082静力学

本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生理解静水压强的特性、液体平衡微分方程，掌握水静力学的基本方程、液柱式测压计的基本原理，最终能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
基本要求：理解静水压强的特性，理解液体平衡微分方程，压强的表示方法、压强的计量单位、液体的相对平衡；掌握水静力学的基本方程，掌握液柱式测压计的基本原理，掌握并能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
静水中，液体内摩擦力 ，则
故，静水压强的作用线必垂直指向作用面
2、同一点处，静水压强各向等值
作用于此微元三棱体四个不同方位受压界面的表面力只有 ，而单位质量力的三坐标轴有X、Y、Z，各界面上的切应力
。
设三棱体中斜面ABC的面积为 ，其中液体密度为 ，则有体积
的投影面积
质量力分量
微元三棱体取自静止液体，其外合力在三坐标轴方向有
上式分别乘以 而后相加，得
它表明，静水压强的分布取决于液体所受的单位质量力
2.2.3等压面
1、定义：在处于静止状态的液体中，由压强相等的各点所构成的面。
上式可简写为
结论：等压面与质量力正交。
2.3.1液体静力学基本方程
静止液体所受的质量力只有重力，则，
代入公式
积分得
当
式中：
结论：
1、等压面一定是平面。
课型
理论
教学目的
本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生理解静水压强的特性、液体平衡微分方程，掌握水静力学的基本方程、液柱式测压计的基本原理，最终能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
基本要求：理解静水压强的特性，理解液体平衡微分方程，压强的表示方法、压强的计量单位、液体的相对平衡；掌握水静力学的基本方程，掌握液柱式测压计的基本原理，掌握并能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
思考题：2-1、2-2、2-3、2-6、2-17、2-23
习题：2-5、2-8、2-9、2-13、2-15、2-16、2-18、2-19、2-21、2-22
教学过程
备注
本章各节的教学内容及学时分配：
§2-1流体静水压强及其特性0.5学时，课外0.75学时
§2-2流体静压强分布规律1学时，课外1.5学时
重点
本章教学内容的重点和难点：
重点：静水压强的特性、液体平衡微分方程、液体的相对平衡、水静力学的基本方程、液柱式测压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
难点
难点：液体平衡微分方程、液体的相对平衡、差压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
参考书目
本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程流体力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12
2.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
章节题目
第二章流体静力学（单元4）
课型
理论
教学目的
本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生理解静水压强的特性、液体平衡微分方程，掌握水静力学的基本方程、液柱式测压计的基本原理，最终能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
基本要求：理解静水压强的特性，理解液体平衡微分方程，压强的表示方法、压强的计量单位、液体的相对平衡；掌握水静力学的基本方程，掌握液柱式测压计的基本原理，掌握并能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
重点
本章教学内容的重点和难点：
重点：静水压强的特性、液体平衡微分方程、液体的相对平衡、水静力学的基本方程、液柱式测压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
难点
难点：液体平衡微分方程、液体的相对平衡、差压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
参考书目
本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程流体力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12
习题：2-8、2-6
教学过程
备注
本单元教学内容（具体到各知识点）：
§2-3重力场的液体平衡1学时，课外1.5学时
1）水静力学的基本方程
2）静水压强分布规律
§2-4静水压强的计算与测量1学时，课外1.5学时
1）绝对压强
2）相对压强
3）真空度
4）压强的计量单位
5）测量压强的仪器：测压管、U形测压计
1、本单元的教学方式（手段）：教学方式：讲授
教具
电子教案，
电子课件
教学后记
本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
电子教案
2.本单元的作业布置：
思考题：2-1、2-2、
习题：2-3、2-5
教学过程
备注
1.本单元教学内容（具体到各知识点）：
§1-5作用在流体上的力0.5学时，课外0.75学时
1）质量力
重点
本章教学内容的重点和难点：
重点：静水压强的特性、液体平衡微分方程、液体的相对平衡、水静力学的基本方程、液柱式测压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
难点
难点：液体平衡微分方程、液体的相对平衡、差压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
参考书目
本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程流体力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12
2、液体越深，其静压强越大。
3、静压强大小与液体的体积无直接关系。
4、两点的压强差，等于两点间单位面积垂直液柱的重量
5、帕斯卡原理。
2.3.2气体压强的分布
§2-3压强的计算基准和度量单位1学时，课外1.5学时
§2-4液柱测压计0.5学时，课外3学时
§2-5作用在平面上的静水总压力2学时，课外3学时
§2-6作用在曲面上的静水总压力2学时，课外3学时
§2-7液体平衡微分方程1学时，课外1.5学时
§2-8液体的相对平衡1学时，课外1.5学时
共9.学时
本章教学内容的深化和拓宽：
基本要求：理解静水压强的特性，理解液体平衡微分方程，压强的表示方法、压强的计量单位、液体的相对平衡；掌握水静力学的基本方程，掌握液柱式测压计的基本原理，掌握并能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
重点
本章教学内容的重点和难点：
重点：静水压强的特性、液体平衡微分方程、液体的相对平衡、水静力学的基本方程、液柱式测压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
闻德荪、魏亚东等，《工程流体力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9
蔡增基，龙天渝，《流体力学》，中国建筑工业出版社，1999.12
教具
电子教案，
电子课件
教学后记
本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
电子教案
2.本单元的作业布置：
思考题：2-19
因此有：
均除
因M点时，即 ，则 ，则
静水压强 具有各向等值性，是空间点坐标的连续可微函数
即
六面体M位于中心处
该点压强为
边长分别为
液体密度为 对于静止液体，
隔离体沿 轴方向的外力有：
表面处压力：
质量力：
其平衡条件为 ，将以上各式代入得
同理有
液体平衡微分方程表明：在静止流体中各点单位质量流体所受表面力和质量力相平衡。
2）表面力
§2-1静水压强及其特性0.5学时，课外0.75学时
1）静水压强
2）静水压强的特性
§2-2液体的平衡微分方程1学时，课外1.5学时
1）液体平衡微分方程一般式
2）综合式
1、本单元的教学方式（手段）：教学方式：讲授
2.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
章节题目
第二章流体静力学（单元3）
闻德荪、魏亚东等，《工程流体力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9
蔡增基，龙天渝，《流体力学》，中国建筑工业出版社，1999.12
教具
电子教案，
电子课件
教学后记
本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题：
1.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
电子教案
2.本单元的作业布置：
思考题：2-6
习题：2-9、2-13
教学过程
备注
本单元教学内容（具体到各知识点）：
§2-4静水压强的计算与测量1学时，课外1.5学时
6）测量压强的仪器：差压计
7）静水压强分布图
§2-5液体的相对平衡1学时，课外1.5学时
1）等加速直线运动
2）等角速旋转运动
1、本单元的教学方式（手段）：教学方式：讲授
2.本单元师生活动设计：
难点
难点：液体平衡微分方程、液体的相对平衡、差压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
参考书目
本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程流体力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12
闻德荪、魏亚东等，《工程流体力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9
蔡增基，龙天渝，《流体力学》，中国建筑工业出版社，1999.12
深化：水静力学的基本方程、液体平衡微分方程、液体的相对平衡、差压计、作用在平面、曲面上的静水总压力。
拓宽：作用在平面、曲面上的静水总压力。
章节题目
第二章流体静力学（单元2）
课型
理论
教学目的
本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生理解静水压强的特性、液体平衡微分方程，掌握水静力学的基本方程、液柱式测压计的基本原理，最终能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。
习题：2-15、2-18
教学过程
备注
本单元教学内容（具体到各知识点）：
§2-6作用在平面上的静水总压力2学时，课外3学时
1）图解法
2）解析法
3）例题分析
1、本单元的教学方式（手段）：教学方式：讲授
2.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授