辅导2绪论.doc

第1章绪论【学****重点】1、明确水力学课程的性质和任务。2、了解液体的基本特征,理解连续介质和理想液体两个假设的概念。3、理解液体5个主要物理性质的特征和度量方法,重点掌握液体的重力特性、惯性和粘滞性,包括牛顿内摩擦定律表达式及其适用条件。了解什么情况下需要考虑液体的可压缩性和表面张力特性。4、了解质量力、表面力的定义,理解单位面积表面力(压强、切应力)和单位质量力的物理意义。5、了解量纲的概念,能正确确定各种物理量的量纲。【学****指导】,它的任务是研究以水为代表的液体的平衡和机械运动的规律,并依据这些规律来解决工程中的实际问题。,即气体、液体和固体。液体是介于固体和气体之间的物质形态,存在与两者不同的特征。液体与固体相比具有流动性,与气体相比具有可压缩性,液体的基本特征为:液体是易流动(易变形)的、不易被压缩的、均匀各向同性的连续介质。。我们知道,物质是由分子构成的。在微观上,组成物体的分子都是离散的,其运动状态是随机过程。这给运用高等数学微积分来分析讨论液体的运动带来很大的困难,因为微积分运算的必要条件是满足连续性。另一方面,我们所研究的是由液体质点组成的液体的宏观运动。液体质点是由大量分子组成的在微观上充分大而宏观上是非常小的液体微团,它是组成质点的大量分子运动的平均,因而宏观运动是均匀而连续的。因此我们提出下列假设:即液体所占据的空间是由液体质点连续地无空隙地充满的,组成液体的质点运动的物理量是连续变化的连续函数。根据连续介质假设,液体运动就是连续介质的连续运动,可以运用微积分来分析液体运动和建立运动方程。(1)液体的惯性、质量和密度:惯性是物体具有的保持它原有运动状态的物理特性,质量M是物体惯性大小的度量。当物体受其到力的作用而改变运动状态时,它反抗改变原来的运动状态而作用在其它物体上的反作用力称为惯性力,其表达式为:(1—1)密度ρ是单体体积液体具有的质量。国际单位制的质量单位为kg/m3。液体的密度随温度和压强的改变而变化,但这种变化很小。标准情况下水的密度为ρ=1000kg/m3。(2)万有引力和液体的重量:地球对物体的万有引力称为重力G,或称为物体的重量,重量与质量的关系G=Mg。(3)液体的粘滞性和粘滞系数:液体的粘滞性是本节重点,它是液体在流动中产生能量损失的主要原因,也是建立液体运动基本方程的重要内容。在液体流动时,液体质点之间存在相对运动,这时质点之间会产生摩擦力反抗它们之间的相对运动,液体的这种性质称为粘滞性,质点之间的内摩擦力也称为粘滞力。相邻液层之间内摩擦力的大小F由牛顿内摩擦力定律给出,即(1—2)单位面积上的内摩擦力(切应力)(1—3)牛顿内摩擦定律的内容:当液体内部液层之间存在相对运动时,相邻液层间的内摩擦力F的大小与流速梯度和接触面面积A成正比,与液体的性质(即粘滞性)有关。式中μ是表征液体粘滞性大小的动力粘滞系数,单位是(N·s/m2)。另一形式的粘滞系数用ν表示,即: (1—4)称v为运动粘滞系数,它的单位是(m2/s或cm2/s)。粘滞系数受温度影响较大,20℃时水的μ=×10-,v=×10