四川大学水力学教案

1、四川大学教案课程名称水力学授课专业水工年级2007课程编号课程类型必修课校级公共课（）；基础或专业基础课（，）；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（，）；考查（）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出版社及出版时间高等教育出版社2008年1月第4版指定参考书作者出版社及出版时间水力学学习网站1 .四川大学水力学教研室（国家精品课程）2 .河海大学水力学（国家精品课程） n3 .华北水利水电学院水力学精品课程网站（国家精品课程）4 .清华大学水力学实验 0001/in

2、dex.htm5 .流体力学（水力学）-重庆大学精品课程he/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: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 ）备注章节绪论名称授课教学理论课（，）；实验课（）；实习（）3方式时数教 目的掌握工程流体力学这门课的性质及一些基本概念学 要求学生了解水力学的任务与研究对象，水力学的基本推动力，重点掌握液体主要的物理性质，着重介绍牛顿内摩擦定律及其特点等要求学生掌目握牛顿内摩擦定律及其简单应用，了解连续介质及理想液体的假定。教学内容提要

3、67;0-1水力学的任务与研究对象水静力学、水力学发展简况§ 0-2液体的主要特重性质、惯性质量和密度、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、表面引力及表面引力系数§0-3连续介质和理想液体的概念§ 0-1 小节1学时§ 0-2 小节1学时§ 0-3 到§ 0-5 小节1学时§0-4作用于液体上的力§0-5水力学的研究方法教学重占 八、与难占八、daT= 口 重点：1、屯du d&2、分析相邻液层毛的方向及力直难点：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，牛顿内摩擦定律

4、的表示及适用条件讨论、如T =以一斯,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练习、作业教学多媒体+板书手段参考资料注：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。时间教学内容提要上节主要内容回顾§ 1水静力学§ 1-1静水压强

5、及其特性内容回顾及§1-1小节1学时§ 1-2 和§ 1-3 小§ 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基本公式§ 1-4 和§ 1-5 小§ 1-5几种质量力同时作用下液体平衡时教学静水压强的方向指向重占八、重点：静水压强的基本公式，等压面的概念及正确判断等压面难点：正确的找到等压面与难讨论、练习、分布荷载，点压强等课堂讨论及练习，等压面的判断作业：复习本堂课的内容作业教学手多媒体+板书段参料四川大学教案【理、工科】周次第2周，第1次课（2007-03-12 ）备

6、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Z-F 学生掌握压强的液拉表示法、居的含义，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上节主要内容回顾教学内容提要§ 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液柱表示，势能一图解法一一矩形平面解析

7、法一一任意形Px二向曲面1艮教重点及难点:重力作用下静水压强的计算及绝对压强与相对压强,内容回顾及§ 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。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

8、> 1-11、1-12、1-13、1-18、1-19 、1-20多媒体+板书手段参考资料注：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、断面平均目流速的概念。总流等概念及恒定一元流的连续性方程（质量守恒定律）的及要求时间教学内容提要分配§ 2-1、§

9、 2-1描述液体运动的两种方法2-2小节§ 2-2恒定流与非恒定流1学时§ 2-3迹线与流线§ 2-3 和§ 2-4 小§ 2-4液体运动的流速理论的一些基本概念节1学时§ 2-5一元流、二元流、三元流§ 2-5 和§ 2-6恒定一元流的连续性方程2-6小节1学时教掌握并区分液体运动流速理论的一些基本概念及概念之间的区别学掌握恒定一元流的连续性方程匕月讨论、课堂提问、讨论式回答练讨论吃风-匕4的适用条件习、作业：理解流束理论主要概念作业教多媒体+板书学段参考资料注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授

10、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）授课方式理论课（，）；实验课（）；实习（）教学时数3教学了解恒定、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的掌握均匀流与非均流概念及特性时间教学内容提要分配上节主要内容回顾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

11、实际液体恒定总流能量方程内容回顾及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 重点：8个概念上以及连续方程的引入学均匀与非均匀流的概念及特性重&+£1+皿=耳3+区+应+“金丁 2且7 2g占 八、注意点及公式的运用，会画测压管水头线及总水头线与难占八、讨论、讨论：总水头线与测压管水头线的趋势练练习：例2-1及2-2习、作业：思考题2-1 、 2-5 习题：2-2 、 2-5作业教多媒体+板书手段参考资料注：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：

12、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N" =-4匕）及其应用求教学内容提要时间分配内容回上节主要内容回顾顾及§2-10能量方程式应用举例2-10 小节为1.5一、毕托管测流速学时二、文里流量计2-11 小三、孔口出流计算节为0.5四、管嘴恒定出流学时§2-11实际液体恒定总流的动量方程式2-12 和2-13 小节为1§2-12恒定总流动量方程式应用举例学时§2-13量纲分析与无定理均匀流特性P

13、动=P静的原因教能量方程图示学总水头线重测压管水头线*-点在四个应用举例中，孔口出流中孔口非恒定出流较层理解与基准面选择难计算断面，计算点选择点0泡工"»动量方程式的运用及应用时的注意点讨讨论：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 、2-14 、2-15。多媒体+板书注：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 ）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

14、及 要 求巩固第二章内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 电“与的 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。时间教学内容提要备注内容回顾和第上节主要内容回顾二章习题课为1第二章习题课学时§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均匀流沿程水头损失与切应力的关系§ 3-1 和§ 3-2 小节为1学时§ 3-4液体运动的两种形态§ 3-3 和§ 3-4 小节为1学时教层流及紊流两种液流形态的概念及判别紊流形成过程学水头

15、损失形成原因及分成与舒两类重断面形状在横向与纵向对水头损失的影响点融二的的适用条件，公式指导与被达西公式4氏2g的含义讨论、练作业：思考题3-2 、 3-4;习题3-1 、 3-3习、作业教学多媒体+板书手段参考资料周次第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）授课方式理论课（，）；实验课（）；实习（）教学时数3教 学 目 的 及 要 求时=层流中Km滤2宫计算沿程水头损失。会用计算的试算法及查莫迪图法两种方法求解入会用谢才公式 展回计算损失"会查图求解局部水头损失。教学内容提要时间分配上节主要内容回顾§ 3-5圆管中层流运

16、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验公式-谢才公式§ 3-9局部水头损失内容回顾和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学时教学重占 八、与难紊动特征中的粘性底层概念。兄的求解，局部水头损失中的取值谢才公式C =的运用讨论、练习作业：习题3-6、3-8、3-10、3-13、作业教学手多媒体+板书段参料四川大学教案【理、工科】周次第5周，第1次课（2007-04-02 ）备注章节第四章：有压管中的恒定流（1-7节）名称授课教学理论课（，）；实验课（）；实习（）

17、3方式时数教学明确什么是有压管（水利工程中和生活中的实例）目什么是简单管？什么是复杂管道？以及长、短管道？的掌握这些简单管道的水力计算公式及用这些公式、原理能解决一些工程实际中的问题要求主要内容介绍1、有压管道的含意教学内容提要2、简单、复杂管道的情况长、短管的定义3、简单管道水力计的基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基本公式§4-2简单管道水力计算的基本类型§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

18、泄流管道的水力计算公式进行介绍，并分别举例主要内容介绍和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I及水力计算并联管道中城1二研

19、二区 及水力计算 分叉及均匀泄流管道水力计算讨论：1、自由出流、淹没出流在 A, d相同H=Zq目=2g笈,q淹二日/J2g2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多媒体+板书注：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 ）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）

20、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。时间教学内容提要备注内容简主要内容简介横断面明渠类型及其对水流运动的影响底坡介、5-1、5-2小节为1学时§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5-3和5-4小节为1学时§5-4水力最佳断面及允许流速§5-5明渠均匀流水力计算5-5和5-6小节为1学§5-6粗糙度不同及复式断面明渠的水力计算时教1、梯形因常用故做重点介绍，其横断面的水力要素计算式。学2、顺、平、逆坡

21、的引入，棱柱体的渠重3、明渠均匀流总水头、水面、底坡三线平行占八、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与生条件，及明渠均匀流计算公式中二。胸5、水力最佳断面的概念及计算明渠均匀流的水力计算作业：思考题5-4;习题5-2 、 5-4 、 5-8 、 5-11多媒体+ 板书料四川大学教案【理、工科】周次第6周，第1次课（2007-04-9 ）备注章节第六章明渠恒定非均匀流（1-4节）名称授课教学理论课（，）；实验课（）；实习（）3方式时数教学要明确明渠恒定非均匀渐变流的三种流态一一急、缓、临界流三种流目态及其判别的“此，履的计算和F片的物理力学意义及断面比能、比能曲线要求主要

22、内容介绍教学内容提要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、介绍叱，& ,工,凡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，缓坡及陡坡内容介绍和6-1小节为1学时6-2小节为1学时6-3和6-4小节为1学时§ 6-4临界水深的一些实例1、明渠水流三种流态的引入，如何用V、hk、Fr及判断明渠水流的三种流态2、Es与E的区别占 八、3、Fr的

23、物理、力等意义与4、hk的影响因素，ho的影响因素hk与i无关ho与i有关难占八、引出临界底坡ik讨论、练作业：思考题6-1、6-5、6-7习、作业教学多媒体+板书手段注：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 目的了解明渠恒定非均匀渐变流的微分方程尤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内容提要上节主要内

24、容回顾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内容回顾和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学时明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析及计算。1、棱柱体ds 1一%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 i >0, a,

25、b, c区的情况即N-N线，K-K线相对位置的确定i <0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练讨论例题6-6、6-7以及6-5习作业：习题6-1、6-3、6-6 、6-7、6-10、6-15、6-16多媒体+ 板书注：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1次课（2007-04-16 ）备注章节名称上册内容主要难点讲授及习题讲解授课方式理论课（，）；实验课（）；实习（）教学时数3绪论和水静力学为1学时2-4章内容为1学时5-6章内时间教学内容提要分配0.绪论：粘滞性概念及内摩擦力1

26、 .水静力学：等压面、压强分布、压力体图2 .液体运动的流束理论： 恒定、非恒定、迹线、流线、均匀流、非均匀流、非均匀渐变流与急变流；连续方程、能量方程、动量方程3 .液流型态及水头损失：层流、紊流、雷诺数；沿程损失、局部损失及其计算方法容为1学时4 .有压管中的恒定流：自由出流、淹没出流5 .明渠恒定均匀流：明渠底坡、均匀流特性、水力最 佳断面6 .明渠恒定非均匀流：缓流、临界流、急流及其多种 判定方法；五类12种水面曲线类型7 .水跃：共羯水深计算8 .堰流及闸孔出流：薄壁堰、实用堰、宽顶堰及其计 算方法，闸孔出流计算论、练 习、作 业教学手段多媒体+ 板书参考资料注：教案按授课次数填写，

27、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2次课（2007-04-19 ）备注章节名称第七章 水跃（7-1 , 7-2 , 7-4 , 7-5节）授课方式理论课（，）；实验课（）；实习（）教学时数3教 学 目 的 及 要 求水流由急流过渡到缓流产生的局部水力现象。掌握水跃的概念，棱柱体水平明渠的水跃方程，共轲水深的计算，水跃消能机理、效率、能量损 失计算及跃长计算的经验公式教学内容提要时间分配主要内容介绍主要内概述水跃棱柱体水平渠水跃方程指导原理及结论共羯水深计算的公式及一般方法棱柱体水平渠水跃能量损失的计算与近似计算、消能效率水平的水跃长度确定概述其定义及分类§7-1棱柱体水平明渠的水跃方程