第二章 8 5.液体-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

5．液体 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.液体的表面张力 2.浸润和不浸润 3.毛细现象 4.液晶 1.了解液体的表面张力，能从分子动理论的角度解释表面张力形成的原因，提升分析解释的能力 2.能解释浸润和不浸润产生的原因，知道物质的宏观性质是由其微观结构决定的，从微观角度解释宏观现象，提升关联整合的能力 3.知道毛细现象产生的原因，了解毛细现象的应用，提升迁移应用的能力 1.物理观念：知道物体的宏观性质是由其微观结构决定的，建立物质观；从相互作用的角度理解表面张力是液体和气体相互作用的结果，浸润和不浸润是液体和固体相互作用的结果，发展相互作用观 2.科学思维：构建液体微观结构模型是建模素养的体现；基于表面张力、浸润和不浸润等实验现象，做出合理解释，体现分析论证的科学思维 3.科学探究：通过观察肥皂膜和棉线的变化，体会科学探究方法 知识点一　液体的表面张力 实验1：把一根棉线的两端分别系在铁丝环的两侧，要使它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(如图甲所示)。 用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化(如图乙、丙所示)。 实验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驰的(如图丁所示)。 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(如图戊所示)。以上两个实验说明了什么问题？ 提示：液体表面存在表面张力。 1．表面层：液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。 2．分子力的特点 在液体内部，分子间平均距离r略小于r0，分子间的作用力表现为斥力；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离r略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 3．液体的表面张力 (1)定义：使液体表面绷紧的力叫作液体的表面张力。 (2)作用效果：使液体表面具有收缩的趋势。 (3)力的方向：总是跟液面相切，且与分界面垂直。 【判断正误】 1．表面张力是液体表面各部分分子间相互排斥的力，方向与液面相切。(×) 2．木块浮在水面上是液体表面张力的原因。(×) 3．小昆虫、缝衣针在水面上不下沉是液体表面张力的原因。(√) 学生用书↓第60页 1．液体表面张力的成因分析 (1)表面层分子间距离的特点：由于蒸发现象，液体表面层分子分布比内部分子稀疏。 (2)分子力的特点：液体内部分子间距离较小，分子力表现为斥力，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 2．表面张力的特点 (1)表面张力是液体的分子间作用力的宏观表现。 (2)大小：由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定。 (3)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。 (4)作用效果：表面张力使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小。 注意：在体积相同的条件下，球形的表面积最小。所以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。)；在完全失重条件下的液体呈标准的球形。如图为我国的航天员王亚平太空授课时的水球实验。 (多选)如图所示，关于液体表面张力，下列说法正确的有(　　 ) A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果 B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力 C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用 D．丁图中液体表面张力方向与液面相切 BD　[题图甲中露珠呈球形，这是液体表面张力作用的结果，A错误；题图乙中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子间作用力表现为引力，从而产生表面张力，B正确；题图丙中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力的作用，C错误；表面张力产生在液体表面层，它的方向与液面相切，且与分界面垂直，D正确。] 针对练1.关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　 ) A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力 B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力 C．液体的表面张力随温度的升高而增大 D．表面张力的方向与液面垂直 B　[液体表面层分子比液体内部稀疏，分子间距离r略大于r0，故分子力表现为引力，表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界面垂直，表面张力是液体表面层分子间的作用力，随温度的升高，液体表面层分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，故B正确，A、C、D错误。] 针对练2.2021年12月9日中国空间站首次太空授课活动中，航天员王亚平做了一个“水球开花”实验。她将用纸做的小花轻轻放在水球表面，纸花迅速绽放。下列说法正确的是(　　 ) A．纸花绽放过程中水面对小花做正功 B．水球表面上水分子间的作用力表现为斥力 C．表面层水分子间的平均距离比内部水分子间的平均距离小