四川大学水力学教案.docx

1、四川大学水力学教案四 川 大 学 教 案课程名称水力学授课专业水工年级2007课程编号30619450-0课程类型必修课校级公共课 ；根底或专业根底课；专业课 选修课限选课 ；任选课 授课方式课堂讲授75；实践课9考核方式考试；考察 课程教学总学时数84其中9个实验实分数5学分学时分配课堂讲授75学时；实践课9学时教材名称水力学作 者吴持恭及出版时间高等教育2008年1月第4版指定参考书作 者及出版时间?水力学?学习1.大学水力学教研室国家精品课程skhl.scu.edu./hydraulics/2.河海大学水力学国家精品课程online.hhu.edu./slx/3.华北水利水电学院水力学精

2、品课程国家精品课程210.43.128.116/slx/4.清华大学水力学实验eol.jlu.edu./software/08/01/008/01/00001/index.htm5.?流体力学(水力学)?-大学精品课程.cqu.edu./yuanxishezhi/chengshijianshe/ch/kc/ltlx/授课教师王协康职 称研究员单 位水电学院授课时间20082009学年下期第216周联系方式Email: wangxiekang163. 0 (O) 注：表中 选项请打“。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 1 周，第1次课2007-03-5备注章 节名 称绪论授 课方 式理

3、论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求目的：掌握工程流体力学这门课的性质及一些根本概念要求：学生了解水力学的任务与研究对象，水力学的根本推动力，重点掌握液体主要的物理性质，着重介绍牛顿摩擦定律及其特点等要求学生掌握牛顿摩擦定律及其简单应用，了解连续介质及理想液体的假定。教 学 容 提 要时 间分 配0-1 水力学的任务与研究对象水静力学、水力学开展简况0-2 液体的主要特重性质一、惯性 质量和密度二、万有引力特性、重力三、粘滞性与粘滞系数四、压缩性及压缩系数五、外表引力及外表引力系数0-3 连续介质和理想液体的概念0-4 作用于液体上的力0-5 水力学的研究方法0-1小节1学时0-

4、2小节1学时0-3到0-5小节1学时教学重点与难点重点：1、2、分析相邻液层的方向及难点：液体的粘滞性与粘滞系数包括粘滞的概念，粘滞系数的概念，牛顿摩擦定律的表示及适用条件讨论、练习、作业，固体与液体摩擦力讨论：液体粘滞性现象作业：思考题0-2、0-4；习题 0-4 、0-5、0-6教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 1 周，第2次课2007-03-8备注章 节名 称第一章水静力学1-5节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求掌握静水压强的概念及特性，液体平衡的

5、微分方程式及积分，等压面的概念，重力作用下静水压强的计算公式。教 学 容 提 要时 间分 配上节主要容回忆1 水静力学1-1 静水压强及其特性1-2 液体平衡微分方程式及积分1-3 等压面1-4 重力作用下静水压强的根本公式1-5 几种质量力同时作用下液体平衡容回忆及1-1小节1学时1-2和1-3小节1学时1-4和1-5小节1学时教学重点与难点静水压强的方向指向重点：静水压强的根本公式，等压面的概念及正确判断等压面难点：正确的找到等压面讨论、练习、作业分布荷载，点压强等课堂讨论及练习，等压面的判断作业：复习本堂课的容教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复

6、班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 2 周，第1次课2007-03-12备注章 节名 称第一章6-10节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求让学生掌握重力作用下及几种质量力同时作用下静水压强的计算及两者之间的异同、绝对压强与相对压强的概念及压强的几种测量方法。让学生掌握压强的液拉表示法、的含义，会计算作用于平面上的静水总压力及曲面上的静水总压力教 学 容 提 要时 间分 配上节主要容回忆1-6 绝对压强与相对压强1-7压强的测量1-8 压强的液柱表示法，水头与单位势能1-9 作用于平面上的静水总压力1-10 作用于曲面上的静水总压力压强

7、液柱表示，势能图解法矩形平面解析法任意形二向曲面容回忆及1-6、1-7小节1学时1-8和1-9小节1学时1-10小节1学时教学重点与难点重点及难点：重力作用下静水压强的计算及绝对压强与相对压强，真空度的概念及区别。压强测量方法，等压面概念的具体应用。作用于平面上的静水总压力：会画压力图并求总压力，会用解析法计算任意平面所受总压力；作用于曲面上的静水总压力：会计算总压力的水平分力，垂直分力及总压力，会画压力体。讨论、练习、作业压强测量的作业讨论：思考题及等压面的寻找练习：例题：1-2、1-4、1-5、1-6作业：思考题1-2、1-4；习题 1-1、1-3、1-7、1-9、1-11、1-12、1-

8、13、1-18、1-19、1-20教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 2 周，第2次课2007-03-15备注章 节名 称第二章 液体运动的流速理论1-6节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求加深理解让学生了解拉格朗日法和欧拉法的区别，掌握恒定流与非恒定流的区别，迹线与流线的概念，流管、流速、总流，过水断面，流量、断面平均流速的概念。总流等概念及恒定一元流的连续性方程质量守恒定律教 学 容 提 要时 间分 配2-1 描述液体运动的两种方法2-2 恒定流与非恒定

9、流2-3 迹线与流线2-4 液体运动的流速理论的一些根本概念2-5 一元流、二元流、三元流2-6 恒定一元流的连续性方程2-1、2-2小节1学时2-3和2-4小节1学时2-5和2-6小节1学时教学重点与难点掌握并区分液体运动流速理论的一些根本概念及概念之间的区别掌握恒定一元流的连续性方程讨论、练习、作业课堂提问、讨论式答复讨论的适用条件作业：理解流束理论主要概念教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 3 周，第1次课2007-03-19备注章 节名 称第二章：液体运动的流速理论7-9节授 课

10、方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求了解恒定、非恒定、迹线、流线概念了解连续方程描绘的实际现象，公式应用条件掌握和运用实际液体恒定总流的能量方程式掌握均匀流与非均流概念及特性教 学 容 提 要时 间分 配上节主要容回忆描述液体运动的两种方法介绍恒定非恒定、迹线流线概念及过水断面Q、V名词的含意一元恒定连续方程2-7 理想液体及实际液体恒定流微小流速的能量方程式2-8 均匀流与非均匀流，非均匀渐变流与急变流2-9 实际液体恒定总流能量方程容回忆及2-7小节为1学时2-8小节为1学时2-9小节为1学时教学重点与难点重点：8个概念上以及连续方程的引入均匀与非均匀流的概念及特性注

11、意点及公式的运用，会画测压管水头线及总水头线讨论、练习、作业讨论：总水头线与测压管水头线的趋势练习：例2-1及2-2 作业：思考题2-1、2-5 习题：2-2、2-5教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 3 周，第2次课2007-03-22备注章 节名 称第二章：液体运动的流速理论10-13节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求通过分析能量方程在实践中的运用，使学生更好的掌握能量方程及其各项物理意义掌握实际液体恒定总流的动量方程及其应用教 学 容 提 要时 间分

12、 配上节主要容回忆2-10 能量方程式应用举例 一、毕托管测流速二、文里流量计三、孔口出流计算四、管嘴恒定出流2-11 实际液体恒定总流的动量方程式2-12 恒定总流动量方程式应用举例2-13 量纲分析与无定理容回忆及2-10小节为1.5学时2-11小节为0.5学时2-12和2-13小节为1学时教学重点与难点均匀流特性P动=P静的原因能量方程图示总水头线测压管水头线*-在四个应用举例中，孔口出流中孔口非恒定出流较层理解基准面选择计算断面，计算点选择动量方程式的运用及应用时的注意点讨论、练习、作业讨论：基层面的选取孔口出流与管嘴出流哪个流量大作业：习题 2-8、2-10、2-12、2-13、2-

13、14、2-15。教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 4 周，第1次课2007-03-26备注章 节名 称第三章：液流型态及水头损失1-3节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求稳固第二章容 掌握水头损失的物理概念及分类液流边界在横向和纵向对水头损失的影响及均匀流中与的关系。掌握液流运动的两种形态及其判别，紊流的四个特征。教 学 容 提 要时 间分 配上节主要容回忆第二章习题课3-1 水头损失的物理概念及其分类3-2 液流边界几何条件对水头损失的影响3-3 均匀流

14、沿程水头损失与切应力的关系3-4 液体运动的两种形态容回忆和第二章习题课为1学时3-1和3-2小节为1学时3-3和3-4小节为1学时教学重点与难点层流及紊流两种液流形态的概念及判别紊流形成过程水头损失形成原因及分成与两类断面形状在横向与纵向对水头损失的影响的适用条件，公式指导达西公式 的含义 讨论、练习、作业作业：思考题3-2、3-4；习题3-1、3-3教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 4 周，第2次课2007-03-29备注章 节名 称第三章：液流型态及水头损失5-9节授 课方 式理

15、论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求层流中计算沿程水头损失。会用计算的试算法及查莫迪图法两种方法求解入会用才公式计算损失会查图求解局部水头损失。教 学 容 提 要时 间分 配上节主要容回忆3-5 圆管中层流运动及其沿程水头损失的计算3-6 紊流的特征3-7 沿程阻力系数入的变化规律3-8 计算沿程水头损失的经历公式-才公式3-9 局部水头损失容回忆和3-5小节为0.5学时3-6小节1学时3-7和3-8、3-9为1.5学时教学重点与难点紊动特征中的粘性底层概念。的求解，局部水头损失中的取值才公式的运用讨论、练习、作业作业：习题3-6、3-8、3-10、3-13教学手段多媒体+板书参

16、考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 5 周，第1次课2007-04-02备注章 节名 称第四章：有压管中的恒定流1-7节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求明确什么是有压管水利工程中和生活中的实例什么是简单管？什么是复杂管道？以及长、短管道？掌握这些简单管道的水力计算公式用这些公式、原理能解决一些工程实际中的问题教 学 容 提 要时 间分 配主要容介绍1、有压管道的含意2、简单、复杂管道的情况长、短管的定义3、简单管道水力计的根本公式自由出流淹没出流按长管计算的情况4、简单管道水力

17、计算类型主要的四种类型5、虹吸管、水泵的水力计算4-1 简单管道水力计算的根本公式4-2 简单管道水力计算的根本类型4-3 简单管道水力计算的特例-虹吸管及水泵装置复杂管道水力计算按长管的概念对串联管、并联管、分叉管沿程均匀泄流管道的水力计算公式进展介绍，并分别举例最后举一个上述四种类型出现在一个管道系统中的算例4-4，4-5，4-6，4-7 串联管道 并联管道 分叉管道及流程均匀泄流管道的水力计算主要容介绍和4-1小节为1学时4-2和4-3小节为1学时4-4，4-5，4-6，4-7为1学时教学重点与难点重点：1、能量方程的应用深化2、长、短管概念简单管道中长管及短管的计算，其中短管中包括自由

18、出流及淹没出流的水力计算，虹吸管及水泵装置的水力计算。在长管条件下、串联、并联、分叉管道各自沿程阻力的特点。对非点型并联管道看似分叉型与分叉管道的区分串联管道中及水力计算并联管道中及水力计算分叉及均匀泄流管道水力计算讨论、练习、作业讨论：1、自由出流、淹没出流在A，d一样H=ZQ自，Q淹时Q的关系。2、当管中某段有负压时有哪些方法纠正？哪种最好。讨论本章末的思考题作业4-1、4-2、4-3、4-7、4-8、4-11教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第5 周，第2次课2007-04-05备注

19、章 节名 称第五章 明渠恒定均匀流1-6节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求首先明确无压流就是明渠水流举出生活、工程中的例子然后引出明渠恒定均匀流的含意。掌握明渠均匀流的特性、产生条件以及计算公式并会用这些公式解决一些生产实际问题。教 学 容 提 要时 间分 配主要容简介 横断面明渠类型及其对水流运动的影响底坡5-1 明渠的类型及对水流运动的影响5-2 明渠均匀流的特性及产生条件5-3 明渠均匀流动计算公式5-4 水力最正确断面及允许流速5-5 明渠均匀流水力计算5-6 粗糙度不同及复式断面明渠的水力计算容简介、5-1、5-2小节为1学时5-3和5-4小节为1 学

20、时5-5和5-6小节为1 学时教学重点与难点1、梯形因常用故做重点介绍，其横断面的水力要素计算式。2、顺、平、逆坡的引入，棱柱体的渠3、明渠均匀流总水头、水面、底坡三线平行4、明渠在模向及纵向对水流运动的影响，明渠均匀流的特性及产生条件，及明渠均匀流计算公式5、水力最正确断面的概念及计算明渠均匀流的水力计算讨论、练习、作业作业：思考题5-4；习题5-2、5-4、5-8、5-11教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第 6 周，第1次课2007-04-9备注章 节名 称第六章 明渠恒定非均匀流1

21、-4节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求要明确明渠恒定非均匀渐变流的三种流态急、缓、临界流三种流态及其判别，的计算和的物理力学意义断面比能、比能曲线教 学 容 提 要时 间分 配主要容介绍1、概述明渠恒定非均匀渐变流这章所要讨论的问题主要是水面曲线的定性分析与定量计算，其在生产实际中的意义。2、由波的角度引出明渠水流三种流态3、再从能量角度应证明渠水流三种流态4、介绍，的计算式和计算方法hk不同断面的计算方法6-1 明渠水流的三种流态6-2 断面比能及临界水深6-3 临界底坡，缓坡及陡坡6-4 临界水深的一些实例容介绍和6-1小节为1学时6-2小节为1学时6-3和

22、6-4小节为1 学时教学重点与难点1、明渠水流三种流态的引入，如何用Vw、hk、Fr及判断明渠水流的三种流态2、Es与E的区别3、Fr的物理、力等意义4、hk的影响因素，ho的影响因素hk与i无关ho与i有关引出临界底坡ik讨论、练习、作业作业：思考题6-1、6-5、6-7教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第6 周，第2次课2007-04-12备注章 节名 称第六章 明渠恒定非均匀流5-8节授 课方 式理论课；实验课 ；实习 教 学时 数3教学目的及要求了解明渠恒定非均匀渐变流的微分方程尤

23、其是棱柱体明渠渐变流水深沿程变化的微分方程以及水位沿流程变化的微分方程。掌握棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的分析及计算教 学 容 提 要时 间分 配上节主要容回忆1、hk的一些实例2、明渠恒定非均匀渐变流的微分方程3、棱柱体恒定非均匀渐变流的水面曲线定性分析趋势4、再时间许可时先简要介绍逐段试算法对水面线作定量计算6-5 明渠恒定非均匀渐变流的微分方程式6-6 棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析6-7 明渠恒定非均匀渐变水面曲线的计算-逐段试算法6-8 河渠恒定非均匀流的流量与糙率的计算容回忆和6-5小节为1学时6-6小节为1学时6-7和6-8小节为1学时教学重点与难点明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析及计算。1、棱柱体在定性分析其水面线中的应用2、十二种水面线类型的引入，当i0，a，b，c区的情况即N-N线，K-K线相对位置确实定i0时只有b，C区的情况3、归纳a，b，c三区水面线走势理论与实际的结合讨论、练习、作业讨论例题6-6、6-7以及 6-5作业：习题6-1、6-3、6-6、6-7、6-10、6-15、6-16教学手段多媒体+板书参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。四 川 大 学 教 案【理、工科】周 次第7周，第