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第二章 流体静力学 第3次课 年 月 日 章 题目 第2章 流体静力学 方式 课堂 模块 静力学模块 方法 启发式、举例 单元 流体静力学基本方程的导出 手段 多媒体 基本要求 （1）理解和掌握流体静压强及其特性；（2）了解流体平衡微分方程式，理解其物理意义；（3）掌握绝对平衡流体静压强的分布规律及点压强的计算（利用等压面），（4）掌握流体静压强的量测和表示方法，压面的形状特别是自由液面的形状 重点 静压强及其特性，点压强的计算、静压强分布图 难点 复杂情况下点压强的计算（利用等压面） 内容拓展 连通器原理在船闸上的应用 参考教材 张也影，流体力学（第二版），高等教育出版社.1999. 徐文娟，工程流体力学，哈尔滨工程大学出版社，2002. 禹华谦，工程流体力学，西南交通大学出版社，1999 作业 习题 1-3 1-5 1-7 思考题 ：1-7 1-8 提问： 1、粘性 2、作用在流体上的力： 教学目的和任务 本次课是流体力学的基础，是流体运动学和动力学的最基本理论。因此，必须组织好教学内容，采用恰当的手段和方法。 教学目的 （1）通过分析流体静力学方程，使学生建立起水头的概念，为流体动力学建立基础。 （2）通过实例分析，说明流体对固体壁面作用力的计算和应用。 2、教学任务 （1）理解和掌握流体静压强及其特性； （2）了解流体平衡微分方程式，理解其物理意义； （3）掌握流体的绝对和相对平衡； （4）掌握流体静压强的分布规律及点压强的计算（利用等压面），掌握流体静压强的量测和表示方法； （5）熟练掌握作用于平面壁和曲面壁上流体总压力的计算。 3、重点、难点 重点：静压强及其特性，点压强的计算，静压强分布图，压力体图，作用于平面上的流体总压力，作用于曲面上的流体总压力。 难点：复杂情况点压强的计算（利用等压面），压力体图，作用于曲面上的流体总压力。 1）你知道有哪些测压仪表，它们的主要区别是什么？ 2）如何利用测压管测量静止液体中任意一点的压强？ 3）结合挂图及测压仪表实物，当液面压力及基准面改变时，对任意两点的位置 水头及压强水头各有什么影响？ 4）相对平衡压强分布规律、等压面形状与静平衡的异同点。 4、能力培养： 1、了解各种测压仪表的构造、原理、测压范围及应用； 2、学会等压面的判断及应用。 3、了解相对平衡原理在工程中的应用 4、培养学生科学思维及动手能力 过程： 教师：提问、讲解、示范、解答学生提出的问题。 学生：听讲、观察、提问、操作、回答教师提出的问题。 注意事项： 1、组织好学生，要讲的内容集中讲解，学生动手内容分组进行； 2、注意方式、方法，要机动灵活，随机应变； 3、多用设问式语气，停顿一会儿，给学生足够的思考时间； 4、在回答学生的问题时多向学生反问，让学生发散思维。 5、讲解总时间控制在40分钟左右。 二、本次课主要研究内容 流体平衡时，(1) 其内部的压强分布规律； (2) 流体与其它物体间的相互作用力。 结论：对理想流体或粘性流体都是适用的。在一般情况下，液体可以被看成是不可压缩的物质，在讨论中可认为重度或密度为常量。 三、教学方法 本次课内容是学生学习后面流体动力学的基础，以前在物理学中接触到一些如压力、总压力等概念，因此，主要应注意联系生活中的实际，培养学生的学习兴趣，选择合适的作业题，培养学生分析实际问题，解决实际问题的能力，切忌“生搬硬套”。 上次课内容回顾及本次课内容引出： §2-1静止流体应力特性 一、流体静压强 如图2.1.1，在均质的静止流体中任取一分离体，将此分离体用一平面切成Ⅰ、Ⅱ两部分,并取走Ⅰ部分。去掉后，要保持Ⅱ部分的平衡，在面上必须加上原来Ⅰ部分流体对Ⅱ部分的作用力。 设作用在m点周围微小面积上的合力为，根据压强的定义，其平均压强为 （N/m） 当面积无限缩小到点时，则得 （N/m或） 图2.1.1 静止液体中的分离体 ——外部流体作用在流体内部点上而产生的压力，称流体静压力。流体静压强——作用在单位面积上的力。 压强的存在：举生活中的实例 二、 流体静压强的特性 流体静压强有两个重要特性： 流体静压强的方向必然重合于受力面的内法线方向。 (2)平衡流体中任意点的静压强值只能由该点