第2章 第5节 液体-【优化指导】2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第三册(Word教参)(人教版)

第5节　液　体 课程内容要求 核心素养提炼 1．知道液体表面张力，学会应用液体表面分子间的作用力解释表面张力现象． 2．知道浸润和不浸润以及毛细现象． 3．了解液晶的分子结构，知道液晶的光学各向异性及应用. 1．物理观念：液体表面张力、浸润和不浸润、毛细现象、液晶 2．科学思维：应用液体表面分子间作用力的观点解释液体表面张力、浸润不浸润和毛细现象． 3．科学态度与责任：液晶材料的特性及在科学技术方面的应用. 一、液体的表面张力 1．表面层：液体与气体接触的表面形成的薄层． 2．表面张力：使液体的表面绷紧的力或促使液体表面收缩的力． [判断] (1)昆虫可以停在水面上是由于受液体的浮力．(　×　) (2)液体的表面具有收缩的趋势，所以会产生表面张力．(　√　) 二、浸润和不浸润及毛细现象、液晶 1．浸润和不浸润及毛细现象 (1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象． (2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也不会附着在固体表面上的现象． (3)毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象． (4)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大. 2．液晶 (1)液晶的物理性质 ①液晶具有类似液体的流动性； ②液晶具有类似晶体的光学各向异性. (2)液晶分子的微观结构 从某个方向分子排列整齐有规则，从另一方向分子排列杂乱无章． (3)液晶的用途 液晶可以用作显示元件，在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用． [思考]　在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤中的水分，你知道这是为什么吗？ 提示　把地表土壤锄松，破坏了土壤表层的毛细管，地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而蒸发掉． 探究点一　液体表面张力的理解 如图，观察草叶上的露珠，想一起为什么露珠都是球形的？ 提示　液体表面张力促使液体表面积收缩到最小，小水珠呈球形就是这个原因． 对液体表面张力的理解 定义 液面各部分间相互吸引的力 形成 原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力 表面 特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线 效果 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 大小 与边界线的长度、液体的种类、温度都有关 (多选)如图所示，a、b是航天员王亚平在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡，a、b两气泡温度相同且a的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则下列说法正确的是(　　) A．水球呈球形是表面张力作用的结果 B．此时水球内的水分子之间只有引力 C．a内气体的分子平均动能比b的大 D．在水球表面滴一小滴红墨水，若水球未破，最后水球将呈红色 AD　[液体表面张力是分子间相互作用的结果．就水来说，内部的水分子处于其他水分子的包围之中，各个方向分子的引力会相互抵消．但是表层水分子受到的内部水分子引力远大于外部空气分子的引力．所以，表面的水分子永远受到指向液体内部的力，总是趋向内部移动．这样，液体总是会力图缩小其表面积．而同样体积的物体，球体的表面积最小，所以A项正确；分子之间引力和斥力同时存在，B项错误；温度是衡量分子平均动能的标准，因为两部分气体温度相同，所以气体分子的平均动能相同，C项错误；由于分子的扩散，在水球表面滴一小滴红墨水，若水球未破，最后水球将呈红色，D项正确．] [训练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 C　[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项正确．] 探究点二　浸润、不浸润及毛细现象 分析以下四个图中，哪几个是浸润现象？ 提示　B、C两个图为浸润现象． (多选)同一种液体，滴在A固体的表面时，出现如图甲所示的情况；当把B毛细管插入这种液体时，液面出现图乙所示的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则(　　) A．A固体和B毛细管可能是同种材料 B．A固体和B毛细管一定不是同种材料 C．A固体的分子对液体附着层内分子的引力比B毛细管的分子对液体附着层内分子的引力小些 D．液体对B毛细管浸润 BCD　[由题图所示现象可知，该液体对A固体不浸润，对B毛细管浸润，所以A、B一定不是同种材料，A错误，B、D正确；根据浸润与不浸润的特点可知，浸润时．附着层内的分子引力