5. 液体（培优教学课件）物理人教版选择性必修第三册

第二章 气体、固体和液体 选择性必修三•人教版 5.液体 物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着相互作用力。这些因素决定了分子的三种不同的聚集状态：气体、固体和液体。物体处于不同状态时具有不同的物理性质。 人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。相应地，人们对新材料或传统材料新功能的开发和研制也从来没有停止过。从远古的石器时代，到后来的青铜器时代、铁器时代……新材料在人类文明进程中扮演了重要的角色。 导入新课 在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中，比一比看谁放入的曲别针数量最多，而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗？ 物理观念 理解液体微观结构与宏观特性的联系，从分子动理论角度解释液体的表面现象、附着层特性等典型性质。 科学思维 了解浸润和不浸润现象;知道毛细现象及形成的原因。 科学探究 设计液体表面张力、浸润与不浸润现象的实验，探究影响表面张力大小的因素及毛细现象的规律，提升从实验现象推导微观机制的探究能力。 科学态度 与责任 增强科学服务社会的责任感；关注液体现象在前沿科技中的应用，培养严谨求实的科学态度。 学习目标 重点难点 重点 1.表面张力、浸润与不浸润、毛细现象的定义与宏观表现，液体典型现象的识别与分类。 2.液体微观分子间作用力的分布特点，表面张力、浸润现象的微观成因及逻辑推导。 难点 能运用受力分析解释表面张力的作用效果，深化对“微观—宏观”关联的认知。 一、液体的表面张力 5.液体 一、液体的表面张力 在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中，比一比看谁放入的曲别针数量最多，而杯中的水不会溢出。 一、液体的表面张力 一、液体的表面张力 1. 把一条细棉线的两端分别系在铁环的两侧，要使棉线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。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。 一、液体的表面张力 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弛的。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。 一、液体的表面张力 用烧热的针刺破棉线一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化 实验结果：一侧的薄膜刺破后，另一侧肥皂膜就会立即收缩 把松弛的棉线绷紧，并且始终向着肥皂膜一侧收缩，液体的 表面具有收缩趋势。 一、液体的表面张力 液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层。 这种力在液体表面层内的各个方向上都存在，力的方向总是跟液面相切，且与分界面垂直。这种力使液体表面绷紧，叫做液体的表面张力。 表面层分子间的作用表现为相互吸引。 一、液体的表面张力 为什么叶面上的露珠总是球形的？ 天宫一号中做的水球实验呈球形 表面张力的作用是使液面收缩，而在体积相同的各种形状中，球形表面积最小，如果完全消除重力的影响，再大的液滴也会收缩成规则的球形。 二、浸润和不浸润 5.液体 二、浸润和不浸润 现象：洁净的玻璃板上这滴水散开，石蜡的则是滚来滚去。 表明：水可以润湿玻璃，但不能润湿蜡。 实验：先后向一块洁净的璃板上和一块涂了蜡的玻璃上滴一滴水，晃动玻璃板，观察现象? 二、浸润和不浸润 1、浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。 2、不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。 二、浸润和不浸润 浸润 微观解释: 附着层分子的密度？ 更 密 分子间距离？ r<r0表现为斥力 附着层有扩展的趋势 液体分子引力 固体分 子引力 附着层 二、浸润和不浸润 附着层 液体分子引力 固体分 子引力 不浸润 分子分布比液体内部稀 分子间距离？ r>r0 表现为引力 附着层有收紧的趋势 二、浸润和不浸润 一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关。 水浸润玻璃，不浸润石蜡 水银浸润铅，不浸润玻璃 二、浸润和不浸润 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。能发生毛细现象的细管，叫做毛细管。 二、浸润和不浸润 当管中液体上升到一定高度时，管内高为h的液体所受重力与表面张力平衡，液面稳定在一定的高度。 mg 由于液体浸润管壁，液面弯曲。液体表面张力形成向上的拉力，这个力使管中液体向上运动。 ①液体浸润管壁 F F mg=F合 二、浸润和不浸润 F压力差 ②液体不浸润管壁 F F 由于液体不浸润管壁，液面弯曲。液体表面张力形成向下的拉力，这个力使管中液体向下运动。 当管中液体下降到一定深度时，管内外高度差为h，管内外的压力差与表面张力平衡，液面稳定在一定的高度。 二、浸润和不浸润 墨汁上升 酒精沿灯芯升到顶端 土壤里有很多毛细管 农民锄地 破坏土壤里的毛细管，要保存地下的水分。 三、液晶 5.液体 三、液晶 液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中。为什么“液体”和“晶体”联系在一起了？液晶到底是什么物质？ 三、液晶 1.液晶态：物质既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐，各向异性的状态，叫做物质的液晶态。 三、液晶 2.液晶的特点： 液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。 3.液晶的光学各向异性： 入射光的偏振方向与液晶分子长轴的方向成不同夹角时，液晶对光的折射率不同。因此，一束非偏振光射入液晶层后再射出时，由于液晶折射率的各向异性会产生两束光程不同的光。 4.液晶的外形特征： 液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子。 三、液晶 5.液晶的一般用途 液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用。 四、课堂总结 5.液体 液体 液体的表面张力 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 液晶 流动性、光学各向异性 浸润和不浸润 一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系 五、练习与应用 5.液体 五、练习与应用 1.玻璃管裂口尖端非常尖锐如图甲所示，将其在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝如图乙所示，该现象说明(　　) A．玻璃在导热时具有各向异性 B．烧熔使玻璃由晶体变为非晶体 C．玻璃烧熔为液态时表面分子间的作用力表现为斥力 D．玻璃烧熔为液态时表面存在张力 五、练习与应用 【答案】D 【解析】玻璃是非晶体，高温熔化冷却凝固后仍然是非晶体，导热性表现为各向同性，A、B错误；玻璃管裂口尖端在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝，是表面张力的作用，因熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为引力使其表面收缩，C错误，D正确． 五、练习与应用 2.喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂．其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果．水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上．从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰．如图所示．下列说法正确的是(　　) A．水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果，与重力无关 B．照片中喷过防水剂的玻璃和水滴发生了浸润现象 C．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大 D．照片中水滴表面的分子比水滴的内部密集 五、练习与应用 【答案】C 【解析】液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，A错误；照片中的玻璃和水滴不浸润，B错误；水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，C正确；照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，D错误． 五、练习与应用 3.如图甲所示，系着细棉线的铁丝环从肥皂液里取出时留下一层薄膜，用烧热的针刺破左侧薄膜后，棉线和薄膜的形状如图乙所示．则 (　　) A．图甲中，两侧薄膜对棉线均没有作用力 B．图甲中，薄膜的表面层与内部分子间距离相等 C．图乙中，薄膜收缩使棉线绷紧 D．图乙中，棉线某处受薄膜作用力方向沿棉线切线方向 五、练习与应用 【答案】C 【解析】图甲中，薄膜的表面层分子间距离大于内部分子间距离，产生了表面张力，两侧薄膜对棉线均有作用力，A、B错误；图乙中，由于表面张力使薄膜收缩，所以薄膜收缩使棉线绷紧，棉线某处受薄膜作用力方向与棉线垂直，C正确，D错误． 六、提升训练 5.液体 六、提升训练 1．(多选)下列现象中，由液体的表面张力造成的是 (　　) A．两滴水银相接触，立即会合并到一起 B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形 C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿 D．水珠在荷叶上呈球形 六、提升训练 【答案】ABD 【解析】用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，故本题选A、B、D． 六、提升训练 2如图是分别装有水和水银的两个玻璃杯，下列说法正确的是(　　) A．水不浸润玻璃 B．水银浸润玻璃 C．水的表面层中的水分子之间的作用力表现为引力 D．水银的表面层中的水银分子之间的作用力表现为斥力 六、提升训练 【答案】C 【解析】由题图知水浸润玻璃，故A错误；由题图知水银不浸润玻璃，故B错误；表面层里的分子比液体内部的分子稀疏，分子间的距离比液体内部的大，分子间作用力表现为引力，C正确，D错误． 六、提升训练 3．图甲是吹肥皂泡游戏的画面，表现了童年时光的美好．如图乙所示，在玻璃杯内注入肥皂水，再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出大小不一、在空中做无规则运动的肥皂泡，则(　　) A．肥皂泡的无规则运动属于布朗运动 B．肥皂泡呈球状与液体表面的张力有关 C．肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力 D．肥皂水与玻璃杯壁接触位置的分子力表现为引力 六、提升训练 【答案】B 【解析】布朗运动是指悬浮在液体中或气体中的固体小颗粒的无规则运动，故肥皂泡的无规则运动不属于布朗运动，A错误；液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，所以肥皂泡在空中呈球状是由于液体表面张力的作用，B正确；分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大，C错误；肥皂水与玻璃杯壁表现为浸润，玻璃杯附着层内的液体分子由于受到固体分子的吸引，所以附着层液体分子比较密集，分子间的作用力表现为斥力，D错误． Lavf57.71.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.52(fixed_gap:False) Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Lavf59.6.100 Lavf58.28.100 $