新教材2023-2024學(xué)年高中物理第2章固體與液體第2節(jié)表面張力和毛細(xì)現(xiàn)象課件魯科版選擇性必修第三冊

第2章第2節(jié)表面張力和毛細(xì)現(xiàn)象課標(biāo)要求1.觀察液體的表面張力現(xiàn)象,能解釋表面張力產(chǎn)生的原因。(物理觀念)2.了解液體的微觀結(jié)構(gòu),了解浸潤和不浸潤現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn)象,了解這些現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。(物理觀念)3.了解液晶的特點(diǎn)及其應(yīng)用。(物理觀念)基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引

學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)一、表面張力1.表面層(1)表面層:液體與

接觸的表面存在一個(gè)薄層,即表面層。

(2)特點(diǎn):表面層分子的分布比液體內(nèi)部

,分子間的距離略大于分子力平衡的距離,分子間的作用力表現(xiàn)為

。

2.表面張力(1)表面張力:液體表面各部分間的相互引力,稱為表面張力。(2)作用效果:使液體表面

,液體就像被一層繃緊的彈性膜覆蓋著。

氣體

稀疏引力繃緊二、浸潤與不浸潤1.浸潤:液體

某種固體并

在該固體表面上的現(xiàn)象。

2.不浸潤:液體不

某種固體也

在該固體表面上的現(xiàn)象。

三、毛細(xì)現(xiàn)象1.定義:浸潤液體在細(xì)管里

的現(xiàn)象和不浸潤液體在細(xì)管里

的現(xiàn)象,稱為毛細(xì)現(xiàn)象。

2.毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管的內(nèi)徑有關(guān),毛細(xì)管內(nèi)徑越小,高度差越大。潤濕附著潤濕不附著上升下降四、液晶1.液晶的概念:既具有像液體那樣的

性和連續(xù)性,又具有像晶體那樣

性特點(diǎn)的流體稱為液晶。

2.液晶的特點(diǎn):其電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似,具有

。

3.液晶的應(yīng)用(1)液晶顯示器:用于電子手表、電子計(jì)算器、電腦等。(2)利用溫度改變時(shí)液晶顏色會(huì)發(fā)生改變的性質(zhì)來探測溫度。(3)液晶在醫(yī)學(xué)上可以用來探查腫瘤,探測微電路中的熱點(diǎn),檢查制冷機(jī)的漏熱等。流動(dòng)各向異各向異性想一想(1)把一塊玻璃分別浸入水和水銀里再取出來,觀察到從水銀中取出來的玻璃上沒有附著水銀,從水中取出的玻璃上沾著一層水。為什么會(huì)出現(xiàn)上述兩種不同的現(xiàn)象呢?(2)為什么鋤松地表土壤可以保存土壤中的水分?提示

(1)水是玻璃的浸潤液體,水銀是玻璃的不浸潤液體。(2)把地表土壤鋤松,破壞了土壤表層的毛細(xì)管,從而阻止了水分上升到地面而被蒸發(fā)掉。易錯(cuò)辨析

判一判(1)表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢,是分子力的宏觀表現(xiàn)。(

)(2)有些昆蟲可以在水面上自由走動(dòng)是表面張力在起作用。(

)(3)表面張力是液體表面各部分分子間存在的相互吸引力。(

)(4)水對所有固體都浸潤。(

)(5)毛細(xì)管插入水中,管的內(nèi)徑越大,管內(nèi)水面升得越高。(

)(6)液晶是液體和晶體的混合物。(

)√提示

水不浸潤石蠟。

提示

毛細(xì)管插入水中,管的內(nèi)徑越小,管內(nèi)水面升得越高。

提示

液晶是一種介于晶體與液體之間的物質(zhì)。

√√×××即學(xué)即用

練一練(多選)下面說法正確的是(

)A.鴨子從池塘中出來,羽毛并不濕——不浸潤現(xiàn)象B.細(xì)玻璃棒尖端放在火焰上燒熔后尖端變成球形——表面張力C.粉筆能吸干紙上的墨水——不浸潤現(xiàn)象D.布做的雨傘,雖然紗線間有空隙,卻不漏雨水——毛細(xì)現(xiàn)象AB解析

A是不浸潤現(xiàn)象,B是表面張力,C是毛細(xì)現(xiàn)象,D是表面張力。

重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究一表面張力情境探究如圖所示,早晨的草葉上的露珠晶瑩剔透,水黽在水上能夠靜止不動(dòng)。這兩個(gè)看上去毫無關(guān)聯(lián)的事情有什么本質(zhì)上的聯(lián)系?仔細(xì)觀察,露珠的形狀并不是標(biāo)準(zhǔn)的球形,而是稍微呈扁球形,原因是什么?要點(diǎn)提示

早晨草葉上露珠呈球形和水黽在水面上能夠靜止不動(dòng),都是由于液體的表面張力的作用。露珠的形狀呈扁平狀,是因?yàn)樽陨淼闹亓Φ淖饔谩ＶR歸納1.液體表面張力的成因分析(1)分子間距離特點(diǎn):液體表面層分子分布比內(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,使液體表面繃緊。畫龍點(diǎn)睛

表面張力是引力。

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,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,在完全失重條件下才呈球形)。(2)表面張力的大小跟液體的種類、溫度有關(guān)。(3)表面張力的方向:和液面相切,垂直于液面上的各條分界線,如圖所示。應(yīng)用體驗(yàn)典例1

如圖所示,金屬框上陰影部分表示肥皂膜,它被棉線分割成a、b兩部分。若肥皂膜的a部分用熱針刺破,棉線的形狀是下圖中的(

)A解析

液體表面的分子數(shù)目較少,分子間距大于r0,分子間表現(xiàn)為引力,即液體的表面張力,表面張力的作用效果是使液體的表面積減小,因此若將肥皂膜的a部分用熱針刺破,b部分液體由于表面張力作用,表面積縮小將細(xì)線繃緊,故呈現(xiàn)A所示的形狀,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。針對訓(xùn)練1(多選)關(guān)于液體表面張力,下列說法中正確的有(

)A.甲圖中露珠呈球形,這是地球引力作用的結(jié)果B.乙圖中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,產(chǎn)生表面張力C.丙圖中水黽可以停在水面上,是由于水的浮力作用D.丁圖中液體表面張力方向與液面平行(相切)BD解析

甲圖中露珠呈球形,這是液體表面張力的結(jié)果,故A錯(cuò)誤;乙圖中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,分子力表現(xiàn)為引力,從而產(chǎn)生表面張力,故B正確;丙圖中水黽可以停在水面上,是由于水的表面張力作用,故C錯(cuò)誤;丁圖中液體表面張力方向與液面平行(相切),故D正確。探究二浸潤和不浸潤及毛細(xì)現(xiàn)象情境探究1.如果你認(rèn)真觀察過,會(huì)發(fā)現(xiàn)水中游禽會(huì)不時(shí)用嘴抹擦身上的羽毛(如圖所示),你知道為什么嗎?要點(diǎn)提示

游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上,使水不能浸潤羽毛。

2.如圖所示為大樹生長和蘑菇生長時(shí)根部分布情況,越往下,根的直徑越小,這有什么好處?如果除草時(shí)把部分樹根鏟斷,對樹吸收水分產(chǎn)生什么影響?要點(diǎn)提示

根的直徑越小,越容易發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象;除草時(shí)部分樹根被鏟斷,將會(huì)使樹吸收地下水分受阻。知識歸納1.浸潤和不浸潤的形成原因(1)附著層內(nèi)分子受力情況液體和固體接觸時(shí),附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸引外,還受到固體分子的吸引。(2)浸潤的成因當(dāng)固體分子的吸引力大于液體內(nèi)部分子的吸引力時(shí),這時(shí)表現(xiàn)為液體浸潤固體。(3)不浸潤的成因當(dāng)固體分子的吸引力小于液體內(nèi)部分子的吸引力時(shí),這時(shí)表現(xiàn)為液體不浸潤固體。畫龍點(diǎn)睛

浸潤和不浸潤是發(fā)生在兩種材料之間的,與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系,不能單說哪一種材料浸潤或不浸潤。例如:水能浸潤玻璃,但不能浸潤石蠟;水銀不能浸潤玻璃,但能浸潤鉛。2.毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤現(xiàn)象都有關(guān)系。如圖所示,甲是浸潤現(xiàn)象,此時(shí)管內(nèi)液面呈凹形,因?yàn)橐后w的表面張力的作用,液體會(huì)受到向上的合力,因而管內(nèi)液面要比管外高;乙是不浸潤現(xiàn)象,管內(nèi)液面呈凸形,表面張力的作用使液體受到向下的合力,因而管內(nèi)液面比管外低。畫龍點(diǎn)睛

管越細(xì),內(nèi)外液面高度差越大。

應(yīng)用體驗(yàn)?zāi)芰c(diǎn)1

浸潤與不浸潤典例2

(多選)下列說法正確的有(

)A.因?yàn)樗y滴在玻璃板上呈橢球狀,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.在運(yùn)行的人造衛(wèi)星中,由于一切物體都處于完全失重狀態(tài),所以當(dāng)一個(gè)固定的容器中裝有浸潤其器壁的液體時(shí),必須用蓋子蓋緊,否則容器中的液體一定會(huì)沿器壁流散D.當(dāng)液體A和固體B接觸時(shí),是否發(fā)生浸潤現(xiàn)象,取決于固體B的分子對附著層分子的作用力與液體內(nèi)部的分子對附著層分子作用力之間的大小關(guān)系BCD解析

液體浸潤固體,附著層有擴(kuò)展的趨勢,液體不浸潤固體,附著層有收縮的趨勢,固體分子和液體內(nèi)部分子都對附著層分子有作用力,是否發(fā)生浸潤取決于兩者之間的關(guān)系,水銀不浸潤玻璃,但有可能浸潤其他固體,浸潤與不浸潤是由液體和固體兩者的性質(zhì)共同決定的,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B、D正確。在處于完全失重狀態(tài)的人造衛(wèi)星上,如果液體浸潤容器器壁,液體會(huì)沿著器壁流散,故必須蓋緊蓋子,選項(xiàng)C正確。針對訓(xùn)練2(多選)如圖所示,下列說法正確的是(

)A.圖甲為浸潤現(xiàn)象,圖乙為不浸潤現(xiàn)象B.圖甲為不浸潤現(xiàn)象,圖乙為浸潤現(xiàn)象C.圖甲中附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距小D.圖乙中附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距小AC解析

由題圖可知,圖甲為浸潤現(xiàn)象,圖乙為不浸潤現(xiàn)象,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)浸潤與不浸潤的特點(diǎn)可知,浸潤時(shí),附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距小,不浸潤時(shí),附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距大,故C正確,D錯(cuò)誤。能力點(diǎn)2

毛細(xì)現(xiàn)象典例3

(多選)下列情況屬于毛細(xì)現(xiàn)象的是(

)A.墨水打翻了,用粉筆可以把墨水吸干B.洗頭的時(shí)候,頭發(fā)聚在一起C.植物根部的水分,能升到植物的上部D.自來水筆灌墨水時(shí),把皮管按幾下,墨水就被吸到皮管里去了AC解析

墨水打翻了,用粉筆可以把墨水吸干,屬于毛細(xì)現(xiàn)象,選項(xiàng)A正確;洗頭的時(shí)候,頭發(fā)聚在一起,是表面張力的作用,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;植物根部的水分,能升到植物的上部,是毛細(xì)現(xiàn)象,選項(xiàng)C正確;自來水筆灌墨水時(shí),把皮管按幾下,墨水就被吸到皮管里去了,這是大氣壓的作用,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。針對訓(xùn)練3(多選)把極細(xì)的玻璃管分別插入水中與水銀中,如圖所示,正確表示毛細(xì)現(xiàn)象的是(

)AC解析

水浸潤玻璃,細(xì)管中液面上升,水面呈凹面;水銀不浸潤玻璃,細(xì)管中液面下降,水銀面呈凸面。探究三液晶情境探究液晶是指液態(tài)晶體,這種說法對嗎?要點(diǎn)提示

這種說法不對,液晶不是晶體,而是既具有像液體那樣的流動(dòng)性和連續(xù)性,又具有像晶體那樣的各向異性特點(diǎn)的流體。知識歸納液晶的特點(diǎn)(1)液晶具有流動(dòng)性,具有液體的特點(diǎn)。(2)液晶在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同。(3)在不同方向上,液晶分子的排列情況不同。(4)液晶受到外界影響時(shí),物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生明顯的變化。應(yīng)用體驗(yàn)典例4

關(guān)于液晶,下列說法正確的是(

)A.液晶是液體和晶體的混合物B.液晶分子在特定方向排列比較整齊,但不穩(wěn)定C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下,能夠發(fā)光D.所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶B解析

液晶是一種介于液體和固體之間的特殊物質(zhì),液晶分子在特定方向排列比較整齊,但不穩(wěn)定,液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化,但液晶本身不發(fā)光,并不是所有物質(zhì)都能成為液晶,故選B。針對訓(xùn)練4(多選)下列有關(guān)液晶的說法,正確的是(

)A.液晶具有流動(dòng)性B.液晶具有各向異性C.液晶具有穩(wěn)定的空間排列規(guī)律D.液晶就是液態(tài)的晶體AB解析

液晶既有液體的流動(dòng)性,又具有晶體分子排列整齊、各向異性的特點(diǎn),但其空間排列規(guī)律不穩(wěn)定,故選A、B。學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)12341.(多選)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(dòng)AB解析

水黽可以停在水面上和露珠呈球形均是由于液體表面張力的作用;C、D兩選項(xiàng)中的現(xiàn)象均是由分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。故選A、B。12342.(多選)關(guān)于液晶,下列說法正確的有(

)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CD解析

液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于固體和液體之間,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。12343.(多選)下面關(guān)于液體表面層的一些說法正確的是(

)A.液體表面張力,總是垂直于液體表面的B.表面層分子間有引力存在