第3章 第1节 液体的表面张力-2020-2021学年高中物理选修3-3【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第1节　液体的表面张力 知识点一　液体表面的收缩趋势 [自学教材] 1．实验：回形针、硬币漂在水面上 (1)现象：当回形针或硬币漂浮在水面上时，托起回形针或硬币的水面稍有弯曲，就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样。 (2)结论：液面给回形针或硬币等小物品施加了向上的支持力。 2．实验：观察肥皂膜的变化 (1)现象： ①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍拉回。 ②肥皂膜里的棉线圈，当刺破圈内肥皂膜、棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形。 (2)结论： 液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势。 3．实验结论 液体表面有一种收缩的趋势。正是这种收缩的趋势使露珠、乳滴等变为球形。 [重点诠释] 1．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。如图3－1－1所示。 图3－1－1 2．可用表面张力解释的现象 吹出的肥皂泡、小液滴呈球形；小昆虫、硬币、钢针等轻小物体能停留在液体表面；雨伞、编织致密的网能够挡住雨水渗漏等。 [典题强化] 1．下列有关表面张力的说法中，不正确的是 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，滴的液滴总是呈球形，这是由于表面张力的缘故 解析　表面张力的作用效果是使液体表面收缩；由于表面张力，被压弯的水面收缩，使小昆虫浮在水面上；由于表面张力，使液滴收缩成球形，故正确选项为B、C、D，A项错误。 答案　A 知识点二　表面张力及其微观解释 [自学教材] 1．表面层 (1)定义： 液体与气体接触的表面存在的一个薄层。 (2)特点： 表面层分子的分布比液体内部稀疏。 2．表面张力[来源:学科网ZXXK] (1)定义： 液体表面各部分间相互吸引的力。 (2)作用效果： 由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面积。而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小。因此小水珠、小露珠等都呈现球形。若露珠过大，重力影响不能忽略，则呈椭球形，完全失重环境下，可形成标准的球形。 [重点诠释] 1．液体表面层与液体内部分子分布特点 表面层 液体内部 分子密度 稀疏 密集 分子间距d 10－10 m＜d＜10－9 m d＝10－10 m 分子力 表现为引力(合力) 斥力与引力平衡(合力为零) 表现 表面有收缩趋势 不易被压缩 2.表面张力及其作用 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，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。 如吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形，但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形。 (2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力。 (3)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。 [典题强化] 2．液体表面具有收缩趋势的原因是 A．液体可以流动 B．液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离 C．与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力 D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离 解析　由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层分子间的相互作用力表现为引力，这种引力使液体表面层的相邻部分之间相互吸引，产生的吸引力即表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势。 答案　D 考向一　表面张力现象的理解 [例1]　下列现象中，是由于液体的表面张力造成的有________。 A．船浮于水面上 B．硬币或钢针浮于水面上 C．肥皂泡呈球形 D．游泳时弄湿了的头发粘在一起 E．熔化的铁水注入内空且为球形的沙箱，冷却后铸成一个铁球 F．脱湿衣服感觉很费劲 G．绸布伞有缝隙但不漏雨水 H．锋利的玻璃片，用酒精灯烧一定时间后变钝了 【解析】　选项A中船浮于水面是浮力造成的；选项E中铁球的形状决定于沙箱的形状；选项F中脱湿衣服费劲是附着力造成的。 【答案】　BCDGH [借题发挥] (1)表面张力仅是产生向上力的原因，表面张力不是向上的力，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，浮力是浸入液体中的物体上、下表面所受的压力差。 跟踪演练 1．下列现象中，由于液体的表面张力而引起的是 A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面的张力作用 B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果 C．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果 D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果 解析　仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷