第4节 液体的表面张力（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

第四节　液体的表面张力 核心素养导学 物理观念 (1)知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因。 (2)了解浸润和不浸润现象。 (3)知道毛细现象及形成的原因。 科学思维 (1)会分析浸润和不浸润产生的原因。 (2)会用分子动理论解释毛细现象。 科学探究 了解液体表面张力、浸润和不浸润以及毛细现象的有关知识及应用，体会它们对生产和生活的影响。 一、表面张力 1．实验：观察肥皂薄膜和棉线的变化 结果表明：液体的表面具有______趋势。 收缩 2．表面层 (1)定义：液体表面跟_____接触的薄层。 (2)特点：液体表面层分子比较稀疏，分子间距r略大于r0，表面层分子间的作用力表现为______。 (3)表面张力：在液体表面层内的各个方向上都存在，力的方向跟液面相切，且与分界面_____，使液体表面_____的力。 气体 引力 垂直 收缩 二、毛细现象 1．浸润：液体与固体的接触面有______的趋势，液体会附着在固体的表面上的现象。 2．不浸润：液体与固体的接触面有_____的趋势，液体不会附着在这种固体的表面上的现象。 3．毛细现象：浸润液体在细管中______，以及不浸润液体在细管中______的现象。 扩张 收缩 上升 下降 1 ．把一枚缝衣针在手上蹭一蹭，然后放到一张棉纸上。用手托着棉纸，放入水中，棉纸浸湿下沉，而缝衣针会停在水面。请对以下结论作出判断。 (1)缝衣针会停在水面上，是针受浮力作用的结果。 ( ) (2)缝衣针会停在水面上，是水表面张力作用的结果。 ( ) (3)缝衣针会停在水面上，是浮力和水表面张力的共同作用结果。 ( ) × √ × 2．一位同学发现厨房碗柜里酱油瓶的下面总是有黑乎乎的一摊酱油痕迹，这是由于每次倒酱油时总会有一些酱油沿着瓶口顺流下来所造成的。他想，只要选择恰当的材料做酱油瓶的瓶口，就能保持瓶子清洁。你认为他的想法有道理吗？如果有道理，应该选择哪种材料？ 提示：有道理。选择对酱油不浸润的材料做瓶口，使得洒出的酱油不会附着在瓶口上，这样瓶子底部就不会有酱油的痕迹了。 新知学习(一)|对液体表面张力的理解及应用 [任务驱动] 为什么曲别针没有沉入到烧杯的底部？为什么水黾可以停在水面上？ 提示：曲别针和水黾可以在水面上静止是由于液体表面存在表面张力的作用。 [重点释解] 1．液体表面张力的成因 (1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏。 (2)分子力特点：液体内部分子间距离略小于r0，分子间的作用力表现为斥力，而液体表面层分子之间距离略大于r0，分子间作用力表现为引力。 (3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。 (4)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，如图所示。 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。例如，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，在完全失重条件下才呈球形)。 (2)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。 [典例体验] [典例]　 如图所示，把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a侧的薄膜，观察到棉线的形状为 (　 ) [解析]　先把一条棉线拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜。膜中分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以产生收缩效果；用烧热的针刺破a侧的薄膜，b中的肥皂液薄膜能使b的面积最小。故选D。 [答案]　D [针对训练] 1．关于液体的微观结构，下列说法正确的是 (　 ) A．液体分子间距离很大，相互作用力很弱 B．液体分子在杂乱无章地运动，无任何规律性 C．液体分子在振动，但无确定的平衡位置 D．液体分子排列整齐，在确定的平衡位置附近振动 解析：液体很难压缩，说明液体分子间距较小，故A错误；液体分子在永不停息地做无规则热运动，单个分子运动无规律，但大量分子运动表现出统计规律，故B错误；液体分子在振动，由于流动性，无确定的平衡位置，故C正确，D错误。 答案：C　 2．液体表面具有收缩的趋势，其原因是 (　 ) A．由于液体表面分子间距离小于平衡距离r0，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 B．由于液体表面分子间的距离大于平衡距离r0，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 C．由于液体表面的分子受到外部空气分子的吸引力，所以液体表面具有收缩的趋势 D．因液体具有流动性，所以液体表面具有收缩的趋势