新教材同步系列2024春高中物理第二章氣體液體和固體第四節(jié)液體的表面張力課件粵教版選擇性必修第三冊

第二章氣體、液體和固體第四節(jié)液體的表面張力第四節(jié)液體的表面張力學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法與考法1．知道液體的微觀結(jié)構(gòu)2．掌握液體的表面張力現(xiàn)象和原因(重點)3．理解浸潤和不浸潤的概念，會分析其產(chǎn)生的原因(難點)4．學(xué)會用分子力解釋毛細現(xiàn)象(重點)學(xué)法：①通過實驗，觀察液體的表面張力現(xiàn)象，解釋表面張力產(chǎn)生的原因，交流討論生活中表面張力現(xiàn)象的實例．②通過實驗，觀察浸潤和不浸潤現(xiàn)象，探究浸潤和不浸潤現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，交流討論生活中浸潤和不浸潤現(xiàn)象的實例考法：①考查對液體的微觀結(jié)構(gòu)和表面張力的理解．②考查對浸潤和不浸潤、毛細現(xiàn)象的理解和在實際中的應(yīng)用知識導(dǎo)圖課前·

自主預(yù)習(xí)1．微觀結(jié)構(gòu)液體分子之間的距離很小，分子間作用力比固體分子間作用力______．2．宏觀性質(zhì)有一定的體積，不易________，具有______性，比固體擴散________．物理小壓縮流動速度快3．分子力的特點在液體內(nèi)部，分子間的距離在________左右，而在表面層，分子比較________，分子間的距離大于______，因此分子間的作用表現(xiàn)為__________．4．液體的表面張力(1)定義：液體表面各部分之間相互______的力．(2)作用效果：使液體表面具有________的趨勢．(3)表面層：液體跟氣體接觸的表面存在的一個______.r0稀疏r0相互吸引吸引收縮薄層木塊浮在水面上是液體表面張力的原因嗎？【答案】不是，是浮力．微思考(多選)關(guān)于液體表面具有收縮趨勢的原因，下列說法不正確的是 (

)A．液體可以流動B．液體表面層分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離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．液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離【答案】ABC【解析】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，所以表面層分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，這種引力使液體表面層的相鄰部分之間有相互吸引的力(即表面張力)，表面張力使液體表面具有收縮的趨勢，故D正確，A、B、C錯誤．1．浸潤和不浸潤(1)一種液體會____________某種固體并________在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作________；一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作________．(2)附著層：當(dāng)液體與________接觸時，接觸的位置形成一個液體薄層，叫作附著層．(3)浸潤和不浸潤是________作用的表現(xiàn)．毛細現(xiàn)象潤濕附著浸潤不浸潤固體分子力2．毛細現(xiàn)象(1)毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管中________的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中________的現(xiàn)象，稱為毛細現(xiàn)象．(2)毛細管內(nèi)外液面的高度差與毛細管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細管的內(nèi)徑越小，高度差________．上升下降越大一種液體可能浸潤任何固體嗎？【答案】同一種液體對不同的固體，有的浸潤，有的不浸潤，一種液體是否浸潤某種固體取決于這兩種物質(zhì)的性質(zhì)．微思考(多選)關(guān)于浸潤與不浸潤現(xiàn)象，下面的幾種說法中不正確的是 (

)A．水是浸潤液體B．水銀是不浸潤液體C．同一種液體對于不同的固體，有的是浸潤的，有的是不浸潤的D．只有浸潤液體在細管中才會產(chǎn)生毛細現(xiàn)象【答案】ABD【解析】浸潤和不浸潤，是指一種液體對某一種固體來說的，孤立地說某種液體浸潤或不浸潤都沒有意義．同一種液體對不同的固體，可能浸潤，也可能不浸潤，例如水對玻璃浸潤，而對荷葉就不浸潤；浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降，都屬于毛細現(xiàn)象，C正確．課堂·

重難探究1．液體分子分布特點由于蒸發(fā)現(xiàn)象，表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大．2．分子力特點液體內(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．液體的微觀結(jié)構(gòu)和表面張力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，使液體表面好像一層繃緊的膜．所以說表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果．4．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線．如圖所示．5．表面張力的作用表面張力使液體表面具有收縮趨勢，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?。纾党龅姆试砼莩是蛐?，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，在失重條件下才呈球形．例1如圖甲為王亞平“天宮課堂”授課的場景，水滴呈現(xiàn)球形，這是由于水的表面張力作用的結(jié)果，分子間作用力F與分子間距離r的關(guān)系如乙所示．水滴表面層中水分子之間的距離______(填“大于”“小于”或“等于”)r0.若空間中兩個水分子間距從無限遠逐漸變小，直到小于r0，則分子勢能變化的趨勢是____________．【答案】大于先減小再增大【解析】在水滴表面層中，水分子之間的相互作用力表現(xiàn)為引力，所以距離大于r0；若空間中兩個水分子間距從無限遠逐漸變小，直到等于r0的過程中，分子力做正功，分子勢能減?。划?dāng)分子間距等于r0后再繼續(xù)減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，故分子勢能變化的趨勢是先減小再增大．變式1

(多選)下列現(xiàn)象中，關(guān)于液體的表面張力說法正確的是

(

)A．小昆蟲能在水面上自由來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個球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果【答案】ACD【解析】仔細觀察可以發(fā)現(xiàn)，小昆蟲在水面上站定或行進過程中，其腳部位置比周圍水面稍下陷，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，因此，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情況一樣，故A、C正確；小木塊浮于水面上時，木塊的下部實際上已經(jīng)陷入水中(排開一部分水)受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非表面張力在起作用，故B錯誤；噴泉噴到空中的水分散時，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)，故D正確．表面張力的特點1．表面張力是液體分子間的作用力的宏觀表現(xiàn)．2．表面張力的方向與液面相切，垂直于分界線．3．表面張力的大小由分界線的長度、液體的種類、純凈度和溫度等因素來決定．4．表面張力的作用是使液體表面積有收縮到最小的趨勢．例2

(2023年蘇州檢測)噴霧型防水劑是現(xiàn)在市場上廣泛銷售的特殊防水劑．其原理是噴劑在玻璃上形成一層薄薄的保護膜，形成類似于荷葉外表的效果．水滴以橢球形分布在表面，故無法停留在玻璃上．從而在遇到雨水的時候，雨水會自然流走，保持視野清晰，如圖所示．下列說法正確的是 (

)浸潤和不浸潤、毛細現(xiàn)象A．水滴呈橢球形的原因是液體表面張力作用的結(jié)果，與重力無關(guān)B．照片中的玻璃和水滴發(fā)生了浸潤現(xiàn)象C．水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分子間距大D．照片中水滴表面分子比水滴的內(nèi)部密集【答案】C【解析】液體表面張力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈橢球形，A錯誤；照片中的玻璃和水滴不浸潤，B錯誤；水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分子間距大，C正確；照片中水滴表面的分子比水滴內(nèi)部的稀疏，D錯誤．變式2人們采用表面經(jīng)過特殊涂層處理的織物來制成防水布料，下列說法正確的是 (

)A．水滴因表面張力具有收縮趨勢B．水滴和防水布料發(fā)生了浸潤現(xiàn)象C．水滴與防水布料接觸層內(nèi)水分子只存在斥力D．水滴是否浸潤防水布料僅由防水布料性質(zhì)決定【答案】A【解析】水滴因表面張力具有收縮趨勢，A正確；水滴和防水布料不發(fā)生浸潤現(xiàn)象，B錯誤；水滴與防水布料不發(fā)生浸潤，接觸層內(nèi)水分子之間的作用表現(xiàn)為斥力，但同時存在分子間的引力，C錯誤；浸潤與不浸潤現(xiàn)象的本質(zhì)是分子力的作用，不浸潤現(xiàn)象的產(chǎn)生與液體和固體的性質(zhì)都有關(guān)，D錯誤．浸潤現(xiàn)象的分析要點1．一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系，例如：水銀不浸潤玻璃，但浸潤鉛；水浸潤玻璃，但不浸潤石蠟．2．浸潤和不浸潤可以用附著層的液體分子的分布來解釋，浸潤的本質(zhì)是擴展，不浸潤的本質(zhì)是收縮．小練·

隨堂鞏固1．(多選)下列現(xiàn)象中，由液體的表面張力造成的是 (

)A．兩滴水銀相接觸，立即會合并到一起B(yǎng)．熔化的蠟從燃燒的蠟燭上流下來，冷卻后呈球形C．用熔化的玻璃制成各種玻璃器皿D．水珠在荷葉上呈球形【答案】ABD【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，故本題選A、B、D．2．(多選)關(guān)于液體表面的張力，下列說法正確的是 (

)A．產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間的平均距離小于r0B．產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間的平均距離大于r0C．產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間只有引力沒有斥力D．表面張力使液體的表面有收縮的趨勢【答案】BD【解析】在液體與氣體接觸的表面處形成一個特殊的薄層，稱為表面層，在液體表面層內(nèi)，分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，它們之間的距離r>r0，分子間作用力表現(xiàn)為引力，因此液體表面有收縮的趨勢．故B、D項正確．3．(2023年池州檢測)將一潔凈的細玻璃管插入某種液體中，下列示意圖可能正確的是 (

)【答案】A【解析】浸潤液體在細管中上升，由于表面張力的作用，管內(nèi)液面是凹著的，管外的液面與細管接觸處的液面也是向上彎曲的，若液體不浸潤細玻璃管，在細玻璃管中的液面下降，并形成向上凸的形狀，故選A．4．下列對浸潤與不浸潤現(xiàn)象的認(rèn)識，正確的是 (

)A．水是浸潤液體，水銀是不浸潤液體B．浸潤現(xiàn)象中，附著層里分子比液體內(nèi)部稀疏C．不浸潤現(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D．不浸潤現(xiàn)象中，附著層里分子間表現(xiàn)出吸引力；浸潤現(xiàn)象中，附著層里分子間表現(xiàn)出排斥力【答案】D【解析】一種液體是否浸潤某種固體，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液體或不浸潤液體，A錯誤；在浸潤現(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，附著層有擴展的趨勢，故B、C錯誤，D正確．5．(多選)下列現(xiàn)象中與毛細現(xiàn)象有關(guān)的是 (

)A．磚塊吸水B．洗凈的衣服在太陽下被曬干C．毛巾的一只角浸入水中，水會沿毛巾上升，毛巾濕潤D．自來水筆從墨水瓶里把墨水吸進筆中【答案】AC【解析】磚塊吸水是因為磚塊內(nèi)部有很多細小的通道，屬于毛細現(xiàn)象，A正確；洗凈的衣服在太陽下被曬干，是汽化現(xiàn)象，不是毛細現(xiàn)象，B錯誤；毛巾內(nèi)有很多細小的縫隙，將毛巾的一只角浸入水中，水會沿毛巾上升使毛巾浸潤，是毛細現(xiàn)象，C正確；自來水筆從墨水瓶里把墨水吸進筆中，是大氣壓的作用，不是毛細現(xiàn)象，D錯誤．6．(多選)下列說法正確的是 (

)A．把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是由于針受到了浮力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，這是因為水在油脂上不浸潤C．