第5節(jié)　液　體 教學(xué)課件

物理第二章氣體、固體和液體第5節(jié)液體01必備知識(shí)素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察液體的表面張力現(xiàn)象。2．理解浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的概念，會(huì)分析其產(chǎn)生的原因。3．學(xué)會(huì)用分子動(dòng)理論解釋毛細(xì)現(xiàn)象，理解液晶的微觀結(jié)構(gòu)。知識(shí)點(diǎn)1液體的表面張力1．表面層(1)液體表面有一層跟氣體接觸的薄層，叫作表面層。(2)表面層里的分子比液體內(nèi)部______，分子間的距離比液體內(nèi)部_________，分子力表現(xiàn)為_(kāi)__力。稀疏大一些引2．表面張力(1)液面各部分間相互______的力叫作表面張力。(2)表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果。表面張力使液體表面具有______趨勢(shì)，使液體表面積趨于______。吸引收縮最小知識(shí)點(diǎn)2浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)1．定義：一種液體會(huì)潤(rùn)濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作______；一種液體不會(huì)潤(rùn)濕某種固體，也就不會(huì)附著在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫作_________。2．附著層：當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，接觸的位置形成一個(gè)液體薄層，叫作附著層。浸潤(rùn)不浸潤(rùn)3．毛細(xì)現(xiàn)象(1)定義：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中______的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中______的現(xiàn)象，叫作毛細(xì)現(xiàn)象。(2)毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管內(nèi)徑的關(guān)系：毛細(xì)管內(nèi)徑______，高度差越大。上升下降越小[判一判]1．(1)表面張力是分子力的宏觀表現(xiàn)。(

)(2)表面張力使液體表面具有向外擴(kuò)張的趨勢(shì)。(

)(3)有些昆蟲(chóng)可以在水面上自由走動(dòng)是由于液體表面張力的存在。(

)(4)若某種液體浸潤(rùn)某一固體，那么它對(duì)所有固體都浸潤(rùn)。(

)√×√×知識(shí)點(diǎn)3液晶1．特點(diǎn)：液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶態(tài)既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。分子取向排列的液晶具有光學(xué)各向異性。2．應(yīng)用：手機(jī)屏幕、平板電視等。[判一判]2．(1)液晶的各種物質(zhì)性質(zhì)均表現(xiàn)為各向異性。(

)(2)液晶具有液體的流動(dòng)性，液晶的分子排列與液態(tài)相同。(

)××1．(液體的表面張力)(多選)下列現(xiàn)象中，關(guān)于液體的表面張力說(shuō)法正確的是(

)A．小昆蟲(chóng)能在水面上自由來(lái)往而不陷入水中靠的是液體的表面張力作用B．小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果C．縫衣針浮在水面上不下沉是水的表面張力作用的結(jié)果D．噴泉噴射到空中形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果√√√解析：仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，小昆蟲(chóng)在水面上站定或行進(jìn)過(guò)程中,其腳部位置比周?chē)嫔韵孪?，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，這是液體的表面張力在起作用。浮在水面上的縫衣針與小昆蟲(chóng)情況一樣，A、C正確；小木塊浮于水面上時(shí)，木塊的下部實(shí)際上已經(jīng)陷入水中(排開(kāi)一部分水)受到水的浮力作用，故小木塊浮在水面是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非液體表面張力在起作用，B錯(cuò)誤；噴泉噴到空中的水分散時(shí)，每一小部分的表面都有表面張力在起作用且水處于完全失重狀態(tài)，因而形成球狀水珠(體積一定情況下以球形表面積為最小，表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢(shì))，D正確。2．(浸潤(rùn)和不浸潤(rùn))下列現(xiàn)象中屬于浸潤(rùn)現(xiàn)象的是(

)A．內(nèi)徑很小的玻璃管豎直插在水銀槽內(nèi)，細(xì)管內(nèi)的水銀面比外面槽里的水銀面低B．灑在玻璃板上的水滴會(huì)向四周擴(kuò)展C．少量的油在湯里形成小油珠D．少量的水灑在蠟紙上，呈球形水珠√解析：細(xì)管內(nèi)的水銀面比外面槽里的水銀面低，水銀不浸潤(rùn)玻璃，A錯(cuò)誤；灑在玻璃板上的水滴會(huì)向四周擴(kuò)展，屬于浸潤(rùn)現(xiàn)象，B正確；少量的油在湯里形成小油珠，油不浸潤(rùn)水，C錯(cuò)誤；少量的水灑在蠟紙上，呈球形水珠，水不浸潤(rùn)蠟紙，D錯(cuò)誤。3．(毛細(xì)現(xiàn)象)(多選)下列現(xiàn)象中利用了毛細(xì)現(xiàn)象的是(

)A．用粉筆吸干紙上的墨汁B．建房時(shí)，在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂過(guò)瀝青的厚紙C．用棉線作酒精燈的燈芯D．想保存地下的水分，把地面的土壤鋤松√√解析：粉筆和棉線內(nèi)部有許多細(xì)小的孔道，起著毛細(xì)管的作用，A、C正確；磚的內(nèi)部也有許多細(xì)小的孔道，會(huì)起到毛細(xì)管的作用，在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂過(guò)瀝青的厚紙，可以防止地下水分沿著夯實(shí)的地基以及磚墻的毛細(xì)管上升，以保持房屋干燥，B錯(cuò)誤；土壤里面有很多毛細(xì)管，地下的水分可沿著它們上升到地面，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤鋤松，破壞這些土壤里的毛細(xì)管，D錯(cuò)誤。4．(液晶)關(guān)于液晶，以下說(shuō)法正確的是(

)A．液晶表現(xiàn)各向同性的性質(zhì)B．液晶態(tài)只是物質(zhì)在一定溫度范圍內(nèi)才具有的狀態(tài)C．因?yàn)橐壕г谝欢l件下發(fā)光，所以可以用來(lái)做顯示屏D．筆記本電腦的彩色顯示器，是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?液晶中電場(chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色√解析：液晶像液體一樣可以流動(dòng)，又具有某些晶體的結(jié)構(gòu)特征，液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故A錯(cuò)誤；液晶態(tài)不是在一定溫度范圍內(nèi)才具有的狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，不是液晶在一定條件下發(fā)光,故C錯(cuò)誤，D正確。探究一液體的表面張力【問(wèn)題導(dǎo)引】如圖甲所示，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。若將肥皂膜的a部分用熱針刺破，棉線的形狀是圖乙中的哪一個(gè)？為什么？√提示：肥皂膜未被刺破時(shí)，作用在棉線兩側(cè)的表面張力互相平衡，棉線可以有任意形狀。當(dāng)把a(bǔ)部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面張力的作用下，棉線將被繃緊。因液體表面有收縮到面積最小的趨勢(shì)，所以棉線被拉成凹的圓弧形狀。1．液體表面張力的形成(1)分子間距離特點(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，使液體表面形成一層繃緊的膜。2．表面張力及其作用(1)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。(2)表面張力的大小與邊界線長(zhǎng)度有關(guān)，還跟液體的種類(lèi)、溫度有關(guān)。(3)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。在體積相同的情況下，球形的表面積最小。特別提醒：表面張力使液面有收縮的趨勢(shì),故往往會(huì)誤認(rèn)為收縮后r<r0。實(shí)質(zhì)上液體表面張力是液體表面層分子間距離大于分子間平衡距離r0時(shí),表現(xiàn)出的分子間的吸引力?！纠?】如圖所示，金屬框架的A、B間系一個(gè)棉線圈，先使框架布滿(mǎn)肥皂膜，然后將P和Q兩部分的肥皂膜刺破，線的形狀將變成下列選項(xiàng)圖中的(

)√[解析]

由于液體表面張力的作用，液體表面有收縮到最小的趨勢(shì)，故C正確?！纠?】(2022·江蘇南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬預(yù)測(cè))用紙折一只小船靜放水面，在船尾P附近滴一滴洗潔精，小船會(huì)自動(dòng)加速前進(jìn)一小段距離，如圖甲?，F(xiàn)將兩紙片a和b對(duì)稱(chēng)靜放在水盆中的水面中心O兩側(cè)，如圖乙。則下列說(shuō)法正確的是(

)A．小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)榧尤胂礉嵕蟊砻鎻埩ψ兇罅薆．小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ龉．若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)立即向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)√[解析]

小船自動(dòng)加速前進(jìn)是因?yàn)榈我坏蜗礉嵕珪?huì)減小水的表面張力，與小船另一側(cè)的水的表面張力不一樣大，故小船會(huì)移動(dòng)，水的表面張力做功，故A錯(cuò)誤，B正確；若在O處滴入少量洗潔精，紙片a和b會(huì)向遠(yuǎn)離O點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤。[針對(duì)訓(xùn)練1]關(guān)于液體的表面張力，下列說(shuō)法正確的是(

)A．液體表面張力具有使其體積收縮到最小的趨勢(shì)B．液體表面層的分子分布比內(nèi)部密C．液體表面張力具有使其表面積收縮到最小的趨勢(shì)D．液體表面層分子之間只有引力而無(wú)斥力√解析：表面張力具有使液體表面收縮到最小的趨勢(shì)，不是使其體積收縮到最小的趨勢(shì)，A錯(cuò)誤，C正確；液體表面張力的存在，使表面層分子的分布比內(nèi)部要疏，B錯(cuò)誤；液體表面層分子之間既有引力也有斥力，只是由于分子間距離較大，表現(xiàn)為引力，D錯(cuò)誤。[針對(duì)訓(xùn)練2]

(多選)下列現(xiàn)象中，哪些是液體的表面張力造成的(

)A．兩滴水銀相接觸，立即會(huì)合并到一起B(yǎng)．熔化的蠟從燃燒的蠟燭上流下來(lái)，冷卻后呈球形C．用熔化的玻璃制成各種玻璃器皿D．木船漂浮在水面上解析：用熔化的玻璃制成各種器皿，跟各種模型有關(guān)，并非表面張力造成的，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)是浮力等于重力的結(jié)果，故A、B正確，D錯(cuò)誤?！獭烫骄慷?duì)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象及毛細(xì)現(xiàn)象的分析【問(wèn)題導(dǎo)引】1．把一塊玻璃分別浸入水和水銀里再取出來(lái)，可觀察到從水銀中取出的玻璃上沒(méi)有附著水銀，從水中取出的玻璃上會(huì)沾上一層水。為什么會(huì)出現(xiàn)上述不同的現(xiàn)象呢？2．在日常生活中，如果認(rèn)真觀察的話，你會(huì)發(fā)現(xiàn)水中游禽會(huì)不時(shí)地用嘴抹擦身上羽毛，你知道為什么嗎？提示：1.水銀不浸潤(rùn)玻璃，而水浸潤(rùn)玻璃。2．游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸潤(rùn)羽毛。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(rùn)的成因當(dāng)固體分子吸引力大于液體內(nèi)部分子吸引力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密，附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力。具有擴(kuò)展的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體浸潤(rùn)固體。3．不浸潤(rùn)的成因當(dāng)固體分子吸引力小于液體內(nèi)部分子吸引力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏，附著層中分子之間表現(xiàn)為引力。具有收縮的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體不浸潤(rùn)固體。4．毛細(xì)現(xiàn)象(1)兩種表現(xiàn)：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降。(2)產(chǎn)生原因毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤(rùn)現(xiàn)象都有關(guān)系。如圖所示，甲是浸潤(rùn)情況，此時(shí)管內(nèi)液面呈凹形，因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔?，液體會(huì)受到一向上的作用力，因而管內(nèi)液面要比管外高；乙是不浸潤(rùn)情況，管內(nèi)液面呈凸形，表面張力的作用使液體受到一向下的力，因而管內(nèi)液面比管外低。特別提醒：同一種固體，被有些液體浸潤(rùn)，不被有些液體浸潤(rùn)，同一種液體，對(duì)一些固體是浸潤(rùn)的，對(duì)另一些固體是不浸潤(rùn)的。例如：水能浸潤(rùn)玻璃，但不能浸潤(rùn)石蠟，水銀不能浸潤(rùn)玻璃，但能浸潤(rùn)鋅?！纠?】

(多選)同一種液體，滴在固體A的表面時(shí)，出現(xiàn)如圖甲所示的情況；當(dāng)把毛細(xì)管B插入這種液體時(shí)，液面又出現(xiàn)如圖乙所示的情況。若A固體和B毛細(xì)管都很干凈，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．A固體和B管可能是由同種材料制成的B．A固體和B管一定不是由同種材料制成的C．固體A的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子的引力比B管的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子的引力小些D．固體A的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子的引力比B管的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子的引力大些√√[解析]

由所給現(xiàn)象知，該液體對(duì)A不浸潤(rùn)，對(duì)毛細(xì)管B浸潤(rùn)，A錯(cuò)誤，B正確；液體對(duì)A不浸潤(rùn)，對(duì)毛細(xì)管B浸潤(rùn)，說(shuō)明固體A的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子引力比B管的分子對(duì)液體附著層內(nèi)的分子的引力小,C正確，D錯(cuò)誤?！纠?】某同學(xué)將一個(gè)表面潔凈、兩端開(kāi)口的細(xì)直玻璃管豎直插入不同液體中，他用放大鏡觀察，能看到的情景是(

)√[解析]

圖A中液體與玻璃管表現(xiàn)為不浸潤(rùn)，即附著層內(nèi)分子間作用力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢(shì)，液體表面張力會(huì)對(duì)管中的液體形成向下的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微低于管外的液面高度，故A錯(cuò)誤；圖B中的液體與玻璃管外部表現(xiàn)為不浸潤(rùn)，而在管內(nèi)部表現(xiàn)為浸潤(rùn)，這是相互矛盾的，故B錯(cuò)誤；圖C中液體與玻璃管表現(xiàn)為不浸潤(rùn)，即附著層內(nèi)分子間作用力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢(shì)，液體表面張力會(huì)對(duì)管中的液體形成向下的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微低于管外的液面高度，故C正確；圖D中的液體與玻璃管表現(xiàn)為浸潤(rùn)，即附著層內(nèi)分子間作用力表現(xiàn)為斥力，附著層有擴(kuò)展的趨勢(shì)，此時(shí)液體表面張力會(huì)對(duì)管中的液體形成一個(gè)向上的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微高于管外的液面高度，故D錯(cuò)誤。[針對(duì)訓(xùn)練3]下列對(duì)浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)正確的是(

)A．水是浸潤(rùn)液體，水銀是不浸潤(rùn)液體B．浸潤(rùn)現(xiàn)象中，附著層里分子比液體內(nèi)部稀疏C．不浸潤(rùn)現(xiàn)象中，附著層里的分子受到固體分子的吸引較液體內(nèi)部分子的吸引強(qiáng)D．不浸潤(rùn)現(xiàn)象中，附著層里分子間表現(xiàn)出吸引力；浸潤(rùn)現(xiàn)象中，附著層里分子間表現(xiàn)出排斥力√解析：一種液體是否浸潤(rùn)某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)均有關(guān)，不能肯定哪種液體是浸潤(rùn)液體或不浸潤(rùn)液體，A錯(cuò)誤；在浸潤(rùn)現(xiàn)象中，附著層內(nèi)分子受到固體分子吸引力較液體內(nèi)部分子吸引力大，分子分布比液體內(nèi)部更密，因而在附著層里液體分子表現(xiàn)出相互排斥的力，附著層有擴(kuò)展的趨勢(shì)，B、C錯(cuò)誤，D正確。探究三液晶1．液晶：像液體一樣具有流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性。這是介于液態(tài)和固態(tài)之間的一種中間態(tài)。2．出現(xiàn)液晶態(tài)的條件：液晶是一種特殊物質(zhì)，有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)，另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)。3．液晶的微觀結(jié)構(gòu)：不是所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)。通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)。4．應(yīng)用(1)液晶在目前最主要的應(yīng)用方面是在顯示器方面的應(yīng)用。這是利用了液晶的多種光學(xué)效應(yīng)。在某些液晶中摻入少量多色性染料，染料分子會(huì)與液晶分子結(jié)合而定向排列，從而表現(xiàn)出光學(xué)各向異性。(2