第2节 表面张力和毛细现象 第3节 材料及其应用（教学课件）物理鲁科版选择性必修第三册

2.2 表面张力和毛细现象 2.3　材料及其应用 壹 素养目标 (1).了解液体的表面张力现象，具有与液体相关的物质观念, 并能解释生活中与之相关的物理现象。 (2)了解浸润和不浸润现象，知道附着层的特点，理解浸润和不浸润现象产生的原因。 (3)知道毛细现象。 (4)了解液晶的特点及其应用。 conclusion 课堂导入 ONE 如图，早晨的草叶上的露珠晶莹剔透，水黾在水上能够静止不动，这两个看上去毫无关联的事情有什么本质上的联系？仔细观察，露珠的形状并不是标准的球形，而是稍微呈扁球形，原因是什么？ 提示:早晨草叶上的露珠呈球形和水黾在水面上能够静止不动，都是由于液体的表面张力的作用。露珠的形状呈扁平状，是因为自身的重力的作用。 课程目录 知识点讲解、探索新知 壹 总结与归纳 贰 课堂检测 叁 课后作业 肆 conclusion 知识点讲解 TWO 知识点一　表面张力 1.表面层 (1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个______。 (2)特点：表面层分子的分布比液体内部______，分子间的距离略大于分子力平衡的距离，分子间的作用力表现为______。 薄层 稀疏 引力 2.表面张力 (1)定义：液体表面各部分间的相互______称为表面张力。 (2)作用效果：因为表面张力的作用，液体表面总有要收缩到表面积______的趋势，所以雨滴、奶滴、油滴等液滴的外形就近似呈现球形；若重力的影响明显，其外形就呈现为椭球形；在完全失重的环境下，液滴能收缩成标准的球形。 引力 最小 (3)表面张力产生的原因:表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果。 (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。 (4)表面张力的作用: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。 总之：表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现，表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线，表面张力的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，表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势。　 知识点二　浸润与不浸润、毛细现象 1.浸润和不浸润 (1)定义 ①浸润：液体润湿某种固体并______在该固体表面上的现象称为浸润。 ②不浸润：液体不润湿某种固体，也不______在该固体表面上的现象称为不浸润。 (2)产生原因 ①内聚力______附着力，这时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润现象。 ②附着力______内聚力，这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润现象。 附着 附着 大于 大于 2.毛细现象 (1)毛细现象：浸润液体在细管里______的现象和不浸润液体在细管里______的现象，称为毛细现象。 (2)毛细管：能发生毛细现象的管称为毛细管。 上升 下降 (3)毛细现象产生的原因： 浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形。液体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜，表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作用(如图甲所示)，于是管内液体上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体才停止上升，稳定在一定的高度。不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小，对表面下的液体产生向下的作用导致的(如图乙所示)。 (4)毛细现象产生的形象因素： a.管径：管径越小，毛细现象越明显 b.液体种类：表面张力越大的液体，毛细现象越明显 知识点三　液晶 1.定义：既具有像液体那样的________和连续性，又具有晶体那样的各向异性特点的流体。 2.性质：外界条件的微小变化，会引起液晶分子______的变化，从而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等，都可能改变液晶的______性质。 3.应用 (1)液晶显示器。 (2)液晶测温。 流动性 排列 光学 4.液晶的规律总结 (1)液晶既有液体的特点，也有晶体的特点。 (2)液晶不是液体也不是晶体。 (3)液晶是既有流动性，又具有各向异性的流体，介于液体和晶体之间的特殊流体。 (4)液晶显示器中的液晶在外加电压下会由透明变为不透明，但液晶本身不会发光。 知识点四　材料及其应用 1.材料对人类社会的影响：人类在不同时代对材料的开发与应用有所不同，每一种重要材料的开发和应用，都把人类文明推向一个新的阶段。 2.材料的种类： (1)按照材料的特性，可以把材料分为______材料和______材料两类。 (2)按照材料的应用领域，可以把材料分为______材料、______材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。 (3)习惯上，人们把材料分为______材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 结构 功能 信息 能源 金属 3.材料的应用 (1)半导体是具有优异特性的________材料。 (2)纳米是______单位，1 nm＝______m，粒度在__________ nm的材料称为纳米材料。 (3)石墨烯是人们发现的第一种由__________构成的材料。 微电子 长度 10－9 1～100 单层原子 conclusion 课堂检测 THREE 1.(多选)关于液体表面张力，下列说法正确的有(　　) A.露珠呈球形，这是地球引力作用的结果 B.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.水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用 D.丁图中，液体表面张力的方向与液面相切 解析：露珠呈球形，这是液体表面张力作用的结果，A错误；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，B正确；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，且与分界线垂直，D正确。 2. (多选)水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体。它们在毛细管中将发生上升或下降的现象。现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示。现象应是(　　) 解析：浸润液体和不浸润液体具有不同的毛细现象，毛细管越细，内、外液面的高度差越大，浸润液体在毛细管内上升，管越细，上升越高；不浸润液体在毛细管内下降，管越细，下降越多，故选A、D。 3.液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器，由于机身薄，省电，辐射低等优点深受用户的青睐，下列关于液晶说法正确的是(　　) A.液晶都是人工合成的，天然的液晶并不存在 B.液晶既有液体的流动性，又有光学的各向同性 C.当某些液晶中渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色 D.液晶的结构与液体的结构相同 解析：液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶也存在于生物结构中，故A错误；液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，故B错误；当某些液晶中渗入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色，故C正确；液晶是介于液态与固态之间的一种物质状态，结构与液体的结构不同，故D错误。 4.关于材料的分类，以下说法不正确的是(　　) A.按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功能材料 B.功能材料主要是利用材料的力学性质来分类的 C.按照材料的应用领域可以把材料分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等 D.根据不同的分类方法，同一种材料可以同属于多种类型材料 解析：按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功能材料，A正确；功能材料主要是利用材料的声、光、热、电、磁等特性来分类的，B错误；按照材料的应用领域可以把材料分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等，C正确；根据不同的分类方法，同一种材料可以同属于多种类型材料，例如，铝既属于金属材料，又属于导电性很强的功能材料，还属于航空航天材料，D正确。 conclusion 总结与归纳 THREE 知识点 定义 解 释 举例 表面张力 液体表面各部分相互吸引的力 表面层分子间距大于液体内部分子间距表现为引力 肥皂沫 毛细现象 浸润液体在细管中升高、不浸润液体在细管中降低的现象。 液体分子与固体分子键作用力不同 毛细管中的液面 液晶 既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有晶体那样的各向异性特点的流体。 介于液体和固体的中间相 液晶显示器 总结与归纳 conclusion 课后作业 FOUR 1.关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　) A.游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，目的是改变水的表面张力 B.透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面不漏雨水，这是由于表面张力的作用 C.液体表面张力产生的原因是液体表面层的分子间距离比较大，分子力表现为引力，其方向指向液体内部 D.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力 解析:游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，其目的是使水不浸润羽毛，A错误；透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面不漏雨水，这是由于液体表面张力的作用，在伞面上形成了水膜，阻碍了雨水的渗透，B正确；液体表面张力产生的原因是液体表面层的分子间距离比较大，分子力表现为引力，故液体表面存在张力，其方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直，C错误；当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于分子间引力及大气压力的作用，D错误。 2.关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中正确的是(　　) A.水是浸润液体 B.水银是不浸润液体 C.同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的 D.只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象 解析:浸润和不浸润，是一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义。同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润，而对荷叶就不浸润，故A、B错误，C正确；浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，故D错误。 3.液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认识正确的是 (　　) A.液晶就是固态和液态的混合物 B.液晶具有各向同性的性质 C.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性 D.天然存在很多液晶，如果这种物质是液晶，那么它在任何条件下都是液晶 解析:液晶是介于液态与固态之间的一种物质，不是固态和液态的混合物，A错误；液晶既具有液体的流动性，又具有与某些晶体相似的性质，如具有光学各向异性等，B错误，C正确；天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，液晶具有三态，为固态、液晶态和液态，故D错误。 4.石墨烯是从石墨中分离出来的单原子层石墨，它具有超强导电、导热性能。下列关于石墨烯的说法错误的是(　　) A.石墨烯属于一种新型化合物 B.石墨烯的碳原子之间存在间隔 C.石墨烯可作散热材料 D.石墨烯可作为电池的电极 解析:石墨烯是从碳中分离出来的单原子层石墨，是一种碳单质，A错误；根据分子动理论可知，构成石墨烯的碳原子之间存在间隔，B正确；石墨烯具有超强导电、导热的性能，可用作散热材料和电池的电极，C、D正确。 Teaching 演示结束 谢谢观看 The top "Start" panel allows you to modify the font, size, color, line spacing, and more. It is recommended that the text be 8 to 18 characters with 1.3 times the space between the characters. 授课人： 教师说课│公开课│示范课│教师授课 $$