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《液压与气动技术》授课教案课题：液体静力学系（部）：机电工程系授课教师：赵粉菊授课日期：2016.10.15【课题名称】液体静力学【授课对象】数控151班【授课地点】10号教学楼A区310教室【教学目标】知识目标：1、掌握液压静力学的特性及其基本方程2、掌握压力的表示方法及帕斯卡原理能力目标：提高学生思考问题、分析问题的能力情感目标：通过课堂学习，使学生加强理论与实践的结合，达到学以致用【教学方法】讲授法、指导探究法【授课学时】1学时【教学重难点】重点：液体静压力基本方程。难点：液体静压力基本方程的分析、等压面的判别。【教学设计】1、复习巩固----导入任务2、指导教学----讲授新课3、课堂练习----指导探究4、任务小结----布置作业【教学内容】一、导入（2分钟）回顾上节内容：液压系统组成（5部分），其中工作介质(液压油)在液压系统中充当着非常重要的角色，上节课学习了一些简单的物理性质，本节课我们来学习液体静力学的特征及其规律。二、新课授入静力学的任务是研究液体平衡的规律及其实际应用。静止或平衡状态液体平衡相对平衡状态或相对静止相对平衡：指液体内部各质点间没有相对的运动，至于液体本身完全可以和容器一起如同刚体一样做各种运动。（一）、液体静压力及其特性学生活动：思考作用在液体上的力有哪些？（1分钟）教师活动：给出答案进行详细的讲解1、作用于液体上的力质量力：与液体质量有关，并作用于液体所有质点的力。重力、惯性力表面力：作用于液体表面上的力。法向力、切向力。外力：其他物体（活塞、大气层）作用表面力在液体上的力内力：一部分液体作用于另一部分液体注：静止的液体只能承受压力。2、液体静压力定义：液体处于静止状态时，单位面积上所受的内法线方向的作用力。ΔF--法向作用力ΔA–作用面积若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为P=F/A，式中A：为液体有效作用面积，F：为液体有效作用面积上所受的法向力。液体静压力具有两个重要的的特性：（1）液体静压力垂直于作用面，方向为该作用面的内法线方向。①液体只能保持一定的体积，不能保持固定的方向；②液体质点间的内聚力很小，不能承受拉力；③静止液体不呈现粘性，没有剪切力。所以，只能承受法向压力。（2）静止液体内，任意点处所受到的静压力在各个方向上都相等。如果液体中某一点所受到的各个方向的压力不相等，那么在不平衡力作用下，液体就要流动，这样就破坏了液体静止的条件。直到作用于该点的各个方向压力相等，满足力平衡条件，液体才处于静止状态。（二）、液体静压力基本方程0limAFpA学生活动：思考高中物理知识物体所受到的力，及怎样列平衡方程？（2分钟）教师活动：给出答案，重力、摩擦力、压力，支持力等等，一般沿X方向或Y方向列平衡方程。从而引入以下内容：静止液体内部受力情况如图所示，设容器中装满液体，在任一点A处取一微小面积dA，该点距离液面的深度为h。为求得任一点A的压力，取dA.h液柱为分离体，依据静压力特性，作用在这个液柱上的力在各方向都平衡。则在垂直方向上的力平衡方程为:p△A=p0△A+G，即：p=p0+ρghρ--液体的密度g--液体的比重分析静压力基本方程可知：1）静止液体中任一点处的压力均由两部分组成。即液面上的表面压力P0和液体自重而引起的对该点的压力ρgh。2）静止液体内的压力随液体距离液面的深度呈线性规律分布，且在同一深度上各点的压力相等。压力相等的所有点组成等压面。举例：一次函数y=kx+b推论：等压面概念（均质、连通、水平面势必为等压面）在均质连通的液体中水平面必为等压面（在均质、连通的液体中等压面必为水平面）等压面具备的三个条件：①均质：同一液体，②连通：同一液体并相连③水平面：处于同一水平位置学生任务：如图所示试判别哪些是等压面？教师活动：给出正确答案1——2均、连、水是2——3均、连、水是3——8不、不、水否4——5均、连、水是4——7不、不、水否6——7均、连、水是3）实际的液压传动中，外加压力远远大于液体自重所形成的的压力ρgh，故可将液体自重忽略不计。学生活动：应用液体静压力学方程计算下题（3分钟）[例]容器内盛油液。已知油的密度=900kg/m3，活塞上的作用力F=1000N，活塞的面积A=1×10-3m2，假设活塞的重量忽略不计。问活塞下方深度h=0.5m处油液内的压力是多少？教师活动：给出正确答案解:活塞与液体接触面上的压力均匀分布，有：根据静压力基本方程式，有：结论：液体在受外界压力作用的情况下，液体自重所形成的那部分压力gh相对甚小，在液压系统中常可忽略不计，因而可近似认为整个液体内部的压力是相等的。以后我们在分析计算液压系统的压力时，一般都采用这种结论。静压力基本方程的物理意义①静止液体内任何一点的能量，具有压力能和位能两种形263Fm/N101011000AFp）（MPa1)Pa(10100044.15.08.990010hgpp666F式，其总和保持不变。②静止液体内任何一点具有的压力能和位能，两种形式之间可以相互转换。即：能量守恒。（三）、压力表示方法绝对压力：以绝对零压力作为基准所表示的压力。相对压力：以当地大气压力作为基准所表示的压力。测压仪表一般均受大气压力作用，又称表压力。真空度：相对压力为负值时的绝对值。即，绝对压力比当地大气压力小的那部分压力值。p＞pa时：用相对压力或绝对压力表示。p＜pa时：用真空度（相对压力）或绝对压力表示。常用：相对压力和真空度来表示压力。学生活动：根据上图写出三种压力之间的关系？教师活动：给出正确答案绝对压力=相对压力+大气压力相对压力=绝对压力-大气压力真空度=|负的相对压力|=大气压力-绝对压力压力单位：法定（国际制）单位：Pa（N/m2)1MPa=103kPa=106Pa；1kPa=103Pa工程制单位：kgf/cm2bar（部分国家用）【课后小结】1、作用在液体上的力、液体静压力特性；2、液体静力学基本方程、等压面的概念及判断；3、压力的表示方法及它们之间关系式。。【课后作业】P221-3、1-4【教学反思】