學(xué)高二物理粵教選修同步液體的表面張力

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1、會計學(xué)1學(xué)高二物理粵教選修同步學(xué)高二物理粵教選修同步 液體的表面張液體的表面張力力水是我們最常見的液體，你一定見過停留在樹葉上晶瑩透亮的雨滴，茶葉上圓溜溜的水珠吧！自然界中的水、流動的水銀、熾熱的鐵水等等都是物質(zhì)存在的液態(tài)形式在觀察這些液態(tài)景觀時，我們會注意到：荷葉上的小水滴和草上的露珠會呈球形，一小滴水銀能形成橢圓球狀在玻璃板上滾第1頁/共38頁動，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生又是什么原因呢？這些現(xiàn)象都是與液體的性質(zhì)有關(guān)的，學(xué)了這一節(jié)的內(nèi)容，我們就可以解釋這些現(xiàn)象了第2頁/共38頁1液體表面有一種_的趨勢，正是這種趨勢使露珠、乳滴等變?yōu)開2液體表面有_的趨勢，好像緊張的彈性薄膜，液體表面一定存在著張力，稱

2、為表面_3表面張力的微觀解釋：(1)液體與氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做_，它的分子分布比液體內(nèi)部_收縮球形收縮張力表面層 稀疏第3頁/共38頁(2)_各部分間的相互吸引力，叫做_(3)表面張力的作用使液體表面具有_，液體就像被一層繃緊的彈性薄膜覆蓋著一樣液體表面 表面張力收縮的趨勢第4頁/共38頁對液體表面張力的認(rèn)識液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做表面層想象在液體表面上畫一直線MN，直線兩旁的液膜一定存在著相互作用的拉力F1和F2，液體表面出現(xiàn)的這種張力，稱為表面張力. 它的方向垂直于所畫的直線第5頁/共38頁液體的表面張力作用效果使液面具有收縮的趨勢由于液面分子間這種相互吸引，才使

3、得液面存在這樣的引力，使液面收縮第6頁/共38頁 關(guān)于表面張力的方向，正確的是()A垂直液面指向液體外面B垂直液面指向液體內(nèi)部C跟液面相切，垂直于液面的邊界線D跟液面相切，平行于液面的邊界線第7頁/共38頁解析：如圖所示，我們可以假想一個分界線OO，將液體表面分割成A、B兩部分，由于表面分子之間的引力作用，A部分對B部分具有引力作用，使得OO向A部分收縮，同樣，B部分對A部分具有引力作用，使得OO向B部分收縮，所以表面張力的方向跟液面相切，垂直于液面的邊界線，C正確答案：C第8頁/共38頁課堂訓(xùn)練1下列現(xiàn)象中，不是由表面張力引起的現(xiàn)象是()A木塊浮在水面上B水中的氣泡呈球形C荷葉上的小水球呈球

4、形D洗頭發(fā)時，當(dāng)頭發(fā)浸泡在水中時呈散開狀，露出水面后頭發(fā)聚攏到一起第9頁/共38頁解析：木塊浮在水面上是因為浮力的原因，選項A錯誤；氣泡呈球形、露珠呈球形都是因液面具有收縮的趨勢，是液體表面張力的現(xiàn)象；濕頭發(fā)粘在一起時，水的表面積才能大大減小，也是體表面張力的表現(xiàn). 答案：A第10頁/共38頁液體表面張力的微觀解釋液體表面是一個厚度為分子有效作用距離(109 m)的薄層，而分子力的作用范圍是一個半液體表面層，表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子的勢能也比液體內(nèi)部的大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力就象要把彈簧拉開些，彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢正是因為這種張力的存在，有些

5、小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走第11頁/共38頁見右圖，分子A在液體內(nèi)部，分子作用球內(nèi)分子分布是對稱的，球內(nèi)所有分子對分子A的斥力和引力的合力為零第12頁/共38頁分子B在液體表面層內(nèi)，分子作用球一部分在液體外分子B受到的斥力仍然是球?qū)ΨQ的，引力不再是球?qū)ΨQ分子B受到的引力的合力垂直液面指向液體內(nèi)，分子從液體內(nèi)移到表面層，要克服引力做功，分子勢能增大，所以表面層比液體內(nèi)具有較大的勢能因為勢能總是有減小的傾向，因此液體表面就有收縮的趨勢第13頁/共38頁 液體表面張力產(chǎn)生的原因是()A在液體的表面層，分子間距大，分子之間斥力消失，只有引力B由于氣體分子對表面層液體分子的吸引C在液體的表面層里，

6、由于分子間距比液體內(nèi)部大，分子間引力占優(yōu)勢D由于受到指向液外的斥力的作用第14頁/共38頁解析：分子之間斥力引力都存在，斥力并沒有消失，A錯；由于液體表面層里分子的分布密度比液體內(nèi)部的小，分子間的距離比液體內(nèi)部大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，因此C正確，B、D錯答案：C第15頁/共38頁課堂訓(xùn)練2關(guān)于液體的表面張力的下列說法中正確的是()A由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均距離小于r0 B由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均距離大于r0 C產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間只有引力沒有斥力D表面張力使液體的表面有收縮的趨勢第16頁/共38頁解析：由分子運(yùn)動論可知：在液體與

7、空氣接觸面附近的液體分子，液面上方的空氣分子對它們的作用極其微弱，所以它們基本上只受到液體內(nèi)部分子的作用，因而在液面處便形成一個特殊的薄層，稱為表面層在液體表面層內(nèi)，分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，它們之間的距離r r0，分子間作用力表現(xiàn)為引力，因此液體表面有收縮的趨勢答案：D第17頁/共38頁1如下圖所示，布滿了肥皂膜的金屬框架上有一段質(zhì)量不計的棉紗，現(xiàn)將金屬框架下部分的肥皂膜刺破，則棉紗將為下圖中的()第18頁/共38頁解析：由于液體表面張力的作用使液體表面象張緊的橡皮膜，D圖正確答案：D第19頁/共38頁2. （2012江蘇卷）（雙選）下列現(xiàn)象中，能說明液體存在表面張力的有（）A.水黽可以停在

8、水面上B.葉面上的露珠呈球形C.滴入水中的紅墨水很快散開D.懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運(yùn)動第20頁/共38頁解析：A、B說明液體存在表面張力，C是擴(kuò)散現(xiàn)象，D是布朗運(yùn)動說明分子做熱運(yùn)動.答案：AB第21頁/共38頁3下列有關(guān)表面張力的說法中，錯誤的()A表面張力的作用是使液體表面伸張B表面張力的作用是使液體表面收縮C有些小昆蟲能在水面自由行走，這是由于有表面張力的緣故D用滴管滴液滴，滴的液滴總是球形，這是由于表面張力的緣故第22頁/共38頁解析：液體的表面張力使液面有收縮的趨勢，表面張力的方向跟液面相切表面張力的作用效果是使液體表面收縮，由于表面張力，被壓彎的液面收縮，使小昆蟲浮在液面上；由于表

9、面張力使液滴收縮成球形答案：A第23頁/共38頁4關(guān)于液體表面的收縮趨勢，正確的說法是()A因為液體表面分子分布比內(nèi)部密，所以有收縮趨勢B液體表面分子分布和內(nèi)部相同，所以有收縮趨勢C因為液體表面分子分布比內(nèi)部稀，所以有收縮趨勢D液體表面分子受到與其接觸的氣體分子的斥力作用，使液體表面有收縮趨勢第24頁/共38頁解析：因為液體分子實際分布是內(nèi)密外疏，故選項C正確，A、B錯誤；在液體表面層內(nèi)，它們之間的距離rr0，分子間作用力表現(xiàn)為引力，因此液體表面有收縮的趨勢， D錯誤答案：C 第25頁/共38頁5關(guān)于液體的表面張力的下列說法中正確的是()A由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均距離小于r

10、0 B由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均距離大于r0 C產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間只有引力沒有斥力D表面張力使液體的表面有收縮的趨勢第26頁/共38頁解析：因為液體表面層內(nèi)分子間距離大于r0，分子間表現(xiàn)為相互引力，即表面張力，故A、B、C均錯，因表面張力是引力，故表面張力使液體具有收縮的趨勢，D正確答案：D第27頁/共38頁6在天平的左盤掛一根鐵絲，右盤放一砝碼，且鐵絲浸于液體中，此時天平平衡，如下圖所示，現(xiàn)將左端液體下移使鐵絲剛剛露出液面，則()第28頁/共38頁A天平仍然平衡B由于鐵絲離開水面沾上液體，重量增加而使天平平衡破壞，左端下降C由于鐵絲剛離開液面，和液面間生

11、成一液膜，此液體膜的表面張力使天平左端下降D以上說法都不對第29頁/共38頁解析：鐵絲在剛離開液面時，和液面之間形成一薄膜，膜中分子密度小，分子稀疏，分子力表現(xiàn)為引力，對鐵絲產(chǎn)生一個斜向下的拉力作用，使天平左端下降答案：C第30頁/共38頁7如圖所示，由于硬幣經(jīng)常和手接觸，所以針和硬幣表面有一層油脂，把它輕輕地向水面上平放，硬幣就可以漂浮在水面上，為什么？第31頁/共38頁答案：硬幣漂浮時液面形狀如圖所示，硬幣邊緣的液面斜向上，把斜向上的液體表面張力分解，硬幣水平面上所受的合力為零，故周界上水的表面張力的合力是豎直向上的，正是這一豎直向上的合力與硬幣重力平衡，使水“托”住了硬幣第32頁/共38

12、頁8網(wǎng)孔較小的篩子里盛有少量的水時，水不會從網(wǎng)孔中流出試解釋這一現(xiàn)象答案：網(wǎng)孔較小的篩子里盛有少量水時，在每個網(wǎng)孔下面都有微微凸出的水滴(如圖1所示)如果將凸出網(wǎng)孔的水滴從靠近根部的地方分隔為上下兩部分，那么在第33頁/共38頁它們的分界線處，下部水滴表面要受到上部水滴根部表面的表面張力f的作用(如圖2所示)由于表面張力f的豎直分力可與下部水滴的重量保持平衡，所以水才不會從篩子的網(wǎng)孔中流出第34頁/共38頁9在矩形鐵絲框架上有一可以自由滑動的細(xì)鐵絲ab，如下圖，鐵絲長L20 cm，框上布著液膜使液膜表面積增加S1 cm2，需要做多少功？(液體表面在單位長度上的表面張力72103 N/m，摩擦可以不計) 第35頁/共38頁解析：液膜形成表面張力，使液膜有收縮趨勢，要使液膜增大，必須是外力克服表面張力做功由于液膜是兩個液面，所以作用在ab桿上的表面張力F72103L20.144L.要使液膜面積增加S，ab需右移距離s=則克服表面張力做功WFS0.144 LS0.144S1.44105 J.答案：1.44105 JLS第36頁/共38頁第37頁/共38頁