水力学教案_水力学下册教案
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水
利
系
《水力学》课程教案
制作人：克里木江
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第一章 绪 论
1.本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生了解水力学的任务及应用领域，掌握流体的连续介质理论和流体的主要物理力学性质以及作用在流体上的力的两种形式。
基本要求：掌握流体的连续介质模型、流体的主要物理性质：易流动性、密度与重度、粘性与理想流体模型、压缩性与不可压模型、表面张力特性、汽化压强特性；掌握作用在流体上的力的两种形式：质量力与表面力
2.本章各节的教学内容及学时分配： §1-1工程水力学的任务及发展史 0.25学时 §1-2连续介质假定 0.5学时 §1-3 液体的基本特性 0.25学时 §1-4流体的主要力学性质 1学时 §1-5 作用在流体上的力 0.5学时 共2.5学时，课外3学时 3.本章教学内容的重点和难点：
重点：流体的连续介质模型、密度与重度、粘性与理想流体模型、牛顿内摩擦定律、压缩性与不可压模型、质量力与表面力
难点：连续介质模型、牛顿内摩擦定律、质量力与表面力 4.本章教学内容的深化和拓宽：
深化：连续介质模型的应用、牛顿内摩擦定律应用、质量力与表面力的应用 拓宽：牛顿内摩擦定律推广
5.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题： 教学方式：讲授
注意问题：概念理解、记忆并能应用。6.本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程水力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12 闻德荪、魏亚东等，《工程水力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9 蔡增基，龙天渝，《水力学》，中国建筑工业出版社，1999.12 7.本章的思考题和习题等
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6.本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程水力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12 闻德荪、魏亚东等，《工程水力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9 蔡增基，龙天渝，《水力学》，中国建筑工业出版社，1999.12 7.本章的思考题和习题等
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 教学单元授课教案编写的具体内容： 单元2 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 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
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置： 思考题：2-
1、2-
2、习 题：2-
3、2-5 单元3 1.本单元教学内容（具体到各知识点）：
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§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 2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置： 思考题： 2-4 习题： 2-
8、2-6 单元4 1.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
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
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4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
5.本单元的作业布置： 思考题： 2-6 习题： 2-
9、2-13 单元5 1.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
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置： 思考题： 2-
17、2-23 习题： 2-
15、2-18 单元6 1.本单元教学内容（具体到各知识点）：
§2-7作用在曲面上的静水总压力 2学时，课外3学时 1）水平分力 2）垂直分力 3）压力体 4）例题分析
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
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4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置： 思考题： 2-19 习题：2-
21、2-22
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第三章 水动力学理论基础
1.本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生理解连续性微分方程、理想液体运动微分方程、实际流体的运动微分方程，掌握恒定总流连续性方程、理想液体元流的能量方程与实际液体总流的能量方程、恒定总流动量方程以及恒定平面势流。
基本要求：理解连续性微分方程、理想液体运动微分方程、实际流体的运动微分方程；牢固掌握，并灵活应用恒定总流连续性方程、理想液体元流的能量方程与实际液体总流的能量方程、恒定总流动量方程以及恒定平面势流。
2.本章各节的教学内容及学时分配： §3-1描述液体质点运动的两种方法 1学时
§3-2流线、迹线、流管、流束、元流、过流断面、断面平均流速 1学时 §3-3流动分类 1学时
§3-4液体微团运动的基本形式 1学时 §3-5有涡流与无涡流 1学时 §3-6液体连续性微分方程 1学时 §3-7恒定总流连续性方程 1学时 §3-8理想液体运动微分方程 1学时 §3-9实际液体运动微分方程 1学时 §3-10恒定元流伯诺里方程 1学时 §3-11恒定总流伯诺里方程 2学时 §3-12恒定气体伯诺里方程 1学时 §3-13恒定总流动量方程 2学时 §3-14恒定平面势流 1学时 共16学时
3.本章教学内容的重点和难点：
重点：连续性微分方程，理想液体运动微分方程，实际流体的运动微分方程，恒定总流连续性方程，理想液体元流的能量方程与实际流体总流的能量方程、恒定总流动量方程以及恒定平面势流。
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难点：连续性微分方程，实际液体的运动微分方程，实际液体总流的能量方程、恒定总流动量方程以及恒定平面势流。
4.本章教学内容的深化和拓宽：
深化：理想液体元流的能量方程的推广，实际流体总流的能量方程在实际工程中的应用，恒定总流动量方程在实际工程中的应用，恒定平面势流的实际意义。
拓宽：实际流体的运动微分方程在三维流场中的数值计算，理想液体元流的能量方程的推广，实际流体总流的能量方程在实际工程中的应用，恒定总流动量方程在实际工程中的应用，平面势流的应用。
5.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题： 教学方式：讲授——提问——讲授——习题课——实验
注意问题：1）概念、原理、计算方法的理解、掌握。注意实际流体能量方程和动量方程计算断面的选取，以及解题步骤与方法；注意有涡流与势流
2）注意复习高等数学的导数、微分与曲线积分等基本方法 6.本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程水力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12 闻德荪、魏亚东等，《工程水力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9 蔡增基，龙天渝，《水力学》，中国建筑工业出版社，1999.12 7.本章的思考题和习题等
思考题：3-
1、3-
3、3-
10、3-
13、3-
24、3-
26、3-30、3-
31、3-
38、3-
39、3-41 习题：3-
2、3-
5、3-
6、3-
7、3-
8、3-
11、3-
17、3-
19、3-
22、3-
23、3-
26、3-
29、3-31、、3-
32、3-
37、3-
39、3-40、3-
42、3-43 单元教案7 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-1描述液体质点运动的两种方法 1学时 1）欧拉法 2）拉格朗日法
§3-2流线、迹线、流管、流束、元流、过流断面、断面平均流速 1学时 1）流线与迹线 2）流管、流束、元流
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3）流量 4）过流断面 5）断面平均流速。
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计：
教师提问——学生思考——教师讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置： 思考题：3-1 习题：3-2 单元教案8 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-3流动分类 1学时 1）恒定流与非恒定流 2）均匀流与非均匀流 3）一元流与二元流、三元流 4）有压流与无压流、射流
§3-4液体微团运动的基本形式 1学时 1）微团的四种运动形式 2）速度分解定理
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计： 讲授提问——学生思考——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置： 思考题：3-3 习题：3-6
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单元教案9 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-5有涡流与无涡流 1学时 1）有涡流 2）无涡流
§3-6液体连续性微分方程 1学时 1）液体连续性微分方程 2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置： 思考题： 3-
10、3-13 习题： 3-11 单元教案10 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-7恒定总流连续性方程 1学时 1）恒定元流连续性方程 2）恒定总流连续性方程。
§3-8理想液体运动微分方程 1学时 1）理想液体的特点 2）理想液体运动微分方程 3）理想液体的能量方程
4）理想液体能量方程的应用（比托管）2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授——习题——实验
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4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
5.本单元的作业布置： 思考题： 3-
24、3-26 习题：3-
11、3-
17、3-19 单元教案11 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-9实际液体运动微分方程 1学时 1）实际液体的特点
2）实际液体微团应力分析（本构关系）3）实际液体的运动微分方程。§3-10恒定元流伯诺里方程 1学时 1）恒定元流伯诺里方程 2）恒定元流伯诺里方程的意义 3）总水头线与测验管水头线 4）水力坡度
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
5.本单元的作业布置： 思考题：3-21 习题： 3-
22、3-25 单元教案12 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-11恒定总流伯诺里方程 2学时 1）均匀流与渐变流的压强分布规律 2）恒定总流伯诺里方程（即能量方程）3）能量方程各项意义
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4）能量方程的应用条件与注意事项
5）能量方程的应用（文丘里管）：例题分析
（一）6）能量方程的推广（有分流的能量方程与水泵）：例题分析
（二）2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授、实验 3.本单元师生活动设计：
讲授——实验演示
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
5.本单元的作业布置： 思考题：3-24 习 题：3-
23、3-
27、3-28 单元教案13 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-12恒定气体伯诺里方程 1学时 1）恒定不可压气体的伯诺里方程 §3-13恒定总流动量方程 1学时 1）恒定元流动量方程 2）恒定总流动量方程。3）动量方程适用条件 4）动量方程的解题要点与步骤 5）例题分析
（一）2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）：
5.本单元的作业布置： 思考题： 3-
38、3-
37、3-41 习题： 3-
32、3-
36、3-
39、3-40、新疆水利水电学校
单元教案14 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §3-13恒定总流动量方程 1学时 1）恒定总流动量方程： 例题分析
（二）§3-14恒定平面势流 1学时 1）势流函数的性质 2）流函数的性质
3）势函数与流函数的关系
4）流网 5）复合势流
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授——习题——实验 4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 5.本单元的作业布置：
思考题： 3-
8、3-
38、3-
39、3-41 习 题：3-
9、3-
42、3-43
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第四章 相似原理与量纲分析
1.本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生掌握流动相似的基本概念，动力相似准则及理解模型设计的基本方法，能应用量纲的和谐原理进行量纲分析。
基本要求：理解几何、运动、动力、初始与边界条件相似的基本概念，掌握各种动力相似准则，特别是重力相似准则、粘性力相似准则，能灵活应用模型律进行模型设计；理解量纲与单位的基本概念，量纲的和谐原理，掌握量纲的基本分析方法：瑞利法与 定理。
2.本章各节的教学内容及学时分配： §4-1流动相似的基本概念 1学时 §4-2相似准则 1学时 §4-3模型实验 0.5学时
§4-4量纲分析的概念和量纲和谐原理 1学时 §4-5量纲分析 1.5学时 5学时 课外7.5学时
3.本章教学内容的重点和难点：
重点：重力相似准则、粘性力相似准则，模型设计；量纲的和谐原理，瑞利法与 定理。难点：动力相似准则，量纲分析：瑞利法与 定理 4.本章教学内容的深化和拓宽： 深化：模型设计与模型实验
拓宽：模型实验的工程实际问题：三峡工程的模型实验研究 5.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题： 教学方式：讲授——提问——讲授——习题
注意问题：物理量的量纲单位的记忆；注意观察实际工程的模型实验。6.本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程水力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12 闻德荪、魏亚东等，《工程水力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9 蔡增基，龙天渝，《水力学》，中国建筑工业出版社，1999.12 7.本章的思考题和习题等
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蔡增基，龙天渝，《水力学》，中国建筑工业出版社，1999.12 7.本章的思考题和习题等
思考题： 7-
1、7-
2、7-
4、7-
5、7-
14、7-15 习 题： 7-
3、7-
6、7-
7、7-
9、7-
11、7-12 单元教案27 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §7-1明渠均匀流的水力特征 0.5学时 1）明渠均匀流
2）明渠均匀流产生的条件 3）明渠均匀流的水力特征 §7-2明渠均匀流的计算公式 1学时 1）湿周 2）水力半径 3）谢才公式 4）曼宁公式 5）巴浦勒夫斯基公式
§7-3水力最优断面及允许流速 0.5学时 1）水力最优断面 2）水力最优断面条件
2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授 3.本单元师生活动设计： 讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案
5.本单元的作业布置： 思考题： 7-
1、7-2 习 题： 7-3 单元教案28
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1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §7-3水力最优断面及允许流速 0.5学时 2）允许流速 3）最大允许流速
§7-4明渠均匀流水力计算的几类问题 1学时 1）过流能力的水力计算 2）底坡的水力计算 3）粗糙系数的水力计算 4）渠道断面形式的设计
§7-5无压圆管均匀流水力计算 0.5学时 1）充满度
2）无压圆管的水力要素 2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案
5.本单元的作业布置： 思考题：7-
4、7-5 习 题： 7-
6、7-
7、7-9 单元教案29 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §7-5无压圆管均匀流水力计算 0.5学时 3）无压圆管的最大流速与流量 4）无压圆管均匀流的水力计算
§7-6复式断面明渠均匀流水力计算 0.5学时 1）复式断面的水力要素 2）复式断面的水力计算
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2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案
5.本单元的作业布置： 思考题： 8-
14、8-15 习 题： 8-
11、8-12
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思考题： 8-
1、8-4 习 题： 8-
2、8-
3、8-
5、8-6 单元教案30 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §8-1明渠水流的三种流态、佛汝德数 0.5学时 5）佛汝德数判别流态
§8-2断面比能（单位能量）与临界水深 1.5学时 1）断面比能 2）比能曲线 3）临界水深 4）临界流与临界底坡 2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案
5.本单元的作业布置： 思考题：8-1 习 题：8-
2、8-3 单元教案31 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §8-3明渠非均匀渐变流微分方程 2学时 1）明渠非均匀渐变流微分方程 2）明渠非均匀渐变流水面曲线分析 3）明渠非均匀渐变流水面曲线的绘制 2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
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讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案
5.本单元的作业布置： 思考题： 8-4 习 题： 8-5 单元教案32 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §8-4水跃与跌水 1学时 1）水跃的组成 2）水跃的功能与作用 3）跃前与跃后水深的计算 4）跌水
§8-5棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算 1学时 1）道非均匀渐变流水面曲线的计算 2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案
5.本单元的作业布置： 思考题： 习 题： 8-6
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第九章 堰流
1.本章的教学目的及基本要求：
目的：使学生了解薄壁堰、实用堰、宽顶堰的基本功能与用途，掌握堰流基本的水力计算公式。
基本要求：了解薄壁堰、实用堰、宽顶堰的基本功能与用途，能进行堰流的流量计算。2.本章各节的教学内容及学时分配：
§9-1堰流的基本公式 1学时 §9-2薄壁堰 0.5学时 §9-3实用堰 0.5学时 §9-4宽顶堰 1学时 共3学时
3.本章教学内容的重点和难点： 重点：堰流基本的水力计算公式 难点：堰的流量系数的计算。4.本章教学内容的深化和拓宽： 深化：堰的流量系数的影响因素 拓宽：工程应用
5.本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题： 教学方式：讲授——提问——讲授 注意问题：堰的流量系数公式的选取。6.本章的主要参考书目：
禹化谦，《工程水力学（水力学）》，西南交通大学出版社，1999.12 闻德荪、魏亚东等，《工程水力学（水力学）》，高等教育出版社，1992.9 蔡增基，龙天渝，《水力学》，中国建筑工业出版社，1999.12 7.本章的思考题和习题等 思考题：9-
1、9-
2、9-3 习 题：9-
4、9-5 单元教案33
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单元教案35 1.本单元教学内容（具体到各知识点）： §10-2渗流模型与达西渗透定律 1学时 1）渗流模型 2）达西渗透定律
§10-3地下水渐变渗流分析 1学时 1）地下水均匀渗流 2）裘皮衣公式
3）渐变声渗流基本微分方程 4）渐变渗流的侵润曲线 2.本单元的教学方式（手段）： 教学方式：讲授
3.本单元师生活动设计：
讲授——提问——讲授
4.本单元的讲课提纲、板书设计（电子教案）： 电子教案
5.本单元的作业布置： 思考题：10-
1、10-
2、10-3 习 题：10-
4、10-5
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本课程实验
本课程实验学时共10学时，设5个实验，分别如下： 实验一：静水压强特性实验 实验二：伯努利方程实验 实验三：动量定律实验 实验四：雷诺数实验 实验五：水击综合演示实验
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