高中物理第四節(jié) 液體的表面張力授課課件ppt-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備
知識(shí)點(diǎn)一　表面張力1．實(shí)驗(yàn)：觀察肥皂膜的變化(1)現(xiàn)象．①鐵絲環(huán)上肥皂膜會(huì)把棉拉過(guò)去，成為_(kāi)___．②肥皂膜里的棉線圈，當(dāng)刺破棉線圈內(nèi)肥皂膜，棉線圈外的肥皂膜使棉線張緊，形成____．(2)結(jié)論：液體的表面就像繃緊的橡皮膜一樣，總是有____的趨勢(shì)．
2．表面張力(1)表面層．①定義：液體與氣體接觸的____存在一個(gè)薄層．②特點(diǎn)：表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏．
(2)表面張力．①定義：表面層中使液體表面收縮的相互作用的____，液體表面出現(xiàn)的這種____．②作用效果：由于表面張力的作用，液體表面總要收縮到盡可能__的面積．而體積相等的各種形狀的物體中，球形物體的表面積____．因此小水珠、小露珠等都呈現(xiàn)____．若露珠過(guò)大，重力影響不能忽略，則呈______．完全失重環(huán)境下，可形成標(biāo)準(zhǔn)的球形．提醒　表面張力是根據(jù)效果命名的力，是液體表面層內(nèi)大量分子力的宏觀表現(xiàn)．
知識(shí)點(diǎn)二　毛細(xì)現(xiàn)象1．浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)(1)浸潤(rùn)：液體與固體的接觸面有____的趨勢(shì)，液體會(huì)附著在固體上．(2)不浸潤(rùn)：液體與固體的接觸面有____的趨勢(shì)，液體不會(huì)附著在固體上．(3)產(chǎn)生原因：是液體內(nèi)分子與________對(duì)附著層的液體分子共同作用的結(jié)果．若固體分子的引力更強(qiáng)，表現(xiàn)為_(kāi)___；若液體內(nèi)分子的引力更強(qiáng)表現(xiàn)為_(kāi)_____．
2．毛細(xì)現(xiàn)象(1)定義：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中____，不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中____．(2)特點(diǎn)：水在玻璃管中會(huì)出現(xiàn)____彎月面；水銀在玻璃管中則會(huì)出現(xiàn)____彎月面．管的內(nèi)徑越小，前者水面越__，后者水銀面越__．提醒　同一種液體，對(duì)有些固體是浸潤(rùn)的，對(duì)有些固體是不浸潤(rùn)的，如：水銀不浸潤(rùn)玻璃，但能浸潤(rùn)鉛．
1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)注滿氫氣的彩色氣球飄向空中是因表面張力所致．(　　)(2)毛細(xì)現(xiàn)象只指浸潤(rùn)液體在細(xì)管里上升的現(xiàn)象．(　　)(3)在內(nèi)徑小的容器里，如果液體能浸潤(rùn)器壁，液面呈凸形．(　　)(4)如果固體分子對(duì)液體分子間的引力比較弱，就會(huì)形成不浸潤(rùn)現(xiàn)象．(　　)
2．以下關(guān)于各種現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是(　　)A．圖甲，硬幣漂浮在水面上不下沉，這是由于水的浮力作用B．圖乙，含有泥沙的渾水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)變清，這是分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果C．圖丙，右側(cè)玻璃管中的水銀面是凸形面，這是水銀不浸潤(rùn)玻璃的緣故D．圖丁，荷葉上的水珠呈球形，這是由于表面張力以及水浸潤(rùn)荷葉造成的結(jié)果
C　[硬幣可以停在水面上，是由于水的表面張力作用，故A錯(cuò)誤；含有泥沙的渾水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)變清是由于泥沙的平均密度大于水的密度，泥沙在重力的作用下向下沉，而上層水變清，故B錯(cuò)誤；水能浸潤(rùn)玻璃，故玻璃管中的水面是凹形面，而水銀不浸潤(rùn)玻璃，玻璃管中的水銀面是凸形面，故C正確；荷葉上的水珠呈球形是由于表面張力及水不浸潤(rùn)荷葉造成的結(jié)果，故D錯(cuò)誤．]
3．(多選)下列現(xiàn)象中與毛細(xì)現(xiàn)象有關(guān)的是(　　)A．磚塊吸水B．毛巾的一只角浸入水中，水會(huì)沿毛巾上升，使毛巾濕潤(rùn)C(jī)．洗凈的衣服在太陽(yáng)下被曬干D．鋼筆從墨水瓶里把墨水吸入筆中
AB　[磚塊、毛巾、棉花、木材、植物根和莖等物體內(nèi)部有許多細(xì)小的管道，可起到毛細(xì)管的作用，水會(huì)在這些細(xì)小的管道中上升，A、B正確；洗凈的衣服在太陽(yáng)下被曬干，這是蒸發(fā)現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；鋼筆是靠大氣壓強(qiáng)把墨水吸入筆中的，故D錯(cuò)誤．]
關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成
雞落水時(shí)會(huì)全身濕透，俗稱“落湯雞”，而鴨子在水中嬉戲，上岸后抖一抖身子，水便會(huì)被抖落，比雞可瀟灑多了，你知道這是為什么嗎？提示：這是由于鴨子經(jīng)常用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不浸潤(rùn)羽毛．
考點(diǎn)1　表面張力1．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(shuō)表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果．2．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分界線．如圖所示．
3．表面張力的大小除了跟分界線長(zhǎng)度有關(guān)外，還跟液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)．一般情況下，溫度越高，表面張力就越?。硗猓s質(zhì)也會(huì)明顯地改變液體的表面張力大?。热鐫崈舻乃泻艽蟮谋砻鎻埩?，而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小．4．表面張力的作用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?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最?。?br/>【典例1】　關(guān)于液體的表面張力，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．在液體的表面層里，分子比較稀疏，分子間只有引力沒(méi)有斥力B．在液體的表面層里，分子比較密集，分子間只有斥力沒(méi)有引力C．液體的表面層中斥力大于引力，使得液體的表面收縮到最小，所以露珠呈球形D．液體的表面層中引力大于斥力，使得液體的表面收縮到最小，所以露珠呈球形[思路點(diǎn)撥]　(1)液體表面層里分子比較稀疏，表現(xiàn)為引力．(2)表面張力使液面收縮到最?。?br/>D　[與氣體接觸的液體表面分子比較稀疏，間距大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面層的分子間同時(shí)存在相互作用的引力與斥力，A、B錯(cuò)誤；但由于分子間的距離大于分子的平衡距離r0，分子引力大于分子斥力，分子力表現(xiàn)為引力，即存在表面張力，表面張力使液體表面有收縮的趨勢(shì)，所以露珠呈球形，C錯(cuò)誤，D正確．]
液體表面層與液體內(nèi)部分子分布特點(diǎn)
[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．如圖甲所示是吹肥皂泡游戲的畫面，在圖乙玻璃杯內(nèi)注入肥皂水，再將鐵絲做成的圓環(huán)放進(jìn)玻璃杯中，沾滿肥皂水后取出，可以吹出在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的肥皂泡，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．肥皂泡的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)為布朗運(yùn)動(dòng)B．肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān)C．肥皂水與玻璃杯壁接觸位置的液體分子間作用力表現(xiàn)為引力D．肥皂泡表面液體分子間只存在引力，沒(méi)有斥力
B　[肥皂泡的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是肥皂泡受到重力、浮力及風(fēng)力作用的結(jié)果，而布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒受到分子撞擊的不平衡引起的，故A錯(cuò)誤；表面張力具有使液面收縮的趨勢(shì)，而體積相同時(shí)，球的表面積最小，所以肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān)，故B正確；肥皂水與玻璃杯壁表現(xiàn)為浸潤(rùn)，玻璃杯附著層內(nèi)的液體分子受到固體分子的吸引力大于液體內(nèi)部分子間作用力，所以附著層液體分子比較密集，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，故C錯(cuò)誤；肥皂泡表面液體分子間既有引力又有斥力，合力表現(xiàn)為引力，故D錯(cuò)誤．]
考點(diǎn)2　浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)1．液體能否浸潤(rùn)固體由內(nèi)聚力和附著力大小決定(1)內(nèi)聚力大于附著力．附著層的分子比液體內(nèi)部稀疏，附著層內(nèi)出現(xiàn)與液體表面張力相似的收縮力，此時(shí)跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢(shì)，形成不浸潤(rùn)．(2)內(nèi)聚力小于附著力．附著層中的分子比液體內(nèi)部更密，附著層中出現(xiàn)液體分子相互排斥的力，此時(shí)跟固體接觸的液面有擴(kuò)展的趨勢(shì)，形成浸潤(rùn)．
2．微觀解釋當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，附著層中的液體分子受固體分子的吸引比液體內(nèi)部分子弱，結(jié)果附著層中的液體分子比其內(nèi)部稀疏，這時(shí)在附著層中就出現(xiàn)跟表面張力相似的收縮力，使跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢(shì)，因而形成不浸潤(rùn)現(xiàn)象．相反，如果受到固體分子的吸引相對(duì)較強(qiáng)，附著層里的分子就比液體內(nèi)部更密，在附著層里就出現(xiàn)液體分子互相排斥的力，這時(shí)跟固體接觸的表面有擴(kuò)展的趨勢(shì)，從而形成浸潤(rùn)現(xiàn)象．總之，浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象是分子力作用的宏觀表現(xiàn)．
[思路點(diǎn)撥]　(1)有的液體對(duì)某些固體浸潤(rùn)，對(duì)某些固體不浸潤(rùn)．(2)浸潤(rùn)是液體在固體表面擴(kuò)張．
【典例2】　(多選)以下各種說(shuō)法中正確的是(　　)A．因?yàn)樗y滴在玻璃板上將成橢球狀，所以說(shuō)水銀是一種不浸潤(rùn)液體B．液體對(duì)固體是否發(fā)生浸潤(rùn)現(xiàn)象，是由液體和固體兩者的性質(zhì)共同決定的C．在人造衛(wèi)星中，由于一切物體都處于完全失重狀態(tài)，所以一個(gè)固定著的容器中裝有浸潤(rùn)其器壁的液體時(shí)，必須用蓋子蓋緊，否則容器中液體一定會(huì)沿器壁流散D．發(fā)生浸潤(rùn)現(xiàn)象還是不浸潤(rùn)現(xiàn)象，取決于固體分子和液體內(nèi)的分子哪個(gè)對(duì)附著層中液體分子的吸引力更大
BCD　[水銀不浸潤(rùn)玻璃，但可能浸潤(rùn)其他固體，所以A錯(cuò)誤，B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(rùn)器壁，液體和器壁的附著層就會(huì)擴(kuò)張，沿著器壁流散，故必須蓋緊，C正確．D正確說(shuō)明了發(fā)生浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象的微觀原理．]
分析浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)問(wèn)題的要點(diǎn)歸納(1)同一種固體，對(duì)有些液體浸潤(rùn)，對(duì)有些液體不浸潤(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．(2)液體浸潤(rùn)固體，附著層面積要擴(kuò)張；不浸潤(rùn)固體，附著層面積要收縮．(3)發(fā)生浸潤(rùn)還是不浸潤(rùn)是看固體分子和液體內(nèi)部分子對(duì)附著層分子的吸引力的強(qiáng)弱．
[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．(多選)如圖所示的現(xiàn)象中，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．圖甲為浸潤(rùn)現(xiàn)象，圖乙為不浸潤(rùn)現(xiàn)象B．圖甲中附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子稀疏C．圖甲和圖乙中表面層的液體分子都比液體內(nèi)部的分子稀疏D．圖甲中表面層分子比液體內(nèi)部稀疏，而圖乙中表面層分子比內(nèi)部密
AC　[由題圖可知，圖甲為浸潤(rùn)現(xiàn)象，圖乙為不浸潤(rùn)現(xiàn)象，選項(xiàng)A正確；圖甲中附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子密集，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖甲和圖乙中表面層的液體分子都比液體內(nèi)部的分子稀疏，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．]
考點(diǎn)3　毛細(xì)現(xiàn)象1．毛細(xì)現(xiàn)象浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里上升后，形成凹月面，不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管里下降后形成凸月面的現(xiàn)象．
2．毛細(xì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因液體浸潤(rùn)細(xì)管時(shí)，浸潤(rùn)液體的附著層沿細(xì)管壁有擴(kuò)張趨勢(shì)，故附著層液體順著管壁往上升，此時(shí)管內(nèi)液面彎曲，面積變大．而表面張力使彎曲的液面有收縮的趨勢(shì)，這使得彎曲液面A點(diǎn)處液體的壓強(qiáng)不再與大氣壓相等，而是小于大氣壓．由于管內(nèi)外液體是連通的，則管內(nèi)B點(diǎn)處的壓強(qiáng)等于大氣壓，A、B兩點(diǎn)處的壓強(qiáng)差使得管內(nèi)液體上升，如圖甲所示．若管的內(nèi)徑越細(xì)，則彎曲液面形成的壓強(qiáng)差越大，液體上升得越高，如圖乙所示．液體不浸潤(rùn)細(xì)管時(shí)，表現(xiàn)出的毛細(xì)現(xiàn)象則與液體浸潤(rùn)細(xì)管情況相反，如圖丙所示．
【典例3】　附著層里的液體分子比液體內(nèi)部稀疏的原因是(　　)A．附著層里液體分子間的斥力強(qiáng)B．附著層里液體分子間的引力強(qiáng)C．固體分子對(duì)附著層里的液體分子的吸引，比液體內(nèi)部分子的吸引弱D．固體分子對(duì)附著層里的液體分子的吸引，比液體內(nèi)部分子的吸引強(qiáng)
[思路點(diǎn)撥]　(1)附著層里的分子既受固體分子吸引又受液體內(nèi)部分子吸引．(2)附著層里的分子稀疏或稠密是上面二力的合力結(jié)果．
C　[附著層里的分子既受到固體分子的吸引，又受到液體內(nèi)部分子的吸引，如果受到的固體分子的吸引比較弱，附著層里的部分分子進(jìn)入液體內(nèi)部，從而使附著層的分子比液體內(nèi)部稀疏，所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]
[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．(多選)水對(duì)玻璃是浸潤(rùn)液體，而水銀對(duì)玻璃是不浸潤(rùn)液體．它們?cè)诿?xì)管中將發(fā)生上升或下降的現(xiàn)象．現(xiàn)把粗細(xì)不同的三根毛細(xì)管插入水和水銀中，如圖所示．其中正確的現(xiàn)象應(yīng)是(　　)
A　　　　　　　B C　　　　　　　D
AD　[浸潤(rùn)液體和不浸潤(rùn)液體具有不同的毛細(xì)現(xiàn)象．毛細(xì)管越細(xì)，內(nèi)、外液面的高度差越大．浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管內(nèi)上升，管越細(xì)，上升越高；不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管內(nèi)下降，管越細(xì)，下降越多，故A、D對(duì)，B、C錯(cuò)．]
學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)
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．若將肥皂膜的a部分用熱針刺破，棉線的形狀是圖中的哪一個(gè)(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
D　[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)部分液膜刺破后，在b部分液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)，而在同周長(zhǎng)的幾何圖形中，圓面積最大，所以棉線被拉成凹的圓弧形狀．正確選項(xiàng)為D．]
2．(多選)下列現(xiàn)象中，能說(shuō)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(kāi)D．懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
AB　[由于表面張力的作用，水的表面層分子間表現(xiàn)為引力，使表面形成了彈性膜，使水黽可以停在水面上；由于表面張力的作用，使水表面層有收縮到表面積最小的趨勢(shì)，因此葉面上的露珠呈球形，A、B均正確；滴入水中的紅墨水很快散開(kāi)和懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，均說(shuō)明水分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，與表面張力無(wú)關(guān)，C、D均錯(cuò)誤．]
3．(多選)如圖所示，液體浸潤(rùn)固體的是(　　)
A　　B　　 C　　　 D
BC　[由題圖可以看出：B、C中附著層有擴(kuò)張的趨勢(shì)，而A、D中附著層具有面積減小的趨勢(shì)，故B、C浸潤(rùn)固體．]
4．全紅嬋奪得2023年跳水世界杯蒙特利爾站女子10米臺(tái)決賽冠軍，她的跳水被驚嘆為“物理學(xué)的水花不存在了”．下列說(shuō)法正確的是(　　)A．運(yùn)動(dòng)員出水后泳衣上的水很快滑落，這是因?yàn)橹圃煊疽碌牟牧蠈?duì)水浸潤(rùn)B．運(yùn)動(dòng)員入水激起的水花中，很多呈現(xiàn)球形，這是水的表面張力的作用C．水池中的水溫保持在26 ℃左右，用以保證運(yùn)動(dòng)員入水后的舒適度，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員和水池中的水處于熱平衡狀態(tài)D．運(yùn)動(dòng)員入水后，身體周圍會(huì)出現(xiàn)一些小氣泡，這些小氣泡在做無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)
B　[運(yùn)動(dòng)員出水后泳衣上的水很快滑落，這是因?yàn)橛疽掠昧藢?duì)水不浸潤(rùn)的材料制成，故A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員入水激起的水花接近球形，這是表面張力的作用，故B正確；水池中的水溫約26 ℃，用以保證運(yùn)動(dòng)員入水后的舒適度，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的體溫和水池的水溫并不相同，故C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員入水后，身體周圍會(huì)有一些小氣泡做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，這些小氣泡的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．]
回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問(wèn)題：1．什么是表面張力？其產(chǎn)生原因和作用分別是什么？提示：表面層中使液體表面收縮的相互作用的拉力，液體表面出現(xiàn)的這種張力稱為表面張力．表面張力是因?yàn)楸砻鎸臃肿娱g的分子力表現(xiàn)為引力．使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最?。?

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