课程名称：《力学综合实验》
英文名称：Comprehensive Experiment of Mechanics
课程性质：学科教育必修课程
课程编号：T121016
周 学 时：2学时
总 学 时：16学时
学 分：0.5学分
开设学期：第二学年第3学期
教学对象：土木工程专业（本科）学生
一、课程简介
本课程是土木工程专业的学科教育必修课，内容主要包括材料力学基本实验和流体力学基本实验，通过简单实验使学生进一步掌握力学基本原理。其先修课程包括理论力学、材料力学、流体力学，后续课程包括结构力学、混凝土结构基本原理等。
二、课程教学目标
课程教学目标1：
观察材料基本变形现象，学会测定材料力学指标及水力要素，验证材料力学及流体力学基本原理；
课程教学目标2：
学会设计实验方案并分析处理实验数据；
课程教学目标3：
培养沟通交流及团队合作能力。
表1 课程教学目标与毕业要求的对应矩阵关系
毕业要求 |
课程教学贡献度 |
课程教学目标 |
4.研究 |
M（中） |
课程教学目标1-2 |
9.个人和团队 |
L（低） |
课程教学目标3 |
三、实验主要仪器设备
电液伺服万能试验机，扭转试验机，电阻应变仪，弯曲正应力实验装置，弯扭组合实验装置；雷诺试验仪、流体综合试验台、局部阻力试验仪、沿程阻力试验仪、能量方程试验台、文丘里流量计。
四、实验主要消耗材料
低碳钢及铸铁拉伸试件、压缩试件、扭转试件，水。
五、安全风险及控制措施
1.仪器操作风险，控制措施：实验过程中使用仪器、工具时应严格按照实验规程操作，注意安全，避免受伤。多人使用同一台设备时，应有序使用，并按要求填写实验项目卡及使用记录本。
2.仪器故障风险，控制措施：实验前及结束后都应检查仪器设备是否完好，实验过程中出现的仪器故障或问题必须及时向指导教师报告，不可随意自行处理。
3.实验室环境风险，控制措施：实验室全面禁烟，学生不得携带任何易燃、易爆或有挥发性、放射性等危险性物品进入实验室。实验结束后，废料应丢弃至规定地点，仪器应清理干净并归原位，所用工具应清理干净并交实验室管理人员点验。实验完成后关闭水电门窗等，确定无安全隐患后方可离开。
六、实验项目汇总表
序号 |
实验项目 |
学时 分配 |
实验 类型 |
思政映射 与融入点 |
对应的 课程教学目标 |
1 |
材料拉伸（压缩）实验 |
2 |
验证性 |
观察破坏现象，增强责任意识 |
课程教学目标1-3 |
2 |
材料扭转实验 |
2 |
验证性 |
无 |
课程教学目标1-3 |
3 |
弯曲正应力实验 |
2 |
验证性 |
无 |
课程教学目标1-3 |
4 |
弯扭组合实验 |
2 |
验证性 |
无 |
课程教学目标1-3 |
5 |
雷诺实验 |
2 |
验证性 |
无 |
课程教学目标1-3 |
6 |
伯努利方程实验 |
2 |
验证性 |
无 |
课程教学目标1-3 |
7 |
局部阻力实验 |
2 |
验证性 |
无 |
课程教学目标1-3 |
8 |
沿程阻力实验 |
2 |
验证性 |
无 |
课程教学目标1-3 |
七、实验教学要求（含教学重点、难点）：
实验项目一 材料拉伸（压缩）实验（2学时）
【教学要求/目的】
观察低碳钢和铸铁两种材料在拉伸和压缩时不同的破坏现象，观察低碳钢拉伸的几个阶段，测定弹性模量、伸长率、断面收缩率。
【教学内容】
低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验。
【教学重点】
万能机的操作，实验数据处理。
【教学难点】
实验数据处理。
实验项目二 材料扭转实验（2学时）
【教学要求/目的】
观察低碳钢和铸铁两种材料在扭转时不同的破坏现象。
【教学内容】
低碳钢和铸铁两种材料的扭转实验。
【教学重点】
扭转实验机的操作。
【教学难点】
扭转实验机的操作。
实验项目三 弯曲正应力实验（2学时）
【教学要求/目的】
了解电测法原理，掌握电阻应变仪的使用方法，验证弯曲正应力公式。
【教学内容】
电测法原理，电阻应变仪的使用方法，验证弯曲正应力公式。
【教学重点】
电阻应变仪的使用方法，验证弯曲正应力公式。
【教学难点】
电阻应变仪的使用方法。
实验项目四 弯扭组合实验（2学时）
【教学要求/目的】
了解弯扭组合变形的发生条件，测定弯扭组合变形时一点的主应力。
【教学内容】
弯扭组合变形的概念，测定弯扭组合变形时一点的主应力。
【教学重点】
测定弯扭组合变形时一点的主应力。
【教学难点】
数据处理。
实验项目五 雷诺实验（2学时）
【教学要求/目的】
观察流体在管内流动时的两种不同型态。观察层流状态下管路中流体速度分布状态。测定流动形态与雷诺数 Re 之间的关系及临界雷诺数值。
【教学内容】
观察流体在管内流动时的两种不同型态。观察层流状态下管路中流体速度分布状态。测定流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。
【教学重点】
测定流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。
【教学难点】
测定流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。
实验项目六 伯努利方程实验（2学时）
【教学要求/目的】
熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对伯努利方程式的 理解。观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。
【教学内容】
流体流动中各种能量和压头的概念；各项能量（或压头）随流速的变化规律。
【教学重点】
各项能量（或压头）随流速的变化规律。
【教学难点】
各项能量（或压头）随流速的变化规律。
实验项目七 局部阻力实验（2学时）
【教学要求/目的】
掌握测定管道局部水头损失系数的方法。对圆管突扩突缩局部阻力系数的经验公式实验验证与分析。加深对局部阻力损失机理的理解。
【教学内容】
测定管道局部水头损失系数的方法。对圆管突扩突缩局部阻力系数的经验公式进行实验验证与分析。
【教学重点】
测定管道局部水头损失系数的方法。
【教学难点】
测定管道局部水头损失系数的方法。对圆管突扩突缩局部阻力系数的经验公式进行实验验证与分析。
实验项目八 沿程阻力实验（2学时）
【教学要求/目的】
测定流体在不同雷诺数情况下，管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。学会体积法测流速及压差计的使用方法。
【教学内容】
管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。体积法测流速及压差计的使用。
【教学重点】
管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。体积法测流速及压差计的使用。
【教学难点】
管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。体积法测流速及压差计的使用。
八、课程考核
本课程为考查课，考核的主要环节包括：考勤及课堂表现、实验操作、实验报告三个部分，分别占比为：考勤及课堂表现（20％），实验操作（40％），实验报告（40%）。各环节考核主要内容、依据、计分方式等参见下表：
表2 实验课程考核细则
考核依据 |
建议 比例 |
考核/评价细则 |
对应的 课程教学目标 |
考勤及课堂表现 |
20 |
1.课前预习准备充分； 2.按时出勤，不迟到不早退；缺勤1次扣5分，缺勤3次及3次以上者实验课成绩为0分； 3.试验过程中遵守课堂纪律，不打闹喧哗，不做与课堂无关的事情，能按照指导教师的要求开展实验。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 |
实验操作 |
40 |
1.能积极、认真参与实验任务各环节； 2.能够与团队成员有效交流沟通、团结协作； 3.实验操作能够严格按照相关规范和操作规程开展； 4.能够爱护仪器设备，使用后清理干净并按时归还。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 |
实验报告 |
40 |
1.报告必须有以下六个部分:实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容与操作步骤、实验数据与处理。还可包括收获体会、意见建议等。 2.简明扼要，文理通顺，字迹端正，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论力求深入。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 |
十、参考书目
[1]王彦生.《材料力学实验》，中国建筑工业出版社，2009.
[2]吴持恭.流体力学（第四版）.北京：高等教育出版社，2008．
