高中物理 第二章 固体、液体和气体 第五讲 液体的表面张力教案 粤教版选修3-3-粤教版高二选修3-3物理教案VIP免费

第五讲液体的表面张力[目标定位]1.通过实验，观察液体的表面张力现象.2.解释表面张力产生的原因.3.交流讨论日常生活中表面张力现象的实例.1.表面层(1)液体的表面是一个厚度为分子有效作用距离(10－9m)的薄层.(2)液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大.(3)液体表面层的分子受到的全部分子引力的合力垂直液面指向液内，因此液体表面就有收缩的趋势.2.表面张力(1)定义：液体表面各部分间相互作用的拉力.(2)作用效果：由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面积.而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小.因此小水珠、小露珠等都呈现球形.若露珠过大，重力影响不能忽略则呈椭球形.完全失重环境下，可形成标准的球形.一、表面张力及液体的表面现象1.表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小.而在体积相同的条件下，球形的表面积最小.例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形).2.表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关.例1如图1所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分.若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个()图1答案D解析肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状.当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧.因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹的圆弧形状.正确选项为D.二、表面张力的微观解释1.分子力特点：分子作用球是半径等于分子有效作用距离的球，液体内部的分子A受到的所有球内分子对它的作用力为零，表面层分子B受到的斥力可认为是球对称的，但缺少了表面层外分子的引力，因此分子B受到的引力的合力垂直液面指向液内，如图2所示.图22.表面特性：因把液体内部的分子移到表面层上时，分子力做负功，分子势能增加，所以分子在表面层时比在液体内具有较大的势能，表面层越大，分子数越多，表面层的势能就越大，液体表面减小时，表面层的势能就要减少，又势能总有减少的倾向，因此，液体表面具有收缩的趋势.3.表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图3所示.图3例2下列叙述中正确的是()A.液体表面张力随温度升高而增大B.液体尽可能在收缩它们的表面积C.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能D.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些答案BC解析这是有关液体表面层分子相互作用的问题，液体的表面层由于和气体接触，与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏.这样分子间就表现为引力了，宏观上即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势.随温度的升高，表面层分子距离更要增大，引力作用随之减小，所以表面张力要减小.而在液体内，分子间的引力基本等于斥力，即r＝r0，分子势能最小，在表面层r＞r0，所以分子势能比液体内部的分子势能大.借题发挥表面层液体分子间距离大于r0，升温时，表面层分子距离增大，要克服分子引力做功，故液体分子势能增大，而由分子间作用的特点可知表面张力将随分子间距的增大而减小.液体表面现象1.下列关于液体表面张力的说法中不正确的是()A.表面张力的作用是使液体表面伸张B.表面张力的作用是使液体表面绷紧C.有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于水的表面张力的缘故D.用滴管滴液滴，滴的液滴总是近似球形，这是由于表面张力的缘故答案A解析表面张力的作用效果是使液体表面绷紧，由于表面张力，使小昆虫站在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形.故B、C、D说法正确，答案选A.表面张力的微观解释2.下列关于液体表面张力的说法中，正确的是()A.液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些B.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，从而表现为引力，因而产生表面张力C.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因D.表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势答案BD(时间：60分钟)题组一液体的表面张力1.下列现象中，由于液体的表面张力而引...