第4节 液体的表面张力-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

第四节　液体的表面张力

【素养目标】　1.了解液体的表面张力，能解释液体表面张力产生的原因。　2.了解浸润和不浸润现象及毛细现象产生的原因。

知识点一　表面张力

[情境导学]　如图所示，液体内分子间的平均间距为r0，则液体表面附近分子分布有何特点？分子间距比r0大还是小？分子间表现为引力还是斥力？

提示：液体表面附近分子比较稀疏，分子间距略大于r0，分子间的作用力表现为引力。

(阅读教材P33－P35完成下列填空)

1．表面层：从微观的角度来看，液体的表面并不是一个几何面，而是一个厚度为分子力有效作用距离(数量级为10－9 m)的薄层。

2.表面张力：设想在液体表面画一条直线，如图所示，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力称为表面张力。

[问题探究]　如图所示，一只水黾停在水面上而不下沉，与小木块浮在水面上的道理相同吗？

提示：不同。水黾停在水面上，并没有将部分身体没入水中，因此没有排开一定的水，所以不是因为浮力的作用，而是因为水的表面张力。

(多选)(2023·广东深圳高二期中)关于液体表面张力，下列说法中正确的有(　　)

A．图甲中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果

B．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，产生表面张力

C．图丙中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用

D．图丁中液体表面张力方向与液面平行

答案：BD

解析：题图甲中露珠呈球形，这是液体表面张力作用的结果，故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，分子力表现为引力，从而产生表面张力，故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作用，故C错误；题图丁中液体表面张力方向与液面平行，故D正确。

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。

(3)表面张力是液体分子间作用力的宏观表现。

2．表面张力的特点

(1)大小：由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素决定。

(2)方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于分界线。

(3)作用效果：表面张力使液体表面具有收缩的趋势，而且使液体表面积趋于最小。　　

学生用书↓第36页

针对练．(多选)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，如图所示。用烧热的针刺破某侧的薄膜，观察到棉线的形状，图中所标的箭头方向合理的是(　　)

答案：AC

解析：先把棉线圈拴在铁丝环上，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；用烧热的针刺破一侧的薄膜，另一侧的水膜具有收缩趋势，能使其面积最小，故A、C正确，B错误；题目已经说明用烧热的针刺破某侧的薄膜，故不可能出现题图D这种情况，故D错误。

知识点二　毛细现象

[情境导学]　(1)如图甲、乙所示，将水滴在玻璃表面，水逐渐散开并附着在玻璃板上；将水滴在涂了石蜡的玻璃板表面，水滴可以在蜡面上滚来滚去。水分子与玻璃分子间的作用力和水分子与石蜡分子间的作用力是否相同？

(2)如图丙所示，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里的水分，你知道这是为什么吗？

提示：(1)否。

(2)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被蒸发掉。

(阅读教材P35－P37完成下列填空)

1．浸润和不浸润

(1)浸润：液体与固体的接触面有扩张的趋势，液体会附着在固体上的现象。

(2)不浸润：液体与固体的接触面有收缩的趋势，液体不会附着在固体上的现象。