高中物理魯科版3第三章液體第1節(jié)液體的表面張力 第3章第1節(jié)液體的表面張力

第1節(jié)液體的表面張力學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道液體表面的收縮趨勢(shì)，理解液體表面存在表面張力現(xiàn)象．(重點(diǎn))2．從微觀角度了解液體表面張力的成因．(難點(diǎn))液體表面的收縮趨勢(shì)eq\a\vs4\al([先填空])1．實(shí)驗(yàn)：回形針、硬幣漂在水面上(1)現(xiàn)象：當(dāng)回形針或硬幣漂浮在水面上時(shí)，托起回形針或硬幣的水面稍有彎曲，就像放有圓形小物品的橡皮膜稍有彎曲一樣．(2)結(jié)論：液面給回形針或硬幣等小物品施加了向上的支持力．2．實(shí)驗(yàn)：觀察肥皂膜的變化(1)現(xiàn)象①鐵絲框上的肥皂膜會(huì)把滑棍拉回．②肥皂膜里的棉線圈，當(dāng)刺破圈內(nèi)肥皂膜，棉線圈外的肥皂膜使棉線張緊，形成圓形．(2)結(jié)論：液體的表面類(lèi)似于張緊的彈性薄膜，具有收縮的趨勢(shì)．3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論由實(shí)驗(yàn)知，液體表面有一種收縮的趨勢(shì)，正是這種收縮的趨勢(shì)使露珠、乳滴等變?yōu)榍蛐危甧q\a\vs4\al([再判斷])1．液體的表面都有收縮的趨勢(shì)．(√)2．昆蟲(chóng)不落入水中，是因?yàn)槭艿搅讼蛏系闹С至Γ?√)3．體積相同的各種形狀物體中，球形物體表面積最大．(×)eq\a\vs4\al([后思考])小木船漂浮在水面上是由水面的收縮趨勢(shì)引起的嗎？【提示】不是．小木船漂浮在水面上是由小木船受到了水對(duì)船的浮力引起的，而不是由水面的收縮趨勢(shì)引起的．eq\a\vs4\al([合作探討])探討：如圖3-1-1所示是液體表面附近分子分布的大致情況．請(qǐng)結(jié)合圖片思考：液體表面層內(nèi)的分子距離和分子力各有什么特點(diǎn)？圖3-1-1【提示】液體表面層內(nèi)分子間距離較大，大于分子在平衡位置的距離，分子力表現(xiàn)為引力．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．液體內(nèi)部分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)在液體內(nèi)部，每個(gè)分子周?chē)性S多分子．當(dāng)某個(gè)分子從平衡位置向某一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，它一方面要受到所離開(kāi)的那個(gè)方向的分子的吸引，另一方面又要受到所靠攏的那個(gè)方向的分子的推斥．引力和斥力的數(shù)量級(jí)相同，通?？烧J(rèn)為其大小相等，因此，液體內(nèi)部分子只能在平衡位置附近振動(dòng)，分子間距等于r0.2．液體表面分子的分布液體表面附近的分子由平衡位置向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)橥獠靠諝夂驼羝肿訉?duì)它的斥力很小，不起顯著作用，它只受到內(nèi)部分子的吸引力，因此使它恢復(fù)到平衡位置的作用力就沒(méi)有在液體內(nèi)部時(shí)大，使得表面層里的分子振動(dòng)的振幅要比液體內(nèi)部分子的振幅大，一些動(dòng)能大的分子就有可能沖出吸引力范圍，成為蒸汽分子，結(jié)果形成表面層里的分子分布比液體內(nèi)部的分子分布稀疏，分子間的距離就比較大(r＞r0)．1．關(guān)于液體表面的收縮趨勢(shì)，錯(cuò)誤的說(shuō)法是()A．因?yàn)橐后w表面分子的分布比內(nèi)部密集，所以有收縮趨勢(shì)B．液體表面分子的分布和內(nèi)部相同，所以有收縮趨勢(shì)C．因?yàn)橐后w表面分子的分布比內(nèi)部稀疏，所以有收縮趨勢(shì)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(shì)E．液體表面層分子間距r>r0，分子力為引力【解析】液體表面層內(nèi)分子比液體內(nèi)部分子分布稀疏．在液體內(nèi)部分子間的距離是r＝r0，分子引力和分子斥力相等，對(duì)外表現(xiàn)的分子力為零．在表面層，分子間的距離是r>r0，分子間的作用力表現(xiàn)為相互吸引，它的作用是使液體表面繃緊，有收縮的趨勢(shì)，A、B錯(cuò)誤，CE正確；表面層上方的氣體分子對(duì)液體表面分子的吸引力很小，可以忽略，不是使液體表面收縮的原因，故D錯(cuò)誤．【答案】ABD2．關(guān)于液體表面張力產(chǎn)生的原因：液體表面層分子比較________(填“稀疏”或“緊密”)，分子間引力________斥力(填“大于”或“小于”)【解析】在液體的表面層，時(shí)刻進(jìn)行的蒸發(fā)現(xiàn)象，使得其內(nèi)的分子比較稀疏，分子間距離比較大，分子間的引力和斥力都較小，但斥力小得更多一些，因此，分子間引力大于斥力．【答案】稀疏大于液體表面層與液體內(nèi)部分子分布特點(diǎn)表面層液體內(nèi)部分子密度稀疏密集分子間距d10－10m<d<10－9md＝10－10m分子力表現(xiàn)為引力(合力)斥力與引力平衡(合力為零)表現(xiàn)表面有收縮趨勢(shì)不易被壓縮表面張力及其應(yīng)用eq\a\vs4\al([先填空])1．表面層(1)定義：液體與氣體接觸的表面存在的一個(gè)薄層．(2)特點(diǎn)：表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏．2．表面張力(1)定義：液體表面各部分間相互吸引的力．(2)作用效果：由于表面張力的作用，液體表面總要收縮到盡可能小的面積．而體積相等的各種形狀的物體中，球形物體的表面積最?。虼诵∷?、小露珠等都呈現(xiàn)球形．若露珠過(guò)大，重力影響不能忽略，則呈橢球形．完全失重環(huán)境下，可形成標(biāo)準(zhǔn)的球形．eq\a\vs4\al([再判斷])1．小孩用細(xì)管蘸肥皂水，吹出球形的肥皂泡是因表面張力所致．(√)2．縫衣針漂浮在水面上是因表面張力所致．(√)3．注滿氫氣的彩色氣球飄向空中是因表面張力所致．(×)eq\a\vs4\al([后思考])清晨起來(lái)，如果你到開(kāi)滿鮮花的公園散步，會(huì)發(fā)現(xiàn)花蕊上沾滿了露珠，很好看．可你想過(guò)沒(méi)有，花蕊上的小水珠為什么呈球形呢？【提示】液體表面有一種收縮的趨勢(shì)，正是這種收縮的趨勢(shì)使小水珠變成球形．eq\a\vs4\al([合作探討])探討1：生活中有些昆蟲(chóng)能在水面上輕松地跑來(lái)跑去，甚至在水面上“亭亭玉立”．它們是受到什么的作用做到的？【提示】水的表面張力作用．探討2：在液體表面畫(huà)一條直線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是表面張力，那么表面張力的作用是什么？【提示】表面張力的作用是使液體表面繃緊．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．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．所以說(shuō)表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果．2．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3-1-2所示．圖3-1-23．表面張力的大小除了跟分界線長(zhǎng)度有關(guān)外，還跟液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)．一般情況下，溫度越高，表面張力就越小．另外，雜質(zhì)也會(huì)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?。?．表面張力的作用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?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最?。?．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．溫度變化時(shí)，液體的表面張力不會(huì)變化D．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E．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】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；表面張力也與溫度有關(guān)，故B、D、E正確．【答案】BDE4．下列說(shuō)法正確的是()A．表面張力就是分子力B．表面張力是表面層分子力的宏觀表現(xiàn)C．水面托起縫衣針表明表面張力與縫衣針的重力相平衡D．表面張力的大小跟液面上分界線的長(zhǎng)短有關(guān)E．液體表面好像張緊的橡皮膜具有收縮趨勢(shì)【解析】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，B正確；縫衣針在水面上靜止是液膜對(duì)其彈力與重力平衡，選項(xiàng)C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D、E選項(xiàng)正確．【答案】BDE5．將一枚硬幣輕輕地平放在水面上，可以不下沉，下列關(guān)于與硬幣重力相平衡的力的說(shuō)法，不正確是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：30110029】A．水面的支持力B．水的表面張力C．水的浮力和表面張力的合力D．水的浮力和空氣浮力的合力E．水面支持力的產(chǎn)生是由于水的表面張力【解析】硬幣受到重力和水面給予的支持力作用而平衡，表面張力是水面上各部分水之間的作用力的合力，而不是硬幣受到的力；當(dāng)然支