水的表面張力

《觀察水的表面張力》教學(xué)設(shè)計(jì)河北師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院教學(xué)目標(biāo)：1.知道水有表面張力。準(zhǔn)備的材料有：一元硬幣、滴管、紙杯、玻璃球、水。將一元硬幣平放在桌面上，讓學(xué)生猜測(cè)究竟能撐多少滴水小心的用滴管并記錄下滴的數(shù)量想不到吧，滴了44滴。硬幣上的水才溢了出來。一元硬幣上可以容納43滴水。觀察硬幣上的水，你可以發(fā)現(xiàn)，硬幣上的水象個(gè)小山包，里面好像有什么力量把水滴聚集在一起，這就是水的表面張力啦。從水漕里取出一本水，看看這一本水還能再加?xùn)|西嗎向里面慢慢放玻璃球，可以放多少呢讓我們小心地試試看，直到加到第10個(gè)玻璃球，水才溢出去?，F(xiàn)在，玻璃球已經(jīng)裝滿半杯了，真不可思議。由此可見，水分子之間的間隙并不是我們想象那樣，密不可分，科學(xué)探究：科學(xué)知識(shí)：1.認(rèn)識(shí)水的表面存在著一股收縮的力表面張力，表面張力可以改變。2.了解生活中水的表面張力現(xiàn)象。情感態(tài)度、價(jià)值觀：1.培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致觀察、大膽預(yù)測(cè)、認(rèn)真實(shí)驗(yàn)科學(xué)的習(xí)慣。2.體驗(yàn)大自然的奧秘，進(jìn)一步熱愛科學(xué)探究活動(dòng)。教學(xué)準(zhǔn)備：1.收集水的表面張力材料。2.分組材料：玻璃杯兩個(gè)、玻璃球、硬幣、大頭針、小塊濾紙、滴管、洗潔精。教學(xué)過程：一、激趣導(dǎo)入1.談話：看到我們桌上的研究材料，聰明的同學(xué)一定能猜到我們今天的研究?jī)?nèi)容和水有關(guān)。說到水，相信同學(xué)們一定不陌生，那么你們知道水的哪些特點(diǎn)呢還知道水有什么特點(diǎn)嗎（大家的科學(xué)知識(shí)真不少！）今天的我們還要繼續(xù)來研究水的一個(gè)新的特點(diǎn)。如果不借助船、木筏等工具，你們能在水面上悠閑自在的散步嗎對(duì)，肯定不行，只有在一些武俠片中，我們才能看到一些輕功高手在水面上疾馳如飛，不過這都是虛構(gòu)的。但是在自然界中卻有一些動(dòng)物能在水面上悠閑自在的散步，你們見過嗎想不想來看一下2.（出示：水黽等的圖片。）水黽的本領(lǐng)大吧！看來它可是真正的輕功高手了。水黽怎么可以在水面上而不沉下去呢想不想揭開其中的奧秘。二、認(rèn)識(shí)水的表面張力現(xiàn)象1.講述：我們首先借助大頭釘來研究。把大頭釘丟在水里，會(huì)怎樣（演示直接在杯中丟大頭釘）講述：真的沉下去了，彳艮多金屬做的物體丟在水里往往都會(huì)沉下去。但是及金老師卻可以使金屬做的大頭釘待在水面上而不沉下去，你們相信嗎2.（出示：事先準(zhǔn)備的釘漂在水面的杯子，并投影展示）一樣的大頭釘怎么能待在水面上而不沉下去的你們想知道老師是怎么使大頭釘待在水面上的嗎你們很想知道吧！可我現(xiàn)在不告訴你們！先請(qǐng)大家猜猜老師可能用了什么巧妙的方法（我沒有在水里加鹽）給大家一點(diǎn)提示：注意觀察這個(gè)杯子的底部有什么（有紙）對(duì)，可以告訴大家的是老師確實(shí)是借助了這張后來沉到底部的小紙片才使大頭釘待在了水面上的。那怎么做才能成功呢3.討論：小組同學(xué)可以討論一下方法，但不要先試。（學(xué)生討論）匯報(bào)：說說你們的想法。（請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)邊講邊試，并引導(dǎo)得出正確的方法。注意讓學(xué)生講出具體操作的辦法，如：放紙片和釘子的時(shí)候要注意什么）4.大家現(xiàn)在特別想也來試一試吧！注意：老師為大家準(zhǔn)備好幾個(gè)釘子及紙片，只要做成功一個(gè)，其余的就不要再放入水面了，我是怕大家一開始失敗才準(zhǔn)備得多一點(diǎn)的。下面就請(qǐng)小組合作試一試。（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)）5.匯報(bào)討論：哪幾組成功了為什么將大頭釘放在紙片上再一起放入水面就可以成功地使它不沉下去呢為什么平時(shí)我們隨手把大頭釘往水里一丟它就馬上沉下去了呢大頭釘?shù)闹亓坑袥]有變化水有沒有變化那是什么力量使大頭釘待在水面上的呢有同學(xué)知道嗎不知到了吧！這是一種同學(xué)們還不了解的力量。想不想來了解請(qǐng)看大屏幕。6.（出示：水的表面張力概念）講解：其實(shí)“水的表面有一股收縮、拉緊的力，就是水的表面張力”°（bs:水的表面張力）（bs:收縮、拉緊）講解：水表面的這股收縮、拉緊的表面張力使水的表面形成了一層膜一樣的東西，就像人的皮膚一樣。如果我們把大頭釘隨手丟在水里，就把這層“皮膚”撕破了，所以大頭釘就沉下去了。而像我們剛才這樣，紙慢慢被浸潤(rùn)后，沉了下去，但是在紙上面的大頭釘卻沒有將水表面的皮膚撕開，待在了這層“皮膚”的上面。討論：1）所以是什么力量托住了大頭釘而使它沉不下去（水的表面張力托住了大頭釘）2）對(duì)，那么現(xiàn)在你能揭開水黽能在水面上悠閑自在散步的奧秘了嗎是什么力量托起了水黽（讓學(xué)生說一說）三、研究水的表面張力的大小1.講述：水表面的這股收縮、拉緊的張力不僅可以托起像大頭釘、水黽這樣比較輕的物體，有時(shí)還可以使水的表面形成一種特殊的形狀。讓我們繼續(xù)觀察水的表面張力。在另一個(gè)玻璃碟子里有一個(gè)硬幣，（演示）如果我們用滴管往硬幣上滴紅色的水，大家預(yù)測(cè)一下硬幣表面能容納多少滴水（匯報(bào)）（出示：記錄表）待會(huì)實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)各組現(xiàn)將預(yù)測(cè)記錄在表格中。2.提問：實(shí)驗(yàn)前想一想要注意些什么怎么記錄容納的水滴數(shù)如果滴到20滴后水溢出來了，那么只能統(tǒng)計(jì)為容納多少滴水每滴水應(yīng)用怎樣的力擠講解：另外，還有一個(gè)要求：要畫出水溢出之前從側(cè)面觀察到的形狀。（可以蹲下來從側(cè)面觀察硬幣上水的形狀）并畫記錄表上（指著表中的框說，這就代表是硬幣）。小組內(nèi)的同學(xué)要分工合作，一位同學(xué)負(fù)責(zé)滴水，其他同學(xué)分別數(shù)數(shù)及觀察側(cè)面水的形狀。請(qǐng)一組同學(xué)在講臺(tái)上來做。3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)并記錄。4.匯報(bào)：你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中硬幣可以容納多少滴水（每組都匯報(bào)）一枚小小的硬幣居然可以容納這么多滴的水！想不到吧！猜 你喜歡那水在溢出來之前是什么形狀的水怎么能高出來一段形成這樣圓弧形呢是什么力量使水形成這樣的形狀的自然界里的水也有類似的形狀，我們一起來看一下。（出示:水的表面張力現(xiàn)象圖片）提問：葉子上的水珠為什么不散開來是什么力量把它收縮拉緊團(tuán)成圓球形的5.小結(jié)：對(duì)，都是因?yàn)樗谋砻鎻埩?，才把水收縮拉緊成圓球形的。神奇吧！6.講述：讓我們繼續(xù)來研究。我把這個(gè)碟子里的硬幣取出，放入這個(gè)空杯（演示：往杯中裝滿水）現(xiàn)在杯中裝滿水了嗎你們憑什么認(rèn)為杯子裝滿了呢7.提問：如果我們往里面放玻璃球，會(huì)怎樣水會(huì)溢出來嗎（演示往杯中加玻璃球）看來還能往里面裝玻璃球，你們預(yù)測(cè)杯子里面能裝多少個(gè)玻璃球待會(huì)實(shí)驗(yàn)前記錄在表中。8.提問：實(shí)驗(yàn)前想一想要注意什么注意：A一個(gè)一個(gè)往杯中加玻璃球，如果有水溢出杯外了，就只能記錄溢出前的玻璃球數(shù)。B要小心翼翼，不能晃動(dòng)桌子和杯子。C還得側(cè)面觀察杯口水面的形狀，并畫在記錄表中。（講解：這個(gè)就代表杯子，在杯口畫水的形狀）（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)一組同學(xué)到講臺(tái)實(shí)驗(yàn)）11?匯報(bào)討論：剛才大家實(shí)驗(yàn)時(shí)很認(rèn)真，觀察得非常仔細(xì)。那么大家的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確嗎最多可以放多少個(gè)玻璃球在放玻璃球的過程中，大家觀察到水面有什么變化嗎為什么水面鼓起來卻而不馬上溢出來是什么力量拉住了杯口的水四、認(rèn)識(shí)水的表面張力可以改變1.講述：通過研究，我們發(fā)現(xiàn)水的表面張力還真不小，可以使水面鼓得這么高都不溢出來。那如果我們?cè)趧偛牌≈箢^針的杯中加一滴洗潔精會(huì)怎樣呢2.（分別滴水及洗潔精）大家觀察到了什么3.討論：為什么會(huì)這樣原來是什么力量托住了釘子現(xiàn)在釘子下沉了，說明什么是什么破壞了水的表面張力4.講述：原來是洗潔精破壞了水的表面張力。五、總結(jié)延伸1.通過今天的研究，大家有什么收獲2.提問：我們現(xiàn)在知道了水有表面張力現(xiàn)象，那么其它的液體是否有表面張力

呢你們準(zhǔn)備怎么來研究呢請(qǐng)大家在課后自己研究其它液體的表面張力。下過雨后,我們可以見到樹葉、草上的小水珠都接近於球形；不小心打碎了體溫計(jì)后,里面的水銀掉到地上,小水銀滴也呈球形,什么是表面張力呢原來液體與氣體相接觸時(shí),會(huì)形成一個(gè)表面層,在這個(gè)表面層內(nèi)存在著的相互吸引力就是表面張力，它能使液面自動(dòng)收縮.表面張力是由液體分子間很大的內(nèi)聚力引起的?處於液體表面層中的分子比液體內(nèi)部稀疏，所以它們受到指向液體內(nèi)部的力的作用，使得液體表面層猶如張緊的橡皮膜，有收縮趨勢(shì)，從而使液體盡可能地縮小它的表面面積.我們知道,球形是一定體積下具有最小的表面積的幾何形體.因此,在表面張力的作用下,液滴總是力圖保持球形，這就是我們常見的樹葉上的水滴按近球形的原因

水的表面張力現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)今天，我在青少年活動(dòng)中心做試驗(yàn)研究水的表面張力現(xiàn)象。首先，我們作一角錢的硬幣能承受多少滴水的實(shí)驗(yàn)。在一角錢的硬幣上用滴管滴水，水逐步充滿了整個(gè)硬幣的表面。隨著水越滴越多，硬幣上的水慢慢鼓起來了，見下圖。當(dāng)我滴到第58滴水的時(shí)候，硬幣上的水終于散開來了。見下圖。然后，我們作了回形針浮在水面的實(shí)驗(yàn)。我們?cè)诒永锸⒘?50毫升水，然后我們小心翼翼的把回形針放在水的表面。這時(shí)候，由于水的表面張力的作用，回形針沒有沉下去，而是飄浮在水面上。見下圖。然后，我們往水里滴了幾滴洗潔精后，回形針就馬上沉下去了。見下圖。 力是.———村面, 積縮小|的力。它產(chǎn)生的原因是￥體接觸的個(gè)t-層,叫■做 層T表,面~層 "部稀疏,分 「一 ~一些，分 的—i現(xiàn)為引力。就 象你要把彈簧拉開些，彈簧而表現(xiàn)具有