學(xué)年高二物理粵教版選修3-3同步課件：第2章第5節(jié)液體的表面張力.ppt

第五節(jié) 液體的表面張力 固體、液體和氣體 1通過實驗，觀察液體表面張力的現(xiàn)象 2解釋表面張力產(chǎn)生的原因 3交流討論日常生活中表面張力現(xiàn)象的實例 水是我們最常見的液體， 你一定見過停留在樹葉上晶瑩 透亮的雨滴，茶葉上圓溜溜的 水珠吧！自然界中的水、流動 的水銀、熾熱的鐵水等等都是物質(zhì)存在的液態(tài)形式在觀察 這些液態(tài)景觀時，我們會注意到：荷葉上的小水滴和草上的 露珠會呈球形，一小滴水銀能形成橢圓球狀在玻璃板上滾 動，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生又是什么原因呢？這些現(xiàn)象都是與液體 的性質(zhì)有關(guān)的，學(xué)了這一節(jié)的內(nèi)容，我們就可以解釋這些現(xiàn) 象了 1液體表面有一種_的趨勢，正是這種趨勢使 露珠、乳滴等變?yōu)開 2液體表面有_的趨勢，好像緊張的彈性薄膜 ，液體表面一定存在著張力，稱為表面_ 3表面張力的微觀解釋： (1)液體與氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做 _，它的分子分布比液體內(nèi)部_ 收縮 球形 收縮 張力 表面層 稀疏 (2)_各部分間的相互吸引力，叫做_ (3)表面張力的作用使液體表面具有_，液體 就像被一層繃緊的彈性薄膜覆蓋著一樣 液體表面 表面張力 收縮的趨勢 對液體表面張力的認(rèn)識 液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做表面層 想象在液體表面上畫一直線MN，直線兩旁的液膜一定 存在著相互作用的拉力F1和F2，液體表面出現(xiàn)的這種張力， 稱為表面張力. 它的方向垂直于所畫的直線 液體的表面張力作用效果使液面具有收縮的趨勢 由于液面分子間這種相互吸引，才使得液面存在這樣 的引力，使液面收縮 關(guān)于表面張力的方向，正確的是( ) A垂直液面指向液體外面 B垂直液面指向液體內(nèi)部 C跟液面相切，垂直于液面的邊界線 D跟液面相切，平行于液面的邊界線 解析：如圖所示，我們可以假想一個分界線OO，將 液體表面分割成A、B兩部分，由于表面分子之間的引力作 用，A部分對B部分具有引力作用，使得OO向A部分收縮 ，同樣，B部分對A部分具有引力作用，使得OO向B部分 收縮，所以表面張力的方向跟液面相切，垂直于液面的邊界 線，C正確 答案：C 課堂訓(xùn)練 1下列現(xiàn)象中，不是由表面張力引起的現(xiàn)象是( ) A木塊浮在水面上 B水中的氣泡呈球形 C荷葉上的小水球呈球形 D洗頭發(fā)時，當(dāng)頭發(fā)浸泡在水中時呈散開狀，露出水 面后頭發(fā)聚攏到一起 解析：木塊浮在水面上是因為浮力的原因，選項A錯誤 ；氣泡呈球形、露珠呈球形都是因液面具有收縮的趨勢，是 液體表面張力的現(xiàn)象；濕頭發(fā)粘在一起時，水的表面積才能 大大減小，也是體表面張力的表現(xiàn). 答案：A 液體表面張力的微觀解釋 液體表面是一個厚度為分子有效作用距離(109 m)的薄 層，而分子力的作用范圍是一個半液體表面層，表面層里的 分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分 子的勢能也比液體內(nèi)部的大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力 就象要把彈簧拉開些，彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢正 是因為這種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面 上行走 見右圖，分子A在液體 內(nèi)部，分子作用球內(nèi)分子分 布是對稱的，球內(nèi)所有分子 對分子A的斥力和引力的合 力為零 分子B在液體表面層內(nèi)，分子作用球一部分在液體外 分子B受到的斥力仍然是球?qū)ΨQ的，引力不再是球?qū)ΨQ分 子B受到的引力的合力垂直液面指向液體內(nèi)，分子從液體內(nèi) 移到表面層，要克服引力做功，分子勢能增大，所以表面層 比液體內(nèi)具有較大的勢能因為勢能總是有減小的傾向，因 此液體表面就有收縮的趨勢 液體表面張力產(chǎn)生的原因是( ) A在液體的表面層，分子間距大，分子之間斥力消失 ，只有引力 B由于氣體分子對表面層液體分子的吸引 C在液體的表面層里，由于分子間距比液體內(nèi)部大， 分子間引力占優(yōu)勢 D由于受到指向液外的斥力的作用 解析：分子之間斥力引力都存在，斥力并沒有消失，A 錯；由于液體表面層里分子的分布密度比液體內(nèi)部的小，分 子間的距離比液體內(nèi)部大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力， 因此C正確，B、D錯 答案：C 課堂訓(xùn)練 2關(guān)于液體的表面張力的下列說法中正確的是( ) A由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均 距離小于r0 B由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均 距離大于r0 C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 解析：由分子運動論可知：在液體與空氣接觸面附近的 液體分子，液面上方的空氣分子對它們的作用極其微弱，所 以它們基本上只受到液體內(nèi)部分子的作用，因而在液面處便 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 答案：D 1如下圖所示，布滿了肥皂膜的金屬框架上有一段質(zhì)量 不計的棉紗，現(xiàn)將金屬框架下部分的肥皂膜刺破，則棉紗將 為下圖中的( ) 解析：由于液體表面張力的作用使液體表面象張緊的橡 皮膜，D圖正確 答案：D 2. （2012江蘇卷）（雙選）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)則運動 解析：A、B說明液體存在表面張力，C是擴散現(xiàn)象，D是 布朗運動說明分子做熱運動. 答案：AB 3下列有關(guān)表面張力的說法中，錯誤的( ) A表面張力的作用是使液體表面伸張 B表面張力的作用是使液體表面收縮 C有些小昆蟲能在水面自由行走，這是由于有表面張 力的緣故 D用滴管滴液滴，滴的液滴總是球形，這是由于表面 張力的緣故 解析：液體的表面張力使液面有收縮的趨勢，表面張力 的方向跟液面相切表面張力的作用效果是使液體表面收縮 ，由于表面張力，被壓彎的液面收縮，使小昆蟲浮在液面上 ；由于表面張力使液滴收縮成球形 答案：A 4關(guān)于液體表面的收縮趨勢，正確的說法是( ) A因為液體表面分子分布比內(nèi)部密，所以有收縮趨勢 B液體表面分子分布和內(nèi)部相同，所以有收縮趨勢 C因為液體表面分子分布比內(nèi)部稀，所以有收縮趨勢 D液體表面分子受到與其接觸的氣體分子的斥力作用 ，使液體表面有收縮趨勢 解析：因為液體分子實際分布是內(nèi)密外疏，故選項C正 確，A、B錯誤；在液體表面層內(nèi)，它們之間的距離rr0， 分子間作用力表現(xiàn)為引力，因此液體表面有收縮的趨勢， D 錯誤 答案：C 5關(guān)于液體的表面張力的下列說法中正確的是( ) A由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均 距離小于r0 B由于液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間的平均 距離大于r0 C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 解析：因為液體表面層內(nèi)分子間距離大于r0，分子間表 現(xiàn)為相互引力，即表面張力，故A、B、C均錯，因表面張力 是引力，故表面張力使液體具有收縮的趨勢，D正確 答案：D 6在天平的左盤掛一根鐵絲，右盤放一砝碼，且鐵絲 浸于液體中，此時天平平衡，如下圖所示，現(xiàn)將左端液體下 移使鐵絲剛剛露出液面，則( ) A天平仍然平衡 B由于鐵絲離開水面沾上液體，重量增加而使天平平 衡破壞，左端下降 C由于鐵絲剛離開液面，和液面間生成一液膜，此液 體膜的表面張力使天平左端下降 D以上說法都不對 解析：鐵絲在剛離開液面時，和液面之間形成一薄膜， 膜中分子密度小，分子稀疏，分子力表現(xiàn)為引力，對鐵絲產(chǎn) 生一個斜向下的拉力作用，使天平左端下降 答案：C 7如圖所示，由于硬幣經(jīng)常和手接觸，所以針和硬幣 表面有一層油脂，把它輕輕地向水面上平放，硬幣就可以漂 浮在水面上，為什么？ 答案：硬幣漂浮時液面形狀如圖所示，硬幣邊緣的液 面斜向上，把斜向上的液體表面張力分解，硬幣水平面上所 受的合力為零，故周界上水的表面張力的合力是豎直向上的 ，正是這一豎直向上的合力與硬幣重力平衡，使水“托”住了 硬幣 8網(wǎng)孔較小的篩子里盛有少量的水時，水不會從網(wǎng)孔 中流出試解釋這一現(xiàn)象 答案：網(wǎng)孔較小的篩子 里盛有少量水時，在每個網(wǎng) 孔下面都有微微凸出的水滴( 如圖1所示)如果將凸出網(wǎng) 孔的水滴從靠近根部的地方 分隔為上下兩部分，那么在 它們的分界線處，下部水滴表面要受到上部水滴根部表面的 表面張力f的作用(如圖2所示)由于表面張力f的豎直分力可 與下部水滴的重量保持平衡，所以水才不會從篩子的網(wǎng)孔中 流出 9在矩形鐵絲框架上有一可以自由滑動的細(xì)鐵絲ab， 如下圖，鐵絲長L20 cm，框上布著液膜使液膜表面積增 加S1 cm2，需要做多少功？(液體表面