西南大学21春《工程力学》基础离线作业1答案1. 超声速气流在被加热的无摩擦的等截面管中流动时，沿流动方向将引起 A．加速；B．减速；C．速度不变超声速气流在被加热的无摩擦的等截面管中流动时，沿流动方向将引起 A．加速；B．减速；C．速度不变B2. 隔离体(或分离体)是指______对某一隔离体作受力图时一般要画上两部分外力，一部分是______，另一部分是_____隔离体(或分离体)是指______对某一隔离体作受力图时一般要画上两部分外力，一部分是______，另一部分是______从结构中选取合适的构件作为研究对象，卸去相邻构件对它的约束后将它从结构中分离出来，以便分析它所受的全部外力作用力(或载荷)$支承反力(或约束力)3. 依据力的可传性原理，下列说法正确的是( ).A.力不可以沿作用线移动;B.力可以沿作用线移动到任何一点;C.力可以沿作用线移动到物体内的任意一点;D.力可以沿作用线移动到刚体内的任意一点参考答案：D4. 当收缩喷管的出口截面成为临界截面时，背压连续下降不能使喷管内的流量增加，造成“壅塞”现象，其物理原因可能当收缩喷管的出口截面成为临界截面时，背压连续下降不能使喷管内的流量增加，造成“壅塞”现象，其物理原因可能是 A．与超声速流流过收缩管道的原理一样； B．喷管外为开放空间，降低背压对管内不起作用； C．喷口处达到声速，形成马赫线，喷管内相当于寂静区。
C喷口外为扰动区，扰动区的压强扰动传不到寂静区；故对喷管内流动没有影响5. 在动态测试中，电桥的输出量通常采用( )A.电阻量B.电压量C.电流量D.电感量正确答案：B6. 秋季白天秋高气爽气温较高，此时的空气为______ A．干空气 B．饱和空气 C．未饱和空气 D．过热空气秋季白天秋高气爽气温较高，此时的空气为______ A．干空气 B．饱和空气 C．未饱和空气 D．过热空气C地球上的大气或多或少都含有水蒸气，湿空气本身并无过热之说，只有饱和与未饱和之分，空气中带有的水蒸气在过热状态(温度高于其饱和温度)，则为未饱和湿空气，水蒸气达饱和状态(温度等于其饱和温度)，则为饱和湿空气7. 应用热泵来供给中等温度(例如100℃上下)的热量比直接利用高温热源的热量来得经济，因此有人设想将乏汽在冷凝应用热泵来供给中等温度(例如100℃上下)的热量比直接利用高温热源的热量来得经济，因此有人设想将乏汽在冷凝器中放出热量的一部分用热泵提高温度，用以加热低温段(100℃以下)的锅炉给水，这样虽然需增添热泵设备，但可以取消低温段的抽汽回热，使抽汽回热设备得以简化，而对循环热效率也能有所补益。
这样的想法在理论上是否正确?提示：分别考虑可逆及不可逆效果8. 水力最优断面是( )A.造价最低的渠道断面B.壁面粗糙系数最小的断面C.对一定的流量具有最大断面水力最优断面是( )A.造价最低的渠道断面B.壁面粗糙系数最小的断面C.对一定的流量具有最大断面积的断面D.对一定的面积具有最小湿周的断面正确答案：D9. 17 已知杆端力向量就可以通过单元刚度方程算出杆端位移向量 )17 已知杆端力向量就可以通过单元刚度方程算出杆端位移向量 )错误只有杆端有支承的特殊单元(如连续梁单元)，才能由杆端力向量通过单元刚度方程求出杆端位移向量自由单元，有刚体位移，单元刚度矩阵是奇异的，求不出来10. 合理选择安全系数是解决________和________矛盾的关键合理选择安全系数是解决________和________矛盾的关键正确答案：安全、经济安全、经济11. 气缸中0.1kg的空气初参数是300K、100kPa，被等温压缩到 250kPa，求过程热量和功气缸中0.1kg的空气初参数是300K、100kPa，被等温压缩到 250kPa，求过程热量和功Q=W=-7.89 kJ12. 设A和ψ是满足洛伦兹规范的矢势和标势。
(1) 引入一矢量函数z(x，t)(赫兹矢量)，若令ψ=·Z，证明 (2) 若令ρ=-·设A和ψ是满足洛伦兹规范的矢势和标势 (1) 引入一矢量函数z(x，t)(赫兹矢量)，若令ψ=·Z，证明 (2) 若令ρ=-·P证明Z满足方程，写出在真空中的推迟解 (3) 证明E和B可通过Z用下列公式表出： A和ψ满足洛仑兹规范 ∴有 引入赫兹矢量Z(x，t)，令ψ=-·Z，代入上式中 有 ① ∵·(×f)=0，即一个矢量场旋度的散度为零 ∴对应上式可知，由①式确定的矢量场不唯一，可以相差一个×f，令×f为零，可以得到 (2) 在洛仑兹规范下，标势ψ的方程可写为 将ψ=-·Z，ρ=-·P代入上式，有 即 ② 与ψ的形式相比较， (3) 将ψ=-·Z，代入，有 由②有 代入上式，有 13. (1) 试述A的物理意义； (2) 电流I均匀地流过一无限长半径为a的圆柱形导体，选电流方向为z轴正方向，已知导线(1) 试述A的物理意义； (2) 电流I均匀地流过一无限长半径为a的圆柱形导体，选电流方向为z轴正方向，已知导线外的矢势 求圆柱导体内的矢势A1(1)矢势A的物理意义：矢势A沿任意闭合路径L的环量，等于通过以L为边界的曲面S的磁通量，某一点上的矢势没有明确意义。
2) 如图所示，由于磁场B具有轴对称性，根据安培环路定理 可得柱内外磁感应强度A1=10v 由于磁场具有轴对称性，利用矢势A与磁场B的积分关系可以求解导体内的矢势A1 [引申拓展] 在磁场具有对称性时，矢势也具有对称性，这时利用磁场强度求解矢势A比较方便，不必去求解矢势的微分方程 14. 请判断下列说法是否正确：过流场中的一点可以有多条迹线 A．根本不可能；B．在定常流中是正确的；C．在不定常流请判断下列说法是否正确：过流场中的一点可以有多条迹线 A．根本不可能；B．在定常流中是正确的；C．在不定常流中是正确的C15. 插入氩气流的毕托管测得驻点压强为158kN/m2，静压为104kN/m2，测管处气流温度为20℃，试确定可压缩气流的速度；插入氩气流的毕托管测得驻点压强为158kN/m2，静压为104kN/m2，测管处气流温度为20℃，试确定可压缩气流的速度；若假定气体不可压缩，其密度等于未受扰动的流速中的密度，试确定这样假定可能产生的测速误差氩气常数R=208.2(N·m)/(kg·K)，绝热指数K=1.68可压缩流体v=236m/s，不可压缩流体252m/s，相对误差6.8%。
16. 已知空气温度为0℃，气流速度为250m/s，气流的滞止声速为 A 250m/s；B 300m/s；C 350m/s；D 400m/s已知空气温度为0℃，气流速度为250m/s，气流的滞止声速为 A 250m/s；B 300m/s；C 350m/s；D 400m/sC17. 蒸汽动力装置中，直接向环境散失热量最多的设备是______，可用能损失最多的设备是______蒸汽动力装置中，直接向环境散失热量最多的设备是______，可用能损失最多的设备是______冷凝器$锅炉18. 计算消力池池深的设计流量是建筑物下泄的最大流量 ( )计算消力池池深的设计流量是建筑物下泄的最大流量 ( )此题为判断题(对，错)正确答案：×19. 试用π定理分析管道均匀流水头损失系数关系式假设水力坡度J与流速v、水力半径R、边界绝对粗糙度△、试用π定理分析管道均匀流水头损失系数关系式假设水力坡度J与流速v、水力半径R、边界绝对粗糙度△、水的密度ρ、黏度μ有关正确答案：ρvR为基本量：F(vJR△ρμ)=0π1=Jρ,v,R为基本量：F(v,J,R,△,ρ,μ)=0,π1=J,20. 列平衡方程时，要建立坐标系求各分力的投影，为运算方便，坐标轴通常需要选在与未知力( )。
A.相交90度角B.相交0度角C.相交60度角D.相交30度角参考答案：A21. 空间力系向某简化中心O简化结果有主向量R=0，主矩mO≠0，则此力系对任意点A简化必有R=0，mA=mO )空间力系向某简化中心O简化结果有主向量R=0，主矩mO≠0，则此力系对任意点A简化必有R=0，mA=mO )正确22. 浮力作用线通过 A．潜体的重心；B．浮体的体积形心；C．排开液体的体积形心； D．物体上面竖直方向液体的体积形浮力作用线通过 A．潜体的重心；B．浮体的体积形心；C．排开液体的体积形心； D．物体上面竖直方向液体的体积形心C23. 将一半径为R0未带电的导体球，置于均匀电场E0中，若该球沿垂直于E0的面分成两个相等的半球，求两半球受到的作将一半径为R0未带电的导体球，置于均匀电场E0中，若该球沿垂直于E0的面分成两个相等的半球，求两半球受到的作用力以球心为坐标原点，E0方向为z轴，且令导体电势为零，则电势满足 (R＞R0) 则ψ的通解为 利用边界条件确定常数，最后得 则球面处的电场为 于是，导体表面单位面积受的静电力为 左右两半球受的力分别为 由此可见，左右两半球受的静电力大小相等，方向相反。
24. 证明沿z轴方向传播的平面电磁波可用矢势A(ω，τ)表示，其中，A垂直于z轴方向证明沿z轴方向传播的平面电磁波可用矢势A(ω，τ)表示，其中，A垂直于z轴方向证明 利用上题中得到的自由空间矢势A的方程 ① 解得平面波解为 ② 由于平面波沿z轴方向传播，故K=kez，则②式可写为 根据洛伦兹规范 得 由已知条件A=Aez，故ψ=0 因此 ，由于，，再考虑沿z方向传播的电磁波矢势A解析表达式，找出ψ与A的关系便可证明 [易犯错误] 不能抓住平面电磁波的特点，未应用沿z轴传播这一特定条件 [引申拓展] 求解此类题目时，将E、B用A、ψ表示出来，在已知条件下分析A、ψ解析式及其之间的关系即可 25. 气体的黏性随温度的升高而 A．增大；B．减小；C．不变；D．不能确定气体的黏性随温度的升高而 A．增大；B．减小；C．不变；D．不能确定A26. 活塞式压气机活塞每往复一次生产0.5kg，压力为0.35MPa的压缩空气空气进入压气机时的温度为17℃，压力为0.098M 活塞式压气机活塞每往复一次生产0.5kg，压力为0.35MPa的压缩空气。
空气进入压气机时的温度为17℃，压力为0.098MPa，若压缩过程为n=1.35的可逆多变过程，余隙容积比为。