L R =++? 拉氏变换得
)()(02
2
1)(01s r s s U U R R R U Ls R =++ 整理得
Ls
R R R R Ls
R U U G s r s s )(21212)
()(0)(++=
=
2.
1）微分方程求解法
?
????????+=-=
+=-3
1
2
2
4
20
3
2
2
1
2
1
1
1
11R
u
dt du c R
u
u R u R u R
u
dt du c R u
u c c c c c c c c r
中间变量为
1
c u
，
2
c u
及其一阶导数，直接化简比较复杂，可对各微分方程先做拉氏变换
????
?????+=-=+=-3
1
2
2
4
2
3
2
2
1
2
1
1
1
1
1
R
U
U sc R U U R
U R U R
U
U sc R U U c c c c c c c c r
移项得
????????
?++==++=2
4
3
2
4
3
2
2
1
1
2
1
1
)11()111(c c c c r
U
R R sc R
U R R
U U U R R sc R U
可得
1
1
1
2
1
4
3
2
4
3
2
1
4
3
2
1
4
3
20
)1
11()11(R R sc R R R R sc R R R R R R R R sc R R sc Ur U ++++=
++++
=
2）复阻抗法
?
???
??
??
?
?
?
?
?????
+=++
+=++
=2
2
1
1
2
3
2
2
2
3
2
34
2
12
1
21
1
11*
11*11sc R sc z U sc R sc z U sc R sc R R z sc R sc R R z r
解得：
1
1
1
2
1
4
3
2
4
3
R
R sc R R R R sc R R Ur U ++++=
3.
分别以m 2,m 1为研究对象（不考虑重力作用）
???
????--=---=1
1
2
1
2
1
2
1
1
2
1
2
2
2
2
2
2
)
()
()(ky dt
y y d c dt y d m dt
y y d c
dt dy c t f dt y d m 中间变量含一阶、二阶导数很难直接化简，故分别做拉氏变换
??
??
?--=---=1
1
2
1
1
21
1
2
1
2
2
2
22
)()()(kY Y Y s c Y s m Y Y s c sY c s F Y s m 消除Y1中间变量
2
1
2
1
1
2
2
2
))1(()(Y
k s c s m s
c s c s c s m s F s
++-++=
10.
系统框图化简：
G 1(s)
G 2(s)
G 3(s)X i (s)X o (s)
+
H 1(s)
H 3(s)
H 2(s)
--
-+
+
G 1(s)
G 2(s)
G 3(s)
X i (s)X o (s)
+
H 1(s)
H 3(s)H 2(s)/G 1(s)G 3(s)
---+
G 1(s)/(1+G 1(s)H 1(s))
G 2(s)
G 3(s)/(1+G 3(s)H 3(s))
X i (s)X o (s)
+
H 2(s)/G 1(s)G 3(s)
-
G 1(s)G 2(s)G 3(s)/(1+G 1(s)H 1(s))(1+G 3(s)H 3(s))
X i (s)X o (s)
+
H 2(s)/G 1(s)G 3(s)
- +1.综合点前移，分支点后移
G 1(s)
G 2(s)
G 3(s)
X i (s)X o (s)
+
H 1(s)
H 3(s)H 2(s)/G 1(s)G 3(s)
---+
+2.交换综合点，交换分支点
3.化简
1231133221231133221133()()()()
()(1()())(1()())()()
()()()
1()()()()()()()()()()o i X s G s G s G s X s G s H s G s H s G s H s G s G s G s G s H s G s H s G s H s G s H s G s H s =
+++=
++++
11.
系统框图化简：
G 1(s)
G 2(s)
G 3(s)X i (s)X o (s)
+
H 1(s)
-+
+ 1.综合点前移，分支点后移
2.交换综合点，合并并联结构
H 4(s)
G 4(s)
H 2(s)H 3(s)
+
+
-
-
G 1(s)
G 2(s)
G 3(s)
X i (s)X o (s)
+
H 1(s)/G 1(s)G 4(s)
-+H 4(s)/G 1(s)G 2(s)
G 4(s)
H 2(s)/G 4(s)
H 3(s)
++
-
-
+
-G 1(s)
G 2(s)G 3(s)X i (s)X o (s)
+
-
G 4(s)
H 2(s)/G 4(s)-H 3(s)-H 1(s)/G 1(s)G 4(s)+H 4(s)/G 1(s)G 2(s)
3.化简
G 1(s)G 2(s)G 3(s)G 4(s)
X i (s)X o (s)
+
-
H 2(s)/G 4(s)-H 3(s)-H 1(s)/G 1(s)G 4(s)+H 4(s)/G 1(s)G 2(s)
12341234243114412123123212343231344()()()()()
()1()()()()(()/()()()/()()()/()())
()()()
1()()()()()()()()()()()()()()(o i X s G s G s G s G s X s G s G s G s G s H s G s H s H s G s G s H s G s G s G s G s G s G s G s G s H s G s G s G s G s H s G s G s H s G s G s H =
+--+=
+--+)
s
第三章
掌握时域性能指标，劳斯判据，掌握常用拉氏变换-反变换求解
时域响应，误差等
2.（1）求系统的单位脉冲响应
12()()()TsY(s)+Y(s)=KX(s)
X(s)=1Y(s)=
1
()=20e t t
T
T y t y t Kx t K Ts k w t e
T
?
--+=+=已知系统的微分方程为：对微分方程进行零初始条件的拉氏变换得当输入信号为单位脉冲信号时，所以系统输出的拉式变换为：进行拉式反变换得到系统的时域相应
2.(2)求系统的单位阶跃响应，和单位斜坡响应
22
()()()TsY(s)+Y(s)=KX(s)
X(s)=
5
Y(s)=111
1110()10-10e ;
1X(s)=Y(s)=t T y t y t Kx t K
TK Ts Ts Ts s
K s s s y t s ?
-+=+++=-=-
=已知系统的微分方程为：对微分方程进行零初始条件的拉氏变换得当输入信号为单位阶跃信号时，所以系统输出的拉式变换为：进行拉式反变换得到系统的时域相应
当输入信号为单位阶跃信号时，所以系统输出的拉式变换为：
22222110550
111()510t+5e ;
t K K KT T K Ts s s s Ts s s Ts y t -=-+=-+
+++=-+进行拉式反变换得到系统的时域相应
9.
解：由图可知该系统的闭环传递函数为
2
2()(22)2b k
G s s k s k
τ=
+++ 又因为：2
122
%0.20.512222r n n n e t k k
πξ
ξσπβωξξωτω--??==?
-?==?-?=+??=? 联立1、2、3、4得0.456; 4.593;10.549;0.104;n K ξωτ==== 所以
0.7693
1.432p d
s n
t s t s
π
ωξω===
=
10.
解：由题可知系统闭环传递函数为
2
10()1010b k
G s s s k
=
++ 2
210
10n n
k ξωω=???=?? 当k=10时，n ω=10rad/s; ξ=0.5;
所以有
2/12
%16.3%0.36130.6p n s n e t s t s
πξξσπωξξω--??==???
==?-???==??
当k=20时，n ω=14.14rad/s; ξ=0.35;
所以有
2/12
%30.9%0.24130.6p
n s n e t s t s
πξξσπωξξω--??==???==?-???==??
当0 当k>2.5时，系统为欠阻尼，超调量σ%随着K 增大而增大，和峰值时间p t 随着K 增大而减小；其中调整时间s t 不随 k 值增大而变化； 解，由题可知系统的闭环传递函数为 32560-14 03 256000 0560 1 4014 k 00 ()1440k b k k k s s s k s k G s s s s k ->><<∴=+++∴???∴劳斯表系统稳定的充要条件为 ： 解，由题可知系统的闭环传递函数为 320.60.8 8 32 43 0.60.80 010.20.80.2 10.8 k 00 (1)()(1)k b k k k k k s s s k s k s G s s s k s k -->>>> -∴+= ++-+∴?????∴劳斯表系统稳定的充要条件为 ： 20. 解：由题可知系统的开环传递函数为 (2) ()(3)(1) k k s G s s s s += +- 当输入为单位阶跃信号时，系统误差的拉氏变换为 11()111()lim lim lim ()0 k ss k ss ss s s k s ss G s E G s s sE G s e →→→+= +===∞ ∴=又根据终值定理e 又因为 25. 解：由题可知系统的开环传递函数为 12 12()(1)(1) k k k G s T s T s = ++ 当输入为给定单位阶跃信号时1()i X s s =，系统在给定信号下误差的拉氏变换为 110 12 112 11() 111()lim lim lim ()11k ss k ss ss s s k s ss G s E G s s sE G s k k e k k →→→+= +===∴= +又根据终值定理e 又因为 当输入为扰动信号时1()N s s =，系统扰动信号下误差的拉氏变换为 2 21210 12 2212 21212 1() 11 1()lim lim lim ()111k ss k ss ss s s k s ss ss ss ss k G s k T s E G s s sE G s k k k e k k k e e e k k →→→-+- += +===-∴= +-∴=+= +又根据终值定理e 又因为 第四章 根轨迹法 掌握轨迹的概念、绘制方法，以及分析控制系统 4-2 （2）G(s)= ) 15.0)(12.0(++s s s K ; 解：分析题意知： 由s(0.2s+1)(0.5s+1)=0得开环极点s 1=0,s 2=-2,s 3=-5。 ∴（1）根轨迹的分支数等于3。 （2）三条根轨迹的起点分别是实轴上的（0，j0）,(-2, j0),(-5, j0),终止点都是无穷远处。 （3）根轨迹在实轴上的轨迹段：[-2,0]段和[-∞,-5]段。 （4）根轨迹的渐近线：由 n=3,m=0 3 )12(ππθ±=-+±=∴m n l )0(=l 渐近线与实轴的交点 3 7 1 -= --= ∑∑==m n z p n i m l l i σ （5）根轨迹与实轴的分离点:A(s)=s(0.2s+1)(0.5s+1) B(s)=1 由 0)()()()(='-'s B s A s B s A 解得：s 1=3 197+- s 2=319 7--(舍去) ∴根轨迹如图所示 σ jw (3) G(s) = ) 3)(2() 2(+++s s s s k 解：分析题意知： 由s(s+2)( s+3)=0得开环极点s 1=0,s 2=-2,s 3=-3。 由k(s+2)=0 得开环零点为s=-2。 ∴（1）根轨迹的分支数等于3。 （2）三条根轨迹的起点分别是实轴上的（0，j0）,(-2, j0),(-5, j0),终止是（-2，j0）和无穷远处。 （3）根轨迹在实轴上的轨迹段：[-3,0]段。 （4）根轨迹的渐近线：由 n=3,m=1 2 )12(π πθ±=-+±= ∴m n l )0(=l 渐近线与实轴的交点 2 30 1 -= --= ∑∑==m n z p n i m l l i σ （5）根轨迹与实轴的分离点:A(s)=s(s+2)( s+3) B(s)=k(s+2) 由 0)()()()(='-'s B s A s B s A 解得：s 1= s 2=-2 (舍去) s 3=2 3 - 其中s 1=s 2=-2s 是因为闭环特征方程的根恒有一根s=-2 ∴分离点取s=2 3 - 根轨迹如图所示 σ jw 4-3 G(s)H(s)= ) 5)(2(2++s s s K ; 解：分析题意知： 由s 2(s+2)( s+5)=0得开环极点s 1=s 2=0, s 3=-2, s 4=-5。 ∴（1）根轨迹的分支数等于4。 （2）三条根轨迹的起点分别是实轴上的（0，j0）,(-2, j0),(-5, j0),终止点都是无穷远处。 （3）根轨迹在实轴上的轨迹段：[-5,-2]段。 （4）根轨迹的渐近线：由 n=4 m=0 4)12(1ππθ±=-+±=∴m n l )0(=l 4 3)12(2ππθ±=-+±=m n l )1(=l 渐近线与实轴的交点 4 7 1 -= --= ∑∑==m n z p n i m l l i σ （5）根轨迹与实轴的分离点:A(s)=s 2(s+2)( s+5) B(s)=1 由 0)()()()(='-'s B s A s B s A 解得：s 1=0 s 2=-4 s 3=4 5 -(舍去) ∴根轨迹如图所示 σ jw 4-4 （2）G(s)= ) 1)(11.0(++s s s K ; 解：分析题意知： 由s(0.1s+1)( s+1)=0得开环极点s 1=0,s 2=-1,s 3=-10。 ∴（1）根轨迹的分支数等于3。 （2）三条根轨迹的起点分别是实轴上的（0，j0）,(-1, j0),(-10, j0),终止点都是无穷远处。 （3）根轨迹在实轴上的轨迹段：[-1,0]段和[-∞,-10]段。 （4）根轨迹的渐近线：由 n=3,m=0 3 )12(ππθ±=-+±=∴m n l )0(=l 渐近线与实轴的交点 3 11 1 -= --= ∑∑==m n z p n i m l l i σ （5）根轨迹与实轴的分离点:A(s)=s(0.1s+1)( s+1) B(s)=1 由 0)()()()(='-'s B s A s B s A 解得：s 1=0.49 s 2 (舍去) ∴根轨迹如图所示 闭环特征方程：s(0.1s+1)(s+1)+K=0 将 s=jw 代入得 10w-w 3=0 (1) -11w 2+10K=0 (2) 解得 K=11 ∴K>11时系统不稳定 σ jw 4-6 G(s)= ) 7)(3(++s s s k ; 解：分析题意知： 由s(s+3)( s+7)=0得开环极点s 1=0,s 2=-3,s 3=-7。 ∴（1）根轨迹的分支数等于3。 （2）三条根轨迹的起点分别是实轴上的（0，j0）,(-3, j0),(-7, j0),终止点都是无穷远处。 （3）根轨迹在实轴上的轨迹段：[-3,0]段和[-∞,-7]段。 （4）根轨迹的渐近线：由 n=3,m=0 3 )12(ππθ±=-+±=∴m n l )0(=l 渐近线与实轴的交点 3 10 1 -= --= ∑∑==m n z p n i m l l i σ （5）根轨迹与实轴的分离点:A(s)=s(s+3)( s+7) B(s)=1 由 0)()()()(='-'s B s A s B s A 解得：s 1=-1.3 s 2=-5.4 (舍去) ∴根轨迹如图所示 闭环特征方程：s(s+3)(s+7)+k=0 将s=jw 代入得 21w-w 3=0 (1) k=10w 2 (2) 得 k=210 k ≤210 系统稳定 再将s=-1.3代入闭环特征方程得 k=12.6 12.6 σ jw 第五章 频率特性法 掌握频域特性的概念、奈奎斯特图和对数幅频特性特图（伯德图）；掌握最小相位系统求传递函数；频域实验法确定传递函数；掌握奈奎斯特判据；相角裕量，幅值裕量；频域特性与系统性能 关系，及频域性能指标等 5-2 （1） G(s)= ) 11.0(1 +s s ; 解：分析题意知：G(jw)= ) 11.0(1 +jw jw ∴A(w)= 2 4)10(10w w + π?-=w w 10 arctan )(（也对，但乘进去化简的过程容易出错！） 2 1.0arctan )(π ?- -=w w （建议采用复数乘法运算的原则，幅值相乘，相角相加！） w=0时 A(w)=∞ 2)(π?-=w w=∞时 A(w)=0 π?-=)(w ∴开环幅相频特性曲线如图所示： （注意要标出w 从0到无穷变化的方向） 5-3 G(s)= ) 11.0(1 +s s 解：分析题意知 G(jw)=G 1(jw)G 2(jw) 其中： G 1(jw)= jw 1 G 2(jw)= 1 1.01 +jw 转折频率为 wt 2=101.01= ∴开环对数频率特性曲线如图所示: Re Im 5-4 5)2(,3arctan 2 arctan arctan 90)(0=-+-=A w w w w ?； 解 分析题意知： ) 13)(1() 15.0()(+++= w j jw w j Kjw jw G 由此求得幅频特性为 1)3(11)5.0()(2 2 2+++= w w w Kw w A 将A(2)=5 代入A(w)得 K=24 ∴) 13)(1() 15.0(24)(+++= s s s s s G 5-5 (a)解 分析题意知 ) 11.0)(15.0(100 )(++= s s s G ∴对数相频特性曲线如图所示： w L(w)/dB -20dB/dec 10 -900 -1800 ? w 4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN ?m ，长度 单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知 均布载荷集度q =10 kN/m ，力偶M =40 kN ?m ，a =2 m ，不计梁重，试求支座A 、B 、D 的约束力和铰链C 所受的力。 A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D a M q a a a 第三章作业及答案 一、单项选择题 1. 标志着以慈禧太后为首的清政府彻底放弃抵抗外国侵略者的事件是（） A ．《南京条约》的签订 B ．《天津条约》的签订 C ．《北京条约》的签订 D ．《辛丑条约》的签订 2 ．清末“预备立宪”的根本目的在于（） A ．仿效欧美政体 B ．发展资本主义 C ．延续反动统治 D ．缓和阶级矛盾 3.1903年6月，（）在上海《苏报》发表《驳康有为论革命书》，批驳康有为所谓“中国之可立宪，不可革命”的谬论 A.陈天华 B.邹容 C.章炳麟 D.梁启超 4.1903年邹容写的（）是中国近代史上第一部宣传革命和资产阶级共和国思想的着作 A.《猛回头》 B.《警世钟》 C.《革命军》 D.《驳康有为论革命书》 5.中国近代第一个资产阶级革命的全国性政党是( ) A.强学会 B.兴中会 C.同盟会 D.国民党 6. 孙中山民权主义思想的主张是( ) A.驱除鞑虏 B.恢复中华 C.创立民国 D.平均地权 7.1905年11月，孙中山在《民报》发刊词中将中国同盟会的政治纲领概括为（） A.创立民国、平均地权 B.驱除鞑虏、恢复中华、创立合众政府 C.民族主义、民权主义、民生主义 D.联俄、联共、扶助农工 8.武昌起义前同盟会领导的影响最大的武装起义是( ) A.浙皖起义 B.萍浏醴起义 C.镇南关起义 D.黄花岗起义 9.中国历史上第一部具有资产阶级共和国宪法性质的法典是（） A.《钦定宪法大纲》 B.《中华民国临时约法》 C.《中华民国约法》 D.《试训政纲领》 10.南京临时政府中占领导和主体地位的派别是（） A ．资产阶级维新派 B ．资产阶级保皇派 C ．资产阶级立宪派 D ．资产阶级革命派 11. 辛亥革命取得的最大成就是（） A.推翻了封建帝制 B.促进了资本主义的发展 C.使人民获得了一些民主自由权利 D.打击了帝国主义的殖民势力 12.清帝被迫退位，在中国延续两千多年的封建帝制终于覆灭的时间是（）。 A、1911年10月10日 B、1912年1月1日 C、1912年2月12日 D、1912年4月1日 13.中国第一次比较完全意义上的资产阶级民主革命是指（）。 A、辛亥革命 B、国民革命 C、北伐战争 D、抗日战争 14.1915年，（）在云南率先举起反袁护国的旗帜，发动护国战争 A.黄兴 B.段祺瑞 C.蔡锷 D.孙中山 15.资产阶级革命派开展护国运动的主要原因是 ( ) A.袁世凯指使刺杀宋教仁 B.袁世凯强迫国会选举他为正式大总统 C.袁世凯解散国会 D.袁世凯复辟帝制 16.袁世凯为复辟帝制不惜出卖主权，与日本签订了卖国的（） A.中日共同防敌军事协定 B.承认外蒙自治 一、选择题 1、连续介质假设意味着 B 。 （A）流体分子互相紧连；（B）流体的物理量是连续函数； （C）流体分子间有间隙；（D）流体不可压缩 2、静止流体A 剪切应力。 （A）不能承受；（B）可以承受； （C）能承受很小的；（D）具有粘性是可承受 3、温度升高时，空气的粘度 B 。 （A）变小；（B）变大；（C）不变；（D）可能变大也可能变小 4、流体的粘性与流体的 D 无关。 （A）分子的内聚力；（B）分子的动量交换；（C）温度；（D）速度梯度5、在常温下，水的密度为 D kg/m3。 （A）1 ；（B）10 ；（C）100；（D）1000 6、水的体积弹性模量 A 空气的体积弹性模量。 （A）大于；（B）近似等于；（C）小于；（D）可能大于也可能小于 7、 C 的流体称为理想流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 8、 D 的流体称为不可压缩流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 9、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是 B （A）切应力和压强；（B）切应力和剪切变形速率； （C）切应力和剪切变形；（D）切应力和速度。 10、水的粘性随温度升高而 B （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定 11、气体的粘性随温度的升高而A （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定。 12、理想流体的特征是C （A）粘度是常数；（B）不可压缩；（C）无粘性；（D）符合pV=RT。 13、以下关于流体粘性的说法中不正确的是 D （A）粘性是流体的固有属性； （B）粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度； （C）流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用； （D）流体的粘性随温度的升高而增大。 14、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）无大小的几何点； （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。 15、理想流体与实际流体的主要区别在于（ A ）。 （A）是否考虑粘滞性；（B）是否考虑易流动性； （C）是否考虑重力特性；（D）是否考虑惯性 16、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（D） （A）随压强增加而增加；（B）随压强减小而增加 （C）随体积增加而减小；（D）与压强变化无关 17、液体与气体都是流体，它们在静止时不能承受（C ）。 （A）重力；（B）压力；（C）剪切力；（D）表面张力 18、下列流体的作用力中，不属于质量力的是（ B ）。 （A）电磁力；（B）粘性内摩擦力；（C）重力；（D）惯性力 19、在连续介质假设下，流体的物理量（ D ）。 （A）只是时间的连续函数；（B）只是空间坐标的连续函数； （C）与时间无关；（D）是空间坐标及时间的连续函数 20、用一块平板挡水，平板形心的淹深为h c，压力中心的淹深为h D，则h c A h D。（A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）可能大于也可能小于 21、静止流体的点压强值与 B 无关。 （A）位置；（B）方向；（C）流体种类；（D）重力加速度 22、油的密度为800kg/m3，油处于静止状态，油面与大气接触，则油面下0.5m 处的表压强为 D kPa。 （A）0.8 ；（B）0.5；（C）0.4；（D）3.9 第二章 1.夏季的大气压力一般总比冬季的要低，为什么？ 答：当空气冷却时，空气收缩，密度增大，单位面积上承受的空气柱重量增加，气压也就升高。 2.湿空气的水蒸气分压力和水蒸气饱和分压力有什么区别？它们是否受大气压影响？答：湿空气中水蒸气分压力是指在某一温度下，水蒸气独占湿空气的体积时所产生的压力。水蒸气分压力的大小反映了空气中水蒸气含量的多少。当空气中水蒸气含量超过某一限量时，多余的水气会以水珠形式析出，此时水蒸气处于饱和状态。我们将干空气与饱和水蒸汽的混合物称为饱和湿空气，相应于饱和状态下的水蒸汽压力，称为该温度时的饱和分压力。水蒸气饱和分压力由湿空气温度唯一决定，而不饱和水蒸汽分压与大气压力有关，由实际的大气压决定。 3.绝对湿度、相对湿度和含湿量的物理意义有什么不同？为什么要用这三种不同的湿度来表示空气的含湿情况？它们之间有什么关系？ 答：湿空气的绝对湿度是指每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量。相对湿度就是在某一温度下，空气的水蒸气分压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气分压力的比值。含湿量是指对应于1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气量。湿空气状态的确定，除了常用参数外，还必须有描述湿空气中水蒸气含量的参数，通常采用绝对湿度、相对湿度和含湿量等参数来说明。相对湿度和含湿量都是表示湿空气含有水蒸汽多少的参数，但两者意义不同：相对湿度反应湿空气接近饱和的程度，却不能表示水蒸汽的具体含量；含湿量可以表示水蒸汽的具体含量，但不能表示湿空气接近饱和的程度。当湿空气的压力p 一定时，湿空气的含湿量d取决于湿空气的相对湿度。 4.试分析人在冬季的室外呼气时，为什么看得见是白色的？冬季室内供暖时，为什么嫌空气干燥？ 答：人呼出的空气的露点温度一定，而冬季空气温度低于其露点温度。人体体温高于外界很多时，哈气含有体内水分，是气态的，当呼气时，气态的水从体内出来碰到温度很低的室外温度，气态马上因温度降低放热变成液态的小水珠，就成了看到的白色雾气。冬季墙体的温度低，可能会使得空气结露，使得空气的含湿量降低，随着温度的升高相对湿度也会降低。冬季室内供暖时，室内的暖气温度高，使室内的温度升高而导致水分被蒸发外出，空气湿度相应减小，因此使室内的空气干燥。 5.什么是湿球温度？它的物理意义是什么？影响湿球温度的因素有哪些？不同风速下测得的湿球温度是一样的吗？为什么？ 答：湿球温度的定义是指某一状态的空气，同湿球温度计的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温度。其涵义是用温包上裹着湿纱布的温度计，在流速大于2.5m/s且不受直接辐射的空气中，所测得的纱布表面水的温度，以此作为空气接近饱和程度的一种度量。湿球温度受风速及测量条件的影响。 6.两种空气环境相对湿度都一样，但一个温度高，一个温度低，试问从吸湿能力上看，能说它们是同样干燥吗？试解释为什么？ 答：不一定。因为温度不同，饱和水蒸气分压力不同，两者的吸湿能力相同，但吸湿总量不同。 7.冬季不仅窗玻璃凝水，而且在有些房屋外墙内表面上也出现凝水，分析凝水的原因和提出改进方法。 答：冷凝水的产生主要是物体表面温度达到空气的露点温度，因此空气中的水分不断冷凝结露产生。冬季窗户的温度受到室外气温影响随之降低，室内由于人的呼吸，用水，做饭烧水等一系列活动不断产生大量的水汽进入到空气中。当空气中的湿气遇到冰冷的 第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图 F B B (b) (c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i) (j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解： 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。 解： 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解：2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。 解：2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4 图所示。已知30α=， 1、怎样理解鸦片战争是中国近代史的起点？ 鸦片战争是中国近代史的开端，原因有四： 第一，战争后中国的社会性质发生了根本性变化，由一个落后封闭但独立自主的封建国家沦为一个半殖民地半封建社会。 第二，中国的发展方向发生变化，战前中国是一个没落的封建大国，封建制度已经腐朽，在缓慢地向资本主义社会发展；而鸦片战争后中国的民族资本主义不可能获得正常发展，中国也就不可能发展为成熟的资本主义社会，而最终选择了社会主义道路。 第三，社会主要矛盾发生变化，战前中国的主要矛盾是农民阶级与封建地主阶级的矛盾，而战后主要矛盾则包括农民阶级和地主阶级的矛盾及中华民族与外国殖民侵略者的矛盾，也就是社会主要矛盾复杂化。 第四，是革命任务发生变化，原先的革命任务是反对本国封建势力，战后则增加了反对外国殖民侵略的任务，革命的性质也由传统的农民战争转为旧民族主义革命。 2、怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质及其基本特征？ （1）近代中国的主要矛盾 帝国主义和中华民族的矛盾；封建主义和人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。 （2）社会性质：半殖民地半封建的性质。 中国社会的半殖民地半封建社会，是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下，逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。（3）基本特征 第一，资本——帝国主义侵略势力日益成为支配中国的决定性力量。 第二，中国的封建势力日益衰败并同外国侵略势力相勾结，成为资本——帝国主义压迫、奴役中国人民的社会基础和统治支柱。 第三，中国的自然经济基础虽然遭到破坏，但是封建剥削制度的根基——封建地主的土地所有制成为中国走向近代化和民主化的严重障碍。 第四，中国新兴的民族资本主义经济虽然已经产生，但是发展很缓慢，力量很软弱，且大部分与外国资本——帝国主义和本国封建主义都有或多或少的联系。 第五，由于近代中国处于资本——帝国主义列强的争夺和间接统治之下，近代中国各地区经济、政治和文化的发展是极不平衡的，中国长期处于不统一状态。 第六，在资本——帝国主义和封建主义的双重压迫下，中国的广大人民特别是农民日益贫困化以致大批破产，过着饥寒交迫和毫无政治权力的生活。 3、如何理解近代中国的两大历史任务及其相互关系？ （1）近代中国的两大历史任务： 第一，争取民族独立，人民解放；第二，实现国家富强，人民富裕。 （2）近代中国的两大历史任务的相互关系： 争取民族独立，人民解放和实现国家富强，人民富裕这两个历史任务，是互相区别又互相紧密联系的。 第一，由于腐朽的社会制度束缚着生产力的发展，阻碍着经济技术的进步，必须首先改变这种制度，争取民族独立和人民解放，才能为实现国家富强和人民富裕创造前提，开辟道路。第二，实现国家富强和人民富裕是民族独立，人民解放的最终目的和必然要求。 第一章 1、资本－帝国主义侵略给中国带来了什么？ ηR=εth ε=6. 8 7.8 = 0.87 1.2 一台采用 R22 制冷剂的热泵型房间空调器，其额定制热工况下 的蒸发制温度为 3℃，其冷凝温度为 50℃，再冷度和过热度公别为 3℃和 5℃，当额定制热量为 2800W ，压缩机的总效率（ηi ηm ηd ηe ）和 容积效率（ηv ）分别为 0.7 和 0.9 时，请问需选用多大的理论输气 量V h 的压缩机？其制热 COP 是多少？ 解: 根据压焓图可知: P K = 2MPa P = 0.55MPa v 1 = 0.0435 m 3 kg h 1 = 410 K J h 2 = 445 KJ kg kg ρ1 = 23 kg m 3 h 3 = h 4 = 260 KJ kg 制冷剂质量流量M R =φK q r = 2.8 h2- h 3 =2.8 185 = 0.0151k g s （1）压焓图： 表?? 0 h - h 7 P 0 = 0.115MPa ? P k = 1.36MPa （2）中间压力 P m = P P k = 0.115?1.36 = 0.395MPa （3）中冷器热平 衡 M rc = (h 5 - h 7 ) = M rb (h 9 - h 6 ), Φ0 Mrc = h 1 - h 8 M rb = h 5 - h 7 h 9 - h 6 ? M rc Q M rH = M rb + M rc = M rc (1+ h 5 - h 7 h 9 - h 6 ) = φ0 h 1 - h 8 (1+ 5 h 9 - h 6 ) 实际输气量分别为 V rl ' = M rc ?ν1 V rH = M rH ?ν 3 状态 9 与状态 2 混和得到总 3， M rl ? h 2 + M rb ? h 9 = (M rl + M rb ) ? h 3 （4）理论耗功率： P th ?l = M rl (h 2 - h 1) P th ?H = M rH (h 4 - h 3 ) 3.1 在单级蒸气压缩制冷系统中，忽略冷凝器和蒸发器的沿程阻力 1.怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质及其基本特征？ （1）近代中国的主要矛盾 帝国主义和中华民族的矛盾；封建主义和人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。中国近代社会的两对主要矛盾是互相交织在一起的，而帝国主义和中华民族的矛盾，是最主要的矛盾。 （2）社会性质：半殖民地半封建的性质。 中国社会的半殖民地半封建社会，是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下，逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。 鸦片战争前的中国社会是封建社会。鸦片战争以后，随着外国资本-帝国主义的入侵，中国社会性质发生了根本性变化：独立的中国逐步变成半殖民地的中国；封建的中国逐步变成半封建的中国。 （3）基本特征 第一，资本--帝国主义侵略势力不但逐步操纵了中国的财政和经济命脉，而且逐步控制了中国的政治，日益成为支配中国的决定性力量。 第二，中国的封建势力日益衰败并同外国侵略势力相勾结，成为资本--帝国主义压迫、奴役中国人民的社会基础和统治支柱。 第三，中国的自然经济基础虽然遭到破坏，但是封建剥削制度的根基--封建地主的土地所有制依然在广大地区内保持着，成为中国走向近代化和民主化的严重障碍。 第四，中国新兴的民族资本主义经济虽然已经产生，并在政治、文化生活中起了一定作用，但是在帝国主义封建主义的压迫下，他的发展很缓慢，力量很软弱，而且大部分与外国资本--帝国主义和本国封建主义都有或多或少的联系。 第五，由于近代中国处于资本--帝国主义列强的争夺和间接统治之下，近代中国各地区经济、政治和文化的发展是极不平衡的，中国长期处于不统一状态。 第六，在资本--帝国主义和封建主义的双重压迫下，中国的广大人民特别是农民日益贫困化以致大批破产，过着饥寒交迫和毫无政治权力的生活。 中国半殖民地半封建社会及其特征，是随着帝国主义侵略的扩大，帝国主义与中国封建势力结合的加深而逐渐形成的。 2.如何理解近代中国的两大历史任务及其相互关系？ （1）近代中国的两大历史任务： 第一，争取民族独立，人民解放；第二，实现国家富强，人民富裕。 （2）近代中国的两大历史任务的相互关系： 争取民族独立，人民解放和实现国家富强，人民富裕这两个历史任务，是互相区别又互相紧 第一章 流体的性质 例1：两平行平板间充满液体，平板移动速度0.25m/s ，单位面积上所受的作用力2Pa(Ｎ／m2>，试确定平板间液体的粘性系数μ。 例2 ：一木板，重量为G ，底面积为 S 。此木板沿一个倾角为，表面涂有润滑油的斜壁下滑，如图所示。已测得润滑油的厚度为，木板匀速下滑的速度为u 。试求润滑油的动力粘度μ。 b5E2RGbCAP 例3：两圆筒，外筒固定，内筒旋转。已知：r1=0.1m ，r2=0.103m ，L=1m 。 。 求：施加在外筒的力矩M 。 例4：求旋转圆盘的力矩。如图，已知ω， r1，δ，μ。求阻力矩M 。 第二章 流体静力学 例1：用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强，如图所示。已知：水面高程z0=3m, 压差计各水银面的高程分别为z1 = 0.03m, z2 = 0.18m, z3 = 0.04m, z4 = 0.20m,水银密度p1EanqFDPw ρ′=13600kg/m3，水的密度ρ=1000kg/m3 。试求水面的相对压强p0。 例2：用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。该微压计是一个水平倾角为θ的Π形管。已知测压 计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm ，倾角 θ=30°，试求压强差p1 –p2 。DXDiTa9E3d 例 3：用复式压差计测量两条气体管道的压差<如图所 示）。两个U 形管的工作液体为水银，密度为ρ2 ，其连接管充以酒精，密度为ρ1 。如果水银面的高度读数为z1 、 z2 、 z3、 z4 ，试求压强差pA –pB 。RTCrpUDGiT 例4：用离心铸造机铸造车轮。求A-A 面上的液体 总压力。 例5：已知：一块平板宽为 B ，长为L,倾角 ，顶端与水面平齐。求：总压力及作用点。 例7：坝的园形泄水孔，装一直径d = 1m 的 平板闸门，中心水深h = 3m ，闸门所在斜面与水平面成，闸门A 端设有铰链，B 端钢索 工程力学-课后习题答案 4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力 的单位为kN ，力偶矩的单位为kN m ，长度 单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示： 计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =( 解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意 力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平 面任意力系)； A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图 (平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d 空气调节第四版前两章知识点 和答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 课程一：空气调节 绪论 1.空气调节：①使空气达到所要求的状态②使空气处于正常状态 2.内部受控的空气环境：在某一特定空间（或房间）内，对空气温度、湿度、流动速度 及清洁度进行人工调节，以满足人们工作、生活和工艺生产过程的要求。 3.一定空间内的空气环境一般受到两方面的干扰：一是来自空间内部生产过程、设备及 人体等所产生的热、湿和其他有害物的干扰；二是来自空间外部气候变化、太阳辐射及外部空气中的有害物的干扰。 4.技术手段：采用换气的方法保证内部环境的空气新鲜；采用热、湿交换的方法保证内 部环境的温、湿度；采用净化的方法保证空气的清洁度。（置换、热质交换和净化过程） 5.工艺性空调和舒适型空调 答：根据空调系统所服务对象的不同可分为工艺性空调和舒适型空调。 ①工艺性空调：空气调节应用与工业及科学实验过程。 ②舒适型空调：应用于以人为主的空气环境调节。 第一章湿空气的物理性质及其焓湿图 章节概要： 内容一：知识点总结 1.湿空气=干空气=水蒸气 A.饱和空气：干空气+干饱和空气 B.过饱和空气：干空气+湿饱和空气 C.不饱和空气：干空气+过热蒸汽 2.在常温下干空气被视为理想气体，不饱和湿空气中的水蒸气一直处于过热状态。 3.标准状况下，湿空气的密度比干空气小（水蒸气分压力上升，湿空气密度减小）。 4.相对湿度可以反映空气的干燥程度。 5.相对湿度与含湿量的关系（书7页）。 6.湿空气的焓。 7.画图：湿空气的焓湿图、露点温度、湿球温度。 8.湿空气的状态变化，四个典型过程的实现。 上篇综述作业及答案 一、单项选择题 1.中国封建社会的基本生产结构是：（） A．手工业 B.农业经济 C.工业 D.小农经济 2.19世纪初，大肆向中国走私鸦片的国家是( ) A.美国 B.英国 C.日本 D.俄国 3.中国近代史上的第一个不平等条约是：（） A．《望厦条约》B．《南京条约》C．《辛丑条约》 D．《马关条约》 4.《南京条约》中割让的中国领土是：（） A.香港岛 B.九龙 C.新界 D.台湾 5.第一次鸦片战争中，美国强迫清政府签订的不平等条约是（） A.《黄埔条约》 B.《虎门条约》 C.《望厦条约》 D.《瑷珲条约》 6.中国近代史的起点是：（） A. 第一次鸦片战争 B. 第二次鸦片战争 C. 中日甲午战争 D. 八国联军侵华战争 7. 第一次鸦片战争后，中国逐步演变为：（） A. 封建主义性质的国家 B. 半殖民地半资本主义性质的国家 C. 资本主义性质的国家 D. 半殖民地半封建性质的国家 8.标志着中国半殖民地半封建社会起点的事件是（） A.英国的鸦片走私 B. 林则徐的虎门禁烟 C.1840年第一次鸦片战争 D.第二次鸦片战争 9.鸦片战争后，中国社会最主要的矛盾是:（） A．地主阶级和农民阶级的矛盾B．资本—帝国主义和中华民族的矛盾C．封建主义和人民大众的矛盾D．清朝统治和汉族的矛盾 10.鸦片战争前，中国社会经济中占统治地位的是:（） A．商品经济B．封建经济C．半殖民地经济D．资本主义经济 11.近代中国的历史表明，要争取争得民族独立和人民解放必须首先进行：（） A. 反对帝国主义侵略的斗争 B. 反帝反封建的资产阶级民主革命 C. 反对封建主义压迫的斗争 D. 反对资产阶级的社会主义革命 12.在近代中国，实现国家富强和人民富裕的前提条件是:（） A. 反对帝国主义的侵略 B. 争得民族独立和人民解放 C. 推翻封建主义的统治 D. 建立资本主义制度 13.中国工人阶级最早出现于：（） A.十九世纪四、五十年代 B.十九世纪六十年代 C.十九世纪六、七十年代 D.十九世纪七十年代 14.近代中国产生的新的被压迫阶级是：（） A农民阶级B工人阶级C资产阶级 D民族资产阶级 15.中国的资产阶级出现于：（） A.十九世纪四、五十年代 B.十九世纪六十年代 C.十九世纪六、七十年代 D.十九世纪七十年代 单项答案1. D 2.B 3. B 4. A 5. C 6. A 7.D 8. C 9. B 10. B 11.B 12. B 13. A 14. B 15. C 第一章 流体及其主要物理性质 例1： 已知油品的相对密度为0.85，求其重度。 解： 例2： 当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。 解： 例3： 已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/s μ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F 绘制：平板间流体的流速分布图 及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运 动） 因为 τ1＝τ2 所以 3 /980085.085.0m N ?=?=γδ0=+=?=dV Vd dM V M ρρρρρ d dV V -=Pa dp d dp V dV E p 84105.2105% 02.01111?=??==-==ρρβdy du μ τ=??????? -=-=?2221110 h u h u V μτμτs m h h V h u h u h u V /23.02 112212 2 11 =+= ?=-μμμμμN h u V A F 6.41 1=-==μ τ 第二章 流体静力学 例1： 如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。 解： 分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合 等压面与x 轴方向之间的夹角 例2： （1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡 分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变： 利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0 作用于顶盖上的压强： （表压） （2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡 压强分布规律： =+s gz ax g a tg = θPa L tg H h p A A 177552=??? ?? ?+==θγγPa L tg H h p B B 57602=??? ?? ?-==θγγC z g r p +-?=)2( 2 2ωγg r p 22 2ωγ =C z g r p +-?=)2( 2 2ω γ 1、热泵循环的供热系数与制冷循环的制冷系数有何区别，二者有无联系？ 由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。 制冷循环是通过制冷工质（也称制冷剂）将热量从低温物体（如冷库等）移向高温物体（如大气环境）的循环过程，从而将物体冷却到低于环境温度，并维持此低温，这一过程是利用制冷装置来实现的。 制冷循环和热泵循环原理是差不多的，制冷循环是将热量从低温物体移向高温物体；热泵循环是将低温热源吸热送往高温热源，是逆卡诺循环的。 供热系数,是指单位功耗所能放出的热量。 制冷系数，,是指单位功耗所能获得的冷量。 供热系数=制冷系数+1，因此供热系数永远大于1，而制冷系数可以大于、等于、小于1，一般情况下也大于1。像一般市场空调的制冷系数都在2.5~5左右，它反映了输入功率与输出功率的比值，也就是cop。 2、分析说明提高蒸汽压缩式制冷装置性能系数的方法和途径。 COP=h1-h4/(h2-h1) 提高蒸发温度：蒸发温度主要取决于制冷对象的温度要求，不能随意变动，但在制冷对象允许情况下，取较高的温度有利于提高循环的制冷系数。一般温度比冷库温度低5~~10摄氏度，以保证传热温差需要。 增加过冷度：过冷度越大，制冷系数增加越多。制冷剂离开冷凝器的温度取决于冷却介质的温度，过冷度一般很小。 降低冷凝温度：冷凝温度取决于冷却介质的温度，不能随意变动。但在允许选择冷却介质的温度时，比如，冰箱、冰柜从提高制冷出发，应放置在房间温度较低的地方。一般冷凝温度要高于介质温度低5~~7摄氏度，以保证传热温差需要。 调整适当的冷媒量、增大蒸发面积、 3、制冷剂的命名方法 (1)无机化合物无机化合物的简写符号规定为R7(), 括号代表一组数字，这组数字是该无机物分子量的整数部分。 (2)卤代烃和烷烃类: 烷烃类化合物的分子通式为CmH2m+2; 卤代烃的分子通式为CmHnFxClyBrz(2m+2 = n+x+y+z) ，它们的简写符号规定为R(m-1)(n+1)(x)B(z)。 (3)非共沸混合制冷剂: 非共沸混合制冷剂的简写符号为R4(), 括号代表一组数字，这组数字为该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。 (4)共沸混合制冷剂: 共沸混合制冷剂的简写符号为R5(), 括号代表一组数字，这组数字为该制冷剂命名的先后顺序号，从00开始。 (5)环烷烃、链烯烃以及它们的卤代物: 写符号规定：环烷烃及环烷烃的卤代物用字母“RC”开头，链烯烃及链烯烃的卤代物用字母“R1”开头。 (6)有机制冷剂则在600序列任意编号。 4、液氨是工业上普遍使用的一种制冷剂。它的优点是：沸点低，压力适中，单位容积制冷量大，节流损失小，溶解水，泄露易被发现，价格低廉。 液氨的缺点：有毒，有刺激味，当与水接触时对铜及其合金（磷青铜除外）有腐蚀性，与空气混合能发生爆炸，高温下易挥发分解。 氟利昂是饱和烃类的卤族衍生物，他们的分子通式为：CmHnFxIyBrz,且有2m +2=n+xo+y+z 的关系。氟利昂制冷剂大多数是无毒的且无味。在制冷系统温度下不燃烧，无爆炸危险，且热稳定性能好。氟利昂的分子量大对金属的润湿性好。 中国近代史纲要课后习题答案 1怎样认识近代中国的主要矛盾、社会性质？ （1）近代中国的主要矛盾 帝国主义和中华民族的矛盾；封建主义和人民大众的矛盾是近代中国的主要矛盾。中国近代社会的两对主要矛盾是互相交织在一起的，而帝国主义和中华民族的矛盾，是最主要的矛盾。（2）社会性质：半殖民地半封建的性质。 中国社会的半殖民地半封建社会，是近代以来中国在外国资本主义势力的入侵及其与中国封建主义势力相结合的条件下，逐步形成的一种从属于资本主义世界体系的畸形的社会形态。鸦片战争前的中国社会是封建社会。鸦片战争以后，随着外国资本-帝国主义的入侵，中国社会性质发生了根本性变化：独立的中国逐步变成半殖民地的中国；封建的中国逐步变成半封建的中国。 2.如何理解近代中国的两大历史任务及其相互关系？ （1）近代中国的两大历史任务： 第一，争取民族独立，人民解放；第二，实现国家富强，人民富裕。 （2）近代中国的两大历史任务的相互关系： 争取民族独立，人民解放和实现国家富强，人民富裕这两个历史任务，是互相区别又互相紧密联系的。 第一，由于腐朽的社会制度束缚着生产力的发展，阻碍着经济技术的进步，必须首先改变这种制度，争取民族独立和人民解放，才能为实现国家富强和人民富裕创造前提，开辟道路。近代以来的历史表明，争得争取民族独立和人民解放，必须进行反帝反封建的民主革命。第二，实现国家富强和人民富裕是民族独立，人民解放的最终目的和必然要求。 第一章反对外国侵略的斗争 3.中国近代历次反侵略战争失败的根本原因是什么？ 第一，近代中国社会制度的腐败是反侵略战争失败的根本原因。 在1840年以后中国逐渐沦为半殖民地半封建社会的过程中，清王朝统治者从皇帝到权贵，大都昏庸愚昧，不了解世界大势，不懂得御敌之策。由于政治腐败、经济落后和文化保守，一方面使清朝统治阶级封闭自守，妄自尊大，骄奢淫逸，盲目进攻；另一方面又使统治者和清军指挥人员在战争面前完全没有应变的能力和心态，不适应于近代战争，不少将帅贪生怕死，临阵脱逃，有的甚至出卖国家和民族的利益。清政府尤其害怕人民群众，担心人民群众动员起来会危及自身统治，所以不敢发动和依靠人民群众的力量。 清朝统治集团在对外战争中妥协退让求和投降的一系列做法，已经使他失去在中国存在的理由，不推翻他是不能取得反侵略战争胜利的。 第二，近代中国经济技术的落后是反侵略战争失败的另一个重要原因。 当时的英国已经历过工业革命，资本主义生产力获得突飞猛进的发展，而中国仍停留在封建的自然经济水平上。经济技术的落后直接造成军事装备的落后，军队指挥员不了解近代军事战术，从而造成军队素质和战斗力的低下。 经济技术落后是反侵略战争失败的重要原因，但并不表明经济技术落后就一定在反侵略战争中失败。正是因为当时的中国政府不能很好地组织反侵略战争，不能发动和利用人民群众的力量，甚至压制人民群众，其失败是不可避免的。 第二章对国家出路的早期探索 4、如何认识太平天国农民战争的意义和失败的原因、教训？ （1）太平天国农民战争的意义 太平天国起义虽然失败了，但它具有不可磨灭的历史功绩和重大的历史意义。 第一，太平天国起义沉重打击了封建统治阶级，强烈震撼了清政府的统治根基，加速了清王 《例题力学》典型例题 例题1：如图所示，质量为m ＝5 kg 、底面积为S ＝40 cm ×60 cm 的矩形平板，以U ＝1 m/s 的速度沿着与水平面成倾角θ＝30的斜面作等速下滑运动。已知平板与斜面之间的油层厚度 δ＝1 mm ，假设由平板所带动的油层的运动速度呈线性分布。求油的动力粘性系数。 解：由牛顿摩擦定律，平板所受的剪切应力du U dy τμ μδ =＝ 又因等速运动，惯性力为零。根据牛顿第二定律：0m ==∑F a ，即： gsin 0m S θτ-?= ()3 24 gsin 59.8sin 301100.1021N s m 1406010 m U S θδμ--?????==≈????? 例题2：如图所示，转轴的直径d ＝0.36 m 、轴承的长度l ＝1 m ，轴与轴承的缝隙宽度δ＝0.23 mm ，缝隙中充满动力粘性系数0.73Pa s μ=?的油，若轴的转速200rpm n =。求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：由牛顿摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 ()60d d n d u y πτμ μδ =＝ 粘性阻力（摩擦力）：F S dl ττπ=?= 克服油的粘性阻力所消耗的功率： ()()3 223 22 3 230230603.140.360.732001600.231050938.83(W) d d n d n n l P M F dl πππμωτπδ -==??=??= ???= ? ?= 例题3：如图所示，直径为d 的两个圆盘相互平行，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下 盘固定不动，上盘以恒定角速度ω旋转，此时所需力矩为T ，求间隙厚度δ的表达式。 解：根据牛顿黏性定律 d d 2d r r F A r r ω ωμ μ πδ δ== 2d d 2d r T F r r r ω μπδ =?= 4 2 420 d d 232d d d T T r r πμωπμωδδ===? 4 32d T πμωδ= 例题4：如图所示的双U 型管，用来测定比水小的液体的密度，试用液柱高差来确定未知液体的密度ρ（取管中水的密度ρ水＝1000 kg/m 3）。 水 解：根据等压面的性质，采用相对压强可得： ()()()123243g g g h h h h h h ρρρ---=-水水 1234 32 h h h h h h ρρ-+-= -水 《工程力学》复习资料 1．画出（各部分）的受力图 （1）（2） （3） 2．力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD相平行，两者之间的距离为h，试求力F对O点的矩的矢量表达式。 解：依题意可得：?θcos cos ??=F F x ?θsin cos ??=F F y θsin ?=F F z 其中33sin = θ 3 6cos =θ 45=? 点坐标为：()h l l ,, 则 () 3 ) ()(33 33333j i h l F k F j F i F F M +?+= -+-= 3．如图所示力系由F 1，F 2，F 3，F 4和F 5组成，其作用线分别沿六面体棱边。已知：的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ，OA=OC/2=。试求力系的简化结果。 解：各力向O 点简化 .0.0 .523143=-==-==+-=C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55== kN F F Ry 102== kN F F F F RZ 5431=+-= 即主矢量为: k j i 5105++ 合力的作用线方程 Z y X == 2 4．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。 取CD 段 0=∑ci M 02 12 =-?ql l F D 解得 kN F D 5= 取整体来研究， 0=∑iy F 02=+?-+D B Ay F l q F F 0=∑ix F 0=Ax F 0=∑iA M 032=?+?-?l F l ql l F D B 联合以上各式，解得 kN F F Ay A 10-== kN F B 25= 5．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m ，ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。（5+5=10分） 取BC 段 0=∑iy F 0cos 2=?+?-?C B F l q F 0=∑ix F 0sin =?-?C Bx F F工程力学 课后习题答案
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