物理：第3、4節(jié)《液體的表面張力》《液晶》課件（教科版選修3-3）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第3節(jié)液晶第4節(jié)液體的表面張力 課前自主學(xué)案 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 課標(biāo)定位 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第3 4節(jié) 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道液晶的特征 了解液晶的應(yīng)用 2 了解液體的微觀結(jié)構(gòu) 3 通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn) 知道液體的表面張力現(xiàn)象 了解表面張力形成的原因 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 了解液晶的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 液晶的特性及應(yīng)用 2 能用液體的微觀結(jié)構(gòu)解釋液體的表面張力現(xiàn)象 課前自主學(xué)案 一 液晶1 什么是液晶 像液體一樣具有 性 一種介于 和 之間的中間態(tài)物質(zhì) 2 液晶的分子結(jié)構(gòu) 分子位置的有序性喪失 與液體中大體相同的方式自由地來(lái)回運(yùn)動(dòng) 但仍傾向于保持在固體中確定的取向 分子排列在液晶中的有序性介于 和 之間 如圖3 3 1 圖3 3 1 流動(dòng) 固態(tài) 液態(tài) 固體 液體 3 液晶顯示 液晶分子的排列會(huì)因溫度 摩擦 作用 容器表面的差異等外界條件的微小變動(dòng)而發(fā)生變化 液晶顯示就是通過(guò)加 來(lái)改變其光學(xué)物質(zhì)的 二 液體的表面張力1 液體的微觀結(jié)構(gòu)液體分子間距離很小 分子間作用力比固體分子間作用力 液體有一定的體積 不易壓縮 具有 性 比固體擴(kuò)散速度 2 奇異的表面張力現(xiàn)象 使液體表面具有 趨勢(shì)的引力叫表面張力 壓強(qiáng) 電磁 電壓 要弱 流動(dòng) 快 收縮 3 液體表面張力的成因 液體表面層中的分子要比液體內(nèi)部 些 在表面層 分子間相互作用力表現(xiàn)為 這些相互吸引力的 表現(xiàn)就是液體的表面張力 如圖3 3 2 稀疏 引力 宏觀 核心要點(diǎn)突破 一 液晶的特點(diǎn)與應(yīng)用1 特點(diǎn) 1 液晶具有液體的流動(dòng)性 2 液晶具有光學(xué)上的各向異性 3 液晶分子的排列不穩(wěn)定 微小的外界變動(dòng)都會(huì)改變分子排列 從而改變液晶的某些性質(zhì) 4 有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài) 有些物質(zhì)溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?在一定的濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài) 不是所有物質(zhì)都具有液晶態(tài) 5 天然存在的液晶很少 多數(shù)液晶是人工合成的 2 液晶的應(yīng)用液晶可以用作顯示元件 液晶在生物醫(yī)學(xué) 電子工業(yè) 航空工業(yè)中都有重要作用 液晶可以作為顯示元件 有一種液晶 受外加電壓的影響 會(huì)由透明狀態(tài)變成渾濁狀態(tài) 去掉電壓 又恢復(fù)透明 當(dāng)輸入電信號(hào) 加上適當(dāng)電壓 透明的液晶變得渾濁 從而顯示出設(shè)定的文字或數(shù)碼 在今后的顯示器中 液晶將扮演主角 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 下列關(guān)于液晶的各種描述中正確的是 A 液晶具有流動(dòng)性B 液晶內(nèi)部分子的排列是很穩(wěn)定的 不受外界因素的影響C 液晶表現(xiàn)出各向異性D 液晶態(tài)是一些特殊化合物在任何環(huán)境下表現(xiàn)出的固有狀態(tài) 解析 選AC 液晶是一種既具有液體流動(dòng)性 又像晶體一樣具有光學(xué)各向異性的物質(zhì) 其內(nèi)部分子排列不穩(wěn)定 當(dāng)外界條件發(fā)生微小變動(dòng)時(shí) 分子排列將會(huì)有顯著變化 液晶態(tài)是某些化合物在特定條件下表現(xiàn)出的一種狀態(tài) 由此可知A C正確 B D錯(cuò)誤 二 液體的微觀結(jié)構(gòu)及特性1 液體的微觀結(jié)構(gòu)液體中的分子跟固體一樣是密集在一起的 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動(dòng) 但液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)則的排列 這種區(qū)域是暫時(shí)形成的 邊界和大小隨時(shí)改變 有時(shí)瓦解 有時(shí)又重新形成 液體由大量這種暫時(shí)形成的小區(qū)域構(gòu)成 這種小區(qū)域雜亂無(wú)章地分布著 2 液體的宏觀特性 1 各向同性 液體由大量暫時(shí)形成的雜亂無(wú)章分布的小區(qū)域構(gòu)成 所以液體表現(xiàn)出各向同性 2 一定體積 液體分子的排列更接近于固體 液體中的分子密集在一起 分子間距接近于r0 相互間的束縛作用強(qiáng) 主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小振動(dòng) 所以液體具有一定的體積 3 流動(dòng)性 液體分子能在平衡位置附近做微小的振動(dòng) 但沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平衡位置 液體分子可以在液體中移動(dòng) 這是液體具有流動(dòng)性的原因 4 擴(kuò)散特點(diǎn) 液體中擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 分子在液體里的移動(dòng)比在固體中容易得多 所以液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 關(guān)于液體 下列各種說(shuō)法中正確的是 A 液體性質(zhì)介于氣體與固體之間 更接近于氣體B 液體表現(xiàn)出各向異性C 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似 主要表現(xiàn)為在固定的平衡位置附近做微小的振動(dòng)D 液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快 解析 選D 液體的性質(zhì)介于氣體與固體之間 更接近于固體 A錯(cuò) 液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)有規(guī)則地排列 并且這些小區(qū)域又雜亂無(wú)章地分布 因而液體表現(xiàn)出各向同性 B錯(cuò) 液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似 主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動(dòng) 但平衡位置在不斷移動(dòng) C錯(cuò) 液體分子在液體中移動(dòng)較固體分子在固體中移動(dòng)更容易 液體的擴(kuò)散較固體快 D正確 三 對(duì)液體表面張力的理解1 液體的表面張力的形成 1 分子分布特點(diǎn) 由于蒸發(fā)現(xiàn)象 液體表面分子分布比內(nèi)部分子稀疏 2 分子力特點(diǎn) 液體內(nèi)部分子間引力 斥力基本上相等 而液體表面層分子之間距離較大 分子力表現(xiàn)為引力 3 表面特性 表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力 使液體表面好像一層繃緊的膜 4 表面張力的方向 表面張力的方向和液面相切 垂直于液面上的各條分界線 如圖3 3 3所示 圖3 3 3 2 表面張力及其作用 1 表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì) 使液體表面積趨于最小 而在體積相同的條件下 球形的表面積最小 例如 吹出的肥皂泡呈球形 滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形 但由于受重力的影響 往往呈扁球形 在失重條件下才呈球形 2 表面張力的形成原因是表面層 液體跟空氣接觸的一個(gè)薄層 中分子間距離大 分子間的相互作用表現(xiàn)為引力 3 表面張力的大小除了跟邊界線長(zhǎng)度有關(guān)外 還跟液體的種類 溫度有關(guān) 特別提醒 1 在體積相等的各種形狀的物體中 球形物體的表面積最小 所以草葉上的露珠 小水銀滴等 都因表面張力使液面收縮而呈球形 2 表面張力是跟液面相切的 如果液面是平面 表面張力就在這個(gè)平面上 如果液面是曲面 表面張力就在這個(gè)曲面的切面上 作用在任何一部分液面上的表面張力 總是跟這部分液面的分界線垂直 3 表面張力是根據(jù)效果命名的力 是液體的表面層內(nèi)大量分子力的宏觀表現(xiàn) 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 3 液體表面具有收縮的趨勢(shì) 其原因是 A 由于液面表面分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離 因此液體表面分子間相互作用的斥力較強(qiáng) 而形成液體表面收縮的趨勢(shì)B 由于液體表面分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 因此液體表面分子間相互作用的引力較強(qiáng) 而形成液體表面收縮的趨勢(shì)C 由于與液面接觸的氣體分子對(duì)液體表面分子的吸引力 造成液體表面收縮的趨勢(shì)D 因液體可以流動(dòng) 因而形成液體表面有收縮的趨勢(shì) 解析 選B 這是對(duì)液體的性質(zhì)及表面張力形成的原因進(jìn)行考查 弄清表面層的性質(zhì)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵 造成液體表面有收縮趨勢(shì)的原因是液體表面有張力 而形成表面張力的原因是液體表面層內(nèi)分子間距離較大 分子間相互吸引力較強(qiáng) 正是此吸引力使液體表面有收縮趨勢(shì) 課堂互動(dòng)講練 2011年上海聯(lián)考 關(guān)于液晶 下列說(shuō)法中正確的是 A 液晶是一種晶體B 液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的 具有各向異性C 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D 液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化 精講精析 液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間 雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊 具有各向異性 但分子的排列是不穩(wěn)定的 選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 外界條件的微小變化都會(huì)引起液晶分子排列的變化 從而改變液晶的某些性質(zhì) 溫度 壓力 外加電壓等因素變化時(shí) 都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì) 選項(xiàng)C D正確 綜上所述 該題的答案為C D 答案 CD 易誤警示 本題易誤選A B 錯(cuò)誤原因一是盲目認(rèn)為液晶是晶體 二是由于液晶分子空間排列是有序的 具有各向異性 因此認(rèn)為是晶體 忽視了可自由移動(dòng)性 對(duì)于液體 下列說(shuō)法正確的是 A 液體的性質(zhì)介于固體和氣體之間B 液體分子在平衡位置附近做微小振動(dòng)和移動(dòng) 因而液體具有流動(dòng)性C 液體表面層分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離 表面張力為斥力D 液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離 表面張力為引力 精講精析 由于液體分子平均距離一般大于固體分子平均距離 小于氣體分子平均距離 其性質(zhì)介于固 氣之間 所以A對(duì) 液體分子沒(méi)有確定的平衡位置 故具有流動(dòng)性 B對(duì) 表面層內(nèi)的分子距離大于液體內(nèi)部的分子距離 分子力表現(xiàn)為引力 表面張力是分子力的宏觀表現(xiàn) 故表面張力為引力 C錯(cuò)D對(duì) 答案 ABD 下列說(shuō)法正確的是 A 表面張力就是分子力B 水面托起縫衣針表明表面張力與縫衣針的重力相平衡C 表面張力的大小跟液面上分界線的長(zhǎng)短有關(guān)D 液體表面好像張緊的橡皮膜具有收縮趨勢(shì) 思路點(diǎn)撥 本題主要考查了表面張力的產(chǎn)生 大小和作用效果 正確理解表面張力是解題的關(guān)鍵 自主解答 表面張力是液體表面層內(nèi)分子引力的宏觀表現(xiàn) 不能說(shuō)表面張力就是分子力 故A選項(xiàng)錯(cuò)誤 縫衣針在水面上靜止是液膜對(duì)其彈力與重力平衡 B選項(xiàng)錯(cuò)誤 表面張力的大小與液面上分界線的長(zhǎng)短有關(guān) 且表面張力有使液面收縮的趨勢(shì) 因此C D選項(xiàng)正確 答案 CD 變式訓(xùn)練下列有關(guān)表面張力的說(shuō)法中 正確的是 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(chóng)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 解析 選BCD 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(chóng)浮在液面上 由于表面張力使液滴收縮成球形 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全