物理：第3章第1節(jié)第2節(jié)《液體的表面張力》《毛細現(xiàn)象》課件（魯科版選修3-3）

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歡迎進入物理課堂 第1節(jié)液體的表面張力第2節(jié)毛細現(xiàn)象 課前自主學案 核心要點突破 課標定位 課堂互動講練 第1節(jié)第2節(jié) 知能優(yōu)化訓練 課標定位 學習目標 1 知道液體的表面張力現(xiàn)象 2 會應用分子動理論的觀點 解釋液體表面張力產(chǎn)生的原因 3 知道什么是浸潤和不浸潤現(xiàn)象 能用浸潤和不浸潤解釋現(xiàn)象 4 知道附著層的特點 懂得浸潤和不浸潤現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 5 知道毛細現(xiàn)象 能用毛細現(xiàn)象解釋現(xiàn)象 重點難點 1 能用液體的微觀結(jié)構(gòu)解釋表面張力 2 掌握什么是毛細現(xiàn)象 并解釋有關(guān)現(xiàn)象 課前自主學案 一 液體表面的收縮趨勢液體的表面都類似于張緊的彈性薄膜 具有 的趨勢 二 表面張力及其微觀解釋1 液體和氣體接觸的表面存在一個薄層 叫做 表面層分子的分布比液體內(nèi)部 即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間距離大 2 液體表面各部分間 的力 叫做表面張力 收縮 表面層 稀疏 相互吸引 三 浸潤與不浸潤1 液體 固體表面上的現(xiàn)象叫做 液體 固體表面的現(xiàn)象叫做 2 當液體跟固體接觸時 在接觸處會形成一 叫做 四 毛細現(xiàn)象1 浸潤液體在細管里 的現(xiàn)象和不浸潤液體在細管里 的現(xiàn)象 叫做 2 能夠發(fā)生 的管叫做 附著在 浸潤 不附著在 不浸潤 液體薄層 附著層 上升 下降 毛細現(xiàn)象 毛細現(xiàn)象 毛細管 核心要點突破 一 表面張力的形成及其作用1 液體的微觀結(jié)構(gòu)液體中的分子跟固體一樣是密集排列在一起的 液體分子的熱運動主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動 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)域是暫時形成的 邊界和大小隨時改變 有時瓦解 有時又重新形成 液體由大量這種暫時形成的小區(qū)域構(gòu)成 這種小區(qū)域在雜亂無章地分布著 2 表面張力的形成 1 表面層 液體與氣體接觸的表面存在著一個薄層 叫表面層 2 微觀解釋 液體與氣體接觸的表面層中的分子分布較內(nèi)部稀疏 分子間距大于分子力平衡時的距離r0 而液體內(nèi)部分子間的距離可以認為等于r0 分子間相互作用的引力和斥力可認為相等 分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力 從而使液體表面像一塊張緊了的膜 各部分之間存在相互吸引的力 即表面張力 液體內(nèi)部的分子受到鄰近分子的引力在各個方向上的合力等于零 而液體表面層分子受到引力的合力指向液體的內(nèi)部 3 表面張力的方向表面張力的方向 與液面相切 垂直于液面上的各條分界線 如圖3 1 1所示 圖3 1 1 3 表面張力的作用 1 表面張力使液體表面具有收縮趨勢 使液體面積趨于最小 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 滴在潔凈玻璃上的水銀滴呈球形 由于受重力的影響 往往呈扁球形 在失重條件下呈球形 2 表面張力的大小除跟邊界長度有關(guān)外 還跟液體的種類 溫度有關(guān) 一般情況下 溫度越高 表面張力就越小 另外 雜質(zhì)也會明顯地改變液體的表面張力大小 比如潔凈的水有很大的表面張力 而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小 也就是說 潔凈水的表面具有更大的收縮趨勢 特別提醒 表面張力不是指個別分子間的相互引力 而是表面層中大量分子間的引力的宏觀表現(xiàn) 凡液體與氣體接觸的表面都存在表面張力 二 正確理解浸潤和不浸潤現(xiàn)象1 附著層 1 定義 液體跟固體接觸處形成的液體薄層 2 特點 附著層中的液體分子同時受到液體內(nèi)部分子的吸引力 內(nèi)聚力 和固體分子的吸引力 附著力 2 液體能否浸潤固體由內(nèi)聚力和附著力大小決定 1 內(nèi)聚力大于附著力 附著層的分子比液體內(nèi)部稀疏 附著層內(nèi)出現(xiàn)與液體表面張力相似的收縮力 此時跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢 形成不浸潤 2 內(nèi)聚力小于附著力 附著層中的分子比液體內(nèi)部更密 附著層中出現(xiàn)液體相互推斥的力 此時跟固體接觸的液面有擴展的趨勢 形成浸潤 3 微觀解釋當液體與固體接觸時 附著層中的液體分子受固體分子的吸引比內(nèi)部液體分子弱 結(jié)果附著層中的液體分子比其內(nèi)部稀疏 這時在附著層中就出現(xiàn)跟表面張力相似的收縮力 使跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢 因而形成不浸潤現(xiàn)象 相反 如果受到固體分子的吸引相對強 附著層里的分子就比液體內(nèi)部更密 在附著層里就出現(xiàn)液體分子互相排斥的力 這時跟固體接觸的表面有擴展的趨勢 從而形成浸潤現(xiàn)象 總之 浸潤和不浸潤現(xiàn)象是分子力作用的宏觀表現(xiàn) 特別提醒 液體能否浸潤固體 取決于兩者的性質(zhì) 而不單純由液體或固體單方面性質(zhì)決定 同一種液體 對一些固體是浸潤的 對另一些固體是不浸潤的 如 水能浸潤玻璃 而不能浸潤石蠟 水銀不能浸潤玻璃 但能浸潤鋅板 三 對毛細現(xiàn)象的正確理解1 定義 浸潤液體在細管里上升的現(xiàn)象和不浸潤液體在細管里下降的現(xiàn)象 2 現(xiàn)象 浸潤液體在毛細管里上升后 形成凹月面 不浸潤液體在毛細管里下降后形成凸月面 3 因素 毛細管內(nèi)外液面的高度差與毛細管的內(nèi)徑有關(guān) 毛細管內(nèi)徑越小 高度差越大 4 成因 1 浸潤液體與毛細管內(nèi)壁接觸時 液體表面發(fā)生彎曲 呈凹形 表面張力的收縮作用總是力圖使凹形表面的面積縮小 對表面下的液體產(chǎn)生向上的提拉作用 管內(nèi)液面上升 直到表面張力向上的提拉作用與管內(nèi)升高的液柱所受的重力達到平衡時 管內(nèi)液體停止上升 穩(wěn)定在一定的高度 2 不浸潤液體則與浸潤液體情況相反 如圖3 1 2所示 圖3 1 2 課堂互動講練 液體表面張力產(chǎn)生的原因是 A 液體表面層分子較緊密 分子間斥力大于引力B 液體表面層分子較緊密 分子間引力大于斥力C 液體表面層分子較稀疏 分子間引力大于斥力D 液體表面層分子較稀疏 分子間斥力大于引力 思路點撥 根據(jù)表面張力的形成及分子力的特點分析 精講精析 液體表面層分子間距離介于氣體和液體之間 液體分子力可認為是零 則表面層分子力表現(xiàn)為引力 故C正確 答案 C 方法總結(jié) 要從表面張力產(chǎn)生的原因上理解 實際上這部分知識是分子動理論的應用 表面層分子間的距離比液體內(nèi)部大 比氣體內(nèi)部小 分子間表現(xiàn)為相互吸引 這種吸引的宏觀表現(xiàn)就是表面張力 變式訓練1液體表面具有收縮趨勢的原因是 A 液體可以流動B 液體表面層分子間距小于液體內(nèi)部分子間距C 與液面接觸的容器壁的分子 對液體表面分子有吸引力D 液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離 解析 選D 由于液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 所以表面層的分子間的作用力為引力 這種力使液體表面層的相鄰部分之間相互吸引 產(chǎn)生的吸引力即表面張力 表面張力使液體表面有收縮的趨勢 以下各種說法中正確的是 A 因為水銀滴在玻璃板上將成橢球狀 所以說水銀是一種不浸潤液體B 液體對固體是否發(fā)生浸潤現(xiàn)象 是由液體和固體兩者的性質(zhì)共同決定的C 在人造衛(wèi)星中 由于一切物體都處于完全失重狀態(tài) 所以一個固定著的容器中裝有浸潤其器壁的液體時 必須用蓋子蓋緊 否則容器中的液體一定會沿器壁流散 D 當A液體和B固體接觸時 發(fā)生浸潤現(xiàn)象還是發(fā)生不浸潤現(xiàn)象 關(guān)鍵取決于B固體分子對附著層A液體分子的吸引力比液體內(nèi)的分子對附著層分子吸引力大些還是小些 思路點撥 浸潤與不浸潤是由液體和固體共同決定的 液體浸潤固體 附著層面積要擴張 不浸潤固體附著層面積要收縮 產(chǎn)生的條件是固體分子和液體內(nèi)部分子對附著層分子的吸引力關(guān)系 由此可加以分析判斷 精講精析 水銀不浸潤玻璃 但可能浸潤其他固體 所以A錯 B正確 在處于完全失重狀態(tài)的人造衛(wèi)星上 如果液體浸潤其器壁 液體和器壁的附著層就會擴張 沿著器壁流散 故必須蓋緊 C正確 D選項說明了發(fā)生浸潤和不浸潤現(xiàn)象的微觀原理 故選B C D 答案 BCD 方法總結(jié) 某種液體是否為浸潤液體 并不完全取決于自身 而是由液體和固體的性質(zhì)共同決定 因此 不要由某一特例就確定是浸潤或不浸潤 變式訓練2若液體對某種固體是浸潤的 當液體裝在由這種固體物質(zhì)做成的細管中時 則 A 附著層分子密度大于液體內(nèi)分子的密度B 附著層分子的作用力表現(xiàn)為引力C 管中的液體一定是凹形彎月面的D 液體跟固體接觸的面積有擴大的趨勢 解析 選ACD 由于浸潤現(xiàn)象 固體分子與液體分子間的引力強 造成附著層內(nèi)分子的分布就比液體內(nèi)部更密 這樣就會使液體分子間作用力表現(xiàn)為斥力 使液體跟固體接觸的面積有擴大的趨勢 把極細的玻璃管插入水中與水銀中 如圖3 1 3所示 正確表示毛細現(xiàn)象的是 圖3 1 3 思路點撥 可以從液體是否浸潤固體的角度判斷液面的形狀 由附著層的表面張力判斷液面的上升和下降情況 自主解答 因為水能浸潤玻璃 所以A正確 B錯誤 水銀不浸潤玻璃 C正確 D項中外面浸潤 里面不浸潤 所以是不可能的 故正確選項為A C 答案 AC 方法總結(jié) 液體與管浸潤 則管壁給液體向上的拉力 液面下凹 液體不浸潤管 則管壁給液體向下的拉力 靠近管壁處的液體下降 液面上凸 變式訓練3用干凈的玻璃毛細管做毛細現(xiàn)象的實驗時 可以看到 A 毛細管插入水中 管越細 管內(nèi)水面越高 管越粗 管內(nèi)水面越低B 毛細管插入水銀中 管越細 管內(nèi)水銀面越高C 毛細管插入跟它浸潤的液體中時 管內(nèi)液面上升 插入跟它不浸潤的液體中時 管內(nèi)液面降低 D 毛細管插入跟它不浸潤的液體中時 管內(nèi)液面上升 插入跟它浸潤的液體中時 管內(nèi)液面下降解析 選AC 毛細管插入跟它浸潤液體中時液面上升 而且管越細 液面越高 管越粗 液面越低 毛細管插入跟它不浸潤液體中時 液面下降 而且管越細 液面越低 管越粗 液面越高 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全