2.4 液体的表面张力 课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

粤教版 选择性必修第三册 第二章 气体、液体和固体 第四节 液体的表面张力 《暮江吟》 .[唐].白居易. 一道残阳铺水中， 半江瑟瑟半江红。 可怜九月初三夜， 露似珍珠月似弓。 情境1：轻木块浮在水面上； 情境2：曲别针能浮在水面上； 情境3：轻按一下曲别针后，曲别针沉入水中；轻按一下轻木块，木块仍浮在水面上。 【思考问题】曲别针浮在水面上的原因与木块浮在水面上的原因是一样吗？ 【观察与思考】（1）把一条细棉线的两端分别系在铁丝环的两侧，要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里，再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的（如图甲）。用烧热的针刺破棉线一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化（如图乙）。 【观察与思考】（2）把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的（如图丙）。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化（如图丁）。 结论：液体的表面就像绷紧的橡皮膜一样，总是有收缩的趋势。 情境1：液体内有一分子A，如图所示，分子A的分子作用处于液体内部，液体内所有分子对分子A的斥力和引力的合力为零； 情境2：液体表面层有一分子B，如图所示，分子B的分子斥力球处于液体内部，分子B的分子引力球有部分处于液体表面，作用在分子B的引力的合力垂直液面指向液体内部。 一、表面张力 设想在液体表面画一条直线，则直线两旁的液膜表现出使液体表面收缩的相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力称为表面张力。 产生原因：体表面层分子间距较大，分子力表现为引力，宏观表现为液体表面张力。 方向：平行于液面（与液面相切） 【讨论与交流】尝试利用表面张力的知识解释：为什么草叶上的小水珠是球形的？为什么水黾可以停在水面上？为什么密度比水大的硬币可以被水托住而不会沉到水里？ 【观察与思考】取两块小玻璃板，在其中一块玻璃板上均匀涂上石蜡。用滴管将同样大小的小水珠分别滴在这两块玻璃板上，观察两块玻璃板上水滴的形状是否相同？ 不涂蜡 涂蜡 【观察与思考】先分别在两支试管中倒入清水和水银，然后将两端开口的细玻璃管靠近试管壁分别插入两试管中，观察两细玻璃管内以外液面高度是否一样，管外与液体接触处的液面是否相平。 二、浸润与不浸润 1、浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。 2、不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。 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，称为毛细现象。 浸润和不浸润的微观解释： 液体与固体接触处形成一个液体薄层，叫做附着层。附着层里的分子既受固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引。如果受到固体分子的吸引力较弱，附着层的分子就比液体内部稀疏，在附着层里分子间吸引力较大，造成跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润。反之，如果附着层分子受固体分子吸引力相当强，附着层分子比液体内部更密集，附着层就出现液体相互推斥的力，造成跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润。 二、浸润与不浸润 【思考问题】（1）浸润液体在毛细管内，液面为何呈凹弯月面？ （2）是什么原因使液体上升？ 毛细现象产生原因的定性分析： 浸润时，水和玻璃浸润，附着层内的分子较密，分子间的斥力使水沿着管壁上升，使液面弯曲面积变大；液体表面张力将管中液体向上拉，同时液体本身的重力阻碍液体上升，当官中液柱向下的重力与向上的表面张力平衡时，液柱不在上升。 【思考问题】用相似的分析方法，解释不浸润液体在毛细管里下降的现象。 情境：如图，不同内径的细管在浸润和不浸润液体中，液面高度差与管子粗细有关系。 问题：液面上升（或下降）的高度可能与哪些因素有关？ 毛细现象的应用： 田间农作物的重要管理措施是锄地松土，防止土地板结，其目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会快速引上而蒸发掉。 纸张、棉花脱脂后能够吸水的原因在于其内部有许多细小的孔道，起到毛细管作用。 1、（多选）下列有关表面张力的说法中，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，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故 答案：BCD 练一练 2、（多选）把极细的玻璃管分别插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是（ ） 答案：AC 练一练 3、（多选）若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则（ ） A．附着层分子密度大于液体内部分子的密度 B．附着层分子的作用力表现为引力 C．管