2022年泵与风机电子教案单元二李静.pdf

20 / 33 单元单元二 液体机械运动的基本规律课题课题一 液体静力学基本方程式及其应用课型新授课课时2 教案目标知识目标 ：液体静压力的特性，液体静力学基本方程式的第一表达式技能目标 ：静压力特性的实用意义，确定静压力的大小和方向德育目标： 利用静压力的大小去确定静压力的大小和方向，为工程应用提供了便捷教案重点1、静压力的特性2、静力学第一表达式教案难点一、静压力大小和方向的实验判定二、静压力第一表达式的意义教案方法讲授、分析、比较教案媒体教材、黑板、粉笔授课时间教材分析液体静压力的两个重要特性对于工程上测量流体某点的静压力的大小和方位具有重要的意义，通过教材静压力特性分析，为水位计、水压机、闸门、水箱壁面受力分析打下基础教后记布置作业P49 2-1 作业情况名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 33 页 - - - - - - - - - 21 / 33 教案过程：备注引入课题：液体静力学基本方程式是揭示不可压缩流体在平衡状态下力学规律的公式，用它可以确定静止液体内任意一点的静压力的大小。

讲授新课：一、液体静压力的特性1、流体的静压强定义流体处于绝对静止或相对静止时的压强2、流体静压力的两个特性方向性：流体静压力的方向总是沿着作用面的内法线方向（原因：静止流体不能承受剪力和拉力）大小性：流体静压力与作用面在空间的方位无关，仅是该点坐标的函数即：任意一点所受各方向的流体静压强大小相等，与作用面的方位无关流体静压强的计算 3、流体静压力的两个特性的实用意义方向性：只要已知作用面的位置，就能方便的确定液体静压力的方向大小性：工程上测量流体某点的静压力时，不必选择方位，只需确定改点位置即可三、静力学基本方程的推导重 点掌握明 确各 过程 线的 含义P1P2 h 1 2 hpp12名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 33 页 - - - - - - - - - 22 / 33 1、方程的推导设：敞口容器内盛有密度为的静止流体，取任意一个垂直流体液柱，上下底面积均为 Am2作用在上、下端面上并指向此两端面的压力分别为 P1和 P2该液柱在垂直方向上受到的作用力有: （1）作用在液柱上端面上的总压力P1P1= p1 A (N) （2）作用在液柱下端面上的总压力P2 P2= p2 A (N) （3）作用于整个液柱的重力 G G =gA(Z1-Z2) (N) 由于液柱处于静止状态，在垂直方向上的三个作用力的合力为零，即： p1 A+ gA(Z1 -Z2) - p2 A = 0 令： h= (Z1 -Z2) 整理得： p2 = p1 + gh 若将液柱上端取在液面，并设液面上方的压强为p0 ；则：p0 = p1 + gh 上式均称为流体静力学基本方程式，它表明了静止流体内部压力变化的规律。

即：静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强2、静力学基本方程的讨论 : （1）在静止的液体中，液体任一点的压力与液体密度和其深度有关2）在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压力均相等3）当液体上方的压力有变化时，液体内部各点的压力也发生同样大小的变化4）ghpp12或gpph12压强差的也大小可利用一定高度的液体柱来表示必 须首 先力 的平 衡进 行计算此 处为 难点 ，结 合实 际讲解名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 33 页 - - - - - - - - - 23 / 33 （5）整理得：ggzpgz2211也为静力学基本方程（6）方程是以不可压缩流体推导出来的，对于可压缩性的气体，只适用于压强变化不大的情况静力学表达式ZCPg12ZZ12PPgg静力学第一表达式小结： 流体力学也是遵循由浅入深，由简到繁，由特殊到一般的认识规律在讲述中利用物理学中物体受力平衡的原理推导静力学第一表达式，效果较好重 点记 忆第 一表 达式 ，是 后续 学习 的需要单元单元二 液体机械运动的基本规律名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 33 页 - - - - - - - - - 24 / 33 课题课题一 液体静力学基本方程式及其应用课型新授课课时2 教案目标知识目标 ：液体静力学第二表达式、第二表达式流体力学意义及作用。

技能目标 ：用第二表达式来判定静止液体中的等压面德育目标： 通过压力图表的相互关系，制定安全压力表操作规程，从而提高工作效率教案重点1、能头、能头线的概念2、第二表达式的流体力学意义及作用教案难点1、如何正确的判定静止液体中的等压面2、第二表达式的公式应用教案方法讲授、分析、比较教案媒体黑板、粉笔授课时间教材分析在热力发电厂中，通过各种设备的压力表对设备的压力进行控制，对安全运行起着重要的指导作用，因而准确分析压力表的测量结果，进行电厂设备的有效控制至关重要教后记布置作业P49 2-2 、2-3、2-5 作业情况教案过程：备注引入课题：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 33 页 - - - - - - - - - 25 / 33 研究流体机械运动的规律时，必须首先分析作用在流体上的各种力讲授新课：一、静力学基本方程的推导如图所示，容器中盛有密度为的均匀静止液体，自由表面上的压强为P0，则单位质量力在各坐标方向上的分力fx=0,fy=0,fz=-g, 代入压强差公式中，得gdzdp , 对不可压缩均质流体，积分上式可得静力学基本方程pzcg式中 c 为积分常数，由边界条件确定。

这就是重力作用下的液体平衡方程，静力学表达式ZCPg12ZZ12PPgg静力学基本方程形式之一2、由上式得P=-gZ+C代入边界条件： z0 时，pp0则 p0C 所以0P=-gZ+P在 理解 的基 础上 掌握明 确各 过程 线的 含义名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 33 页 - - - - - - - - - 26 / 33 令 -zh（点在液面以下的深度h）则0P=-gh+P静力学基本方程形式之一由液体静力学的基本方程式可以得出以下结论：1) 在同一静止流体中，深度相同的各点，压强也相同这些深度相同的点所组成的平面是一个水平面，可见静止水平面是压强处处相等的面，即等压面2）两种容重不同互不混合的液体，在同一容器中处于静止状态，两种液体之间形成分界面这种分界面既是水平面又是等压面3）对于气体，由于气体的容重很小，在高差不大的情况下，气柱产生的压强值很小，因而可以忽略的影响4）静止液体任一边界面上压强的变化，将等值地传到其他各点（只要静止不被破坏），这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。

注意：判断等压面需静止、同种、连续三个条件1. 静止的水面、湖面、池面为等压面；2. 液体容器，测压管、锅炉等上部的气体空间，我们就认为各点的压强是相等的；3. 帕斯卡定律在水压机，液压传动，气动阀门，水力闸门等水力机械中得到广泛应用举例1. 判断下列点的压强大小此 处为 难点 ，结 合实 际讲解应 用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 33 页 - - - - - - - - - 27 / 33 P1p2=p3 lC，二者之间的距离为压力中心 D(作用点 )液深：课堂小结： 注意压力中心 D 点和型心点 C 点的确定方法必 须首 先计 算抽 汽率此 处为 难点 ，结 合实 际讲解AlICCmAhIhhCCmCD2sin名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 33 页 - - - - - - - - - 40 / 33 单元单元二 液体机械运动的基本规律课题课题一 液体静力学基本方程式及其应用课型新授课课时2 教案目标知识目标 ：了解作业在曲面壁上液体总静压力的计算公式，学会分析压力体的受力情况。

技能目标 ：让学生了解实压力体和虚压力体在电厂中的应用德育目标： 准确分析压力体受力，确保运行安全教案重点1、静止液体对曲面作用的总压力的受力分析2、压力体与压力中心的确定教案难点1、例题中总压力的分析和计算2、平衡方程式的应用教案方法讲授、分析、比较教案媒体黑板、粉笔授课时间教材分析在热力发电厂中，通过各种设备的压力表对设备的压力进行控制，对安全运行起着重要的指导作用，因而准确分析压力表的测量结果，进行电厂设备的有效控制至关重要教后记布置作业P49 2-13 作业情况名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 33 页 - - - - - - - - - 41 / 33 教案过程：备注引入课题：研究流体机械运动的规律时，必须首先分析作用在流体上的各种力讲授新课：四、液体静压力基本方程式的应用4、计算静止液体作用在壁面上的总压力（2）作用在曲面壁上液体总静压力的计算公式液体和固体壁面相接触时，固体壁面将受到总液压力的作用曲面在某一方向上所受的液压力，等于曲面在该方向的投影面积与液压力的乘积2222dcosd2xxxFFplrplrpA讨论如图所示的二维曲面（柱面）上的静止液体的作用力F。

设有一个承受液体压力的二维曲面ab，其面积为 A，曲面在xoz坐标平面上的投影为曲线 ab液深为h 处的微小曲面积dA上的液体微小作用力为dFdF = ( p0+gh ) dA作用力的水平分力为Fx 在 理解 的基 础上 掌握明 确各 过程 线的 含义名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 33 页 - - - - - - - - - 42 / 33 微小水平分力为： dFx = dF cos = ( p 0 + gh ) dA cos = ( p 0 + gh ) dAx 式中： dAx 微小曲面积 dA 在 x 轴方向 (或 yoz 坐标平面 ) 上的投影面积则 Fx = AxdFx = Ax ( p 0 + gh) dAx = p0Ax + g Ax h dAx 式中： Ax hdAx = h C Ax 曲面 A在 yoz 平面上的投影面积 Ax 对 y 轴的面积矩 h C 投影面积 Ax 形心处 C的液深所以： Fx = p 0Ax + ghC Ax = ( p 0 + ghC)Ax 作用力的水平分力作用力的垂直分力Fz 微小垂直分力为：dFz = dFsin = ( p0 + gh)dA sin = ( p 0+ gh) dAz 式中： dAz 微小曲面积 dA 在 z 方向上的投影面积。

则：Fz = AzdFz = Az ( p 0 + gh) dAz = p0Az + g Azh dAz 显然，式中： Az hdAz。