2.4 液体的表面张力 教学设计-2024-2025学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高二 学期 春季 课题 液体的表面张力 教科书 书 名：选择性必修第三册 出版社：广东教育出版社 教学目标 1. 物理观念 认识与液体表面张力有关的现象，掌握液体表面张力产生的原因和方向，对相互作 用观物质观有进一步的理解；知道浸润不浸润现象，掌握毛细现象的成因；进一步强化宏观与微观的因果联系观。。 2. 科学思维 学生经历液体表面张力特点的初步建模和科学论证过程，体会液体表面层的特点；通过 球一橡皮筋模型建构和对表面张力的微观解释，体会建模法和用分子动理论解释宏观现象的方法；通过对日常生活中的表面张力现象的讨论与交流，体会物理知识在实际生活中的应用；在学习浸润与不浸润时，学会对比分析，举一反三 。 3 3. 科学探究 经历探究液体表面张力性质的过程，学会从微观角度分析其产生原因 ，经历各种现象的观察与讨论，学会迁移、分析和总结 4 4. 科学态度与责任 通过观察演示实验，认识液体表面张力、浸润与不浸润、毛细现象的特点，培养学生科学探究的态度和方法；通过展示相关现象，让学生体会物理与生活的联系，激发学生热爱生活；通过课后作业，让学生进一步理解知识，用所学知识解释相关现象，体会知识对生产生活的积极作用；通过相关分析，增强学生透过现象看本质的的科学意识。 教学内容 教学重点： 1. 液体表面张力产生原因、方向以及作用效果 2. 浸润与不浸润现象及产生原因 3. 毛细现象及产生原因 4. 液体表面张力现象、浸润与不浸润现象、毛细现象的应用。 教学难点： 1. 从微观层面分子力角度解释液体表面张力产生原因； 2. 浸润与不浸润的产生原因； 4.毛细现象导致液面升高和降低的理解。 教学过程 1. 情境引入：感受表面张力 教师展现草尖上的水珠、浮在水面的水黾、硬币图片，通过回形针漂浮在水面的实验间接验证硬币漂浮，引导学生思考：为什么水滴会趋于球形？昆虫和回形针为什么可以漂浮在水面上？这些现象都跟液体的表面张力有关，是表面张力使液体表面形成了一张“张紧的弹性膜”，然后再通过与胀满的气球类比，与张紧的薄膜托住物体类比，使学生对表面张力有了初步的直观的认识。 2. 实验探究：了解“弹性膜”的收缩特征 教师播放用烧热的钢针刺破肥皂膜的实验，引导学生观察实验现象：在一根铁环上栓一根细线，刺破一侧的膜，发现面向向另一侧绷紧，反之亦然；再用另一个中间栓有一根环形棉线的铁环进行实验，刺破棉线环形部分的膜，发现棉线绷紧几乎成圆形。 3. 建构模型：从宏观到微观，解释表面张力的产生原因 首先展示拉伸的弹簧，其收缩的原因为弹力；展示绷紧的气球，其收缩的原因是因为表面积增大，各部分之间表现为相互吸引。显然这都是外因促使研究对象各部分之间间距变大，从而有收缩趋势。然后提出问题：液体表面的“弹性膜”与气球类似，也是各部分之间相互吸引，是什么原因促使“弹性膜”的分子间距大于r0呢？是分子的热运动。 接下来引出表面层的概念，引导学生回忆分子力随分子间距的变化图像，之后通过动画展示表面层分子的受力情况，并将其中一个分子的受力与自制的教学用具——橡皮筋和钥匙扣和一个小球组装而成进行模拟类比，加深理解，进而得出液体表面张力的概念：是液体各部分之间相互吸引的力，是分子力的宏观表现。 4. 类比迁移：了解表面张力的方向 教师首先展示一个胀满的气球，在其上随意画一条线，沿着这条线将气球划开，气球会怎样？为什么？引导学生得出拉力的方向。若换一条线划开，又会怎样呢？这说明了什么？引导学生总结得出沿气球表面的拉力方向，教师进行展示。之后再通过类比迁移到液体的表面张力方向上来。 5. 总结提升：小结液体表面张力的：有关现象、产生原因、方向和作用效果。 6. 情境引入、建立概念：感受浸润与不浸润 前面我们学习了液体和气体接触部分所产生的现象，接下来我们研究液体和固体接触面的相关现象，教师展示图片：水滴在干净的水平玻璃板上和水滴在干净的水平塑料板上，引导学生观察、思考和总结：一种是有使接触面积扩大的趋势，一种是有使接触面积缩小的趋势，进而得出浸润与不浸润的概念。 7. 类比迁移：从微观层面解释浸润与不浸润的形成原因 教师先提出附着层的概念，然后通过动画展示浸润的原因：固体分子的吸引力大于液体内部分子的吸引力，附着层内分子比液体内部密集（r<r0），附着层分子相互排斥；不浸润的原因：固体分子的吸引力小于液体内部分子的吸引力，附着层内分子比液体内部稀疏（r>r0），附着层分子相互吸引。 8. 归纳总结：通过几种现象总结浸润与不浸润的特点 通过“水能浸润玻璃，却不能浸润石蜡和荷叶，水银不浸润玻璃，却能浸润铅块”总结浸润与不浸润的特点：与固体和液体的材料都有关。 9. 实验引入：观察现象得出毛细现象的概念 教师展示实验图片：玻璃管插入水中、红墨水中、水银中，引导学生观察总结，得出毛细现象的概念：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。 10. 实验探究：了解毛细现象的特点 教师向学生展示玻璃管插入水中和红墨水中的图片，播放玻璃管插入水银槽中的视频，引导学生归纳总结毛细现象的特点：1.浸润液体在毛细管内液面上升,高于管外；不浸润液体在毛细管内液面下降,低于管外；2.管越细，高度差越明显。 11. 理论分析：综合前面所学内容，了解毛细现象的产生原因 教师结合教材上的图片，解释液体浸润管壁，液体边缘部分的表面张力使管 中的液体上升，当液体的重力跟表面张力相等时，液面稳定。 12. 学以致用：生活中的毛细现象 教师展示3张图片：植物从突然里吸收水分、燃烧的酒精灯、沾墨写字的毛笔，引导学生思考原理，解释生活中的现象 13. 学习成果展示：今天我们学习了什么。 14. 布置课后作业。 学科网（北京）股份有限公司 $$