19-20同步粤教物理选修3-3（课件+教师用书+分层作业）：第2章 第5节　液体的表面张力 (3份打包)

第五节　液体的表面张力 学　习　目　标 重　点　难　点 1．知道液体微观结构的特点，知道显示液体表面张力的现象． 2．知道液体表面层的特点，知道液体表面张力产生的原因． 3．能用液体表面张力产生的原因解释有关的现象. 1.理解液体的表面张力．(重点) 2．通过分子动理论的观点、解释表面张力产生的原因．(难点) 一、液体的表面现象 基本知识 (1)肥皂膜实验现象 ①刺破铁丝环上松弛棉线左侧的肥皂膜，右侧液膜收缩，使棉线向右张紧． ②刺破铁丝环上松弛棉线右侧的肥皂膜，左侧液膜收缩，使棉线向左张紧． ③刺破铁丝环中肥皂膜中心棉线圈内的肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜收缩，使棉线张紧，形成圆形． (2)实验结论 液体表面好像张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势． 二、液体的表面张力及其微观解释 1．基本知识 (1)表面层 ①液体的表面是一个厚度为分子有效作用距离(10－9 m)的薄层． ②液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大． ③液体表面层的分子受到的全部分子引力的合力垂直液面指向液内，因此液体表面就有收缩的趋势． (2)表面张力 由于液体表面有收缩的趋势，在液体表面存在相互作用的拉力． 2．思考判断 (1)液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力． (×) (2)液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为零． (×) (3)不论是水还是水银，表面张力都会使液体表面收缩． (√) 3．探究交流 如图，在一个碗里放些水，水面上平行静浮着两根火柴杆，在两火柴杆中间轻轻滴入一小滴酒精，会看到火柴杆向两侧迅速分开，为什么？ 【提示】　两火柴杆中间部分水中因掺杂酒精，使每单位长度上的表面张力减小，两火柴杆外侧水面向外收缩的表面张力大于内侧水面向里收缩的表面张力，于是两火柴杆迅速分开． 正确理解液体的表面张力 【问题导思】 1．液体的表面就像张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势，为什么液体表面具有收缩的趋势呢？ 2．为什么有的昆虫能在水面上“亭亭玉立”而不下沉？ 3．液体表面张力的大小与哪些因素有关？ 1．形成原因 如图所示，在液体内部，液体分子所受的分子力是平衡的，而在表面层里，液体分子所受的分子力是不平衡的，来自液体内部分子的引力要大于来自更接近表面的分子的引力，因此它们有着进入液体内部的趋势，致使液体表面像一张绷紧的膜，这就是液体表面有收缩趋势的微观本质，这种液体表面相互吸引的力，叫作表面张力．如果在液面上画一条分界线MN，把液面分为A和B两个部分(如图所示)，那么，由于表面层中分子间的引力，液面A对液面B有引力F1，液面B对液面A有引力F2，由于MN处于静止状态，所以F1和F2大小相等，方向相反，它们就是表面张力． 2．表面张力的方向 表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线． 3．表面张力的作用 使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小． 4．表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关． 表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间的引力的宏观表现．凡液体与气体接触的表面都存在表面张力． 　下面有关表面张力的说法，错误的是(　　) A．表面张力的作用是使液体表面伸张 B．表面张力的作用是使液体表面收缩 C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于有表面张力的缘故 D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于有表面张力的缘故 【审题指导】　解答本题要明确以下两点： (1)液体的表面张力使液面具有收缩趋势． (2)在体积相等的各种形状的物体中，球形表面积最小． 【解析】　表面张力的作用效果是使液体表面收缩，B正确，A错误；由于表面张力，液面被压弯并收缩，使小昆虫浮在液面上，C正确；由于表面张力，使液滴收缩成表面积最小的球形，D正确． 【答案】　A 1．表面张力仅是产生向上的力的原因，它不是向上的力，而是表面各部分相互吸引的力． 2．液体表面施加的向上的力属于弹力范畴，是表面要恢复形变引起的(恢复形变的力源于表面张力)不同于浮力． 1．如图所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把铁丝环在肥皂液里浸一下，使铁丝环上布满肥皂液薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是(　　) A．液体表面层分子间的斥力作用 B．液体表面受重力作用 C．液体表面的张力作用 D．棉线圈的张力作用 【解析】　由于液体表面层内分子间距离比较大，液体表面张力使得液体表面具有收缩的趋势，故松弛的棉线圈变为圆形，C正确． 【答案】　C 液体表面张力与浮力的区别 　王刚同学到青岛崂山风景区爬山，山上有个山泉，山泉里水是富含矿物质的矿泉水．他发现山泉底部有许多硬币，可能是游客投掷的．令人惊奇的是，居然还有硬币浮在水面上，这是怎么回事？谁能帮他解开心中的谜