學(xué)高二物理粵教選修同步液體的表面張力學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1學(xué)高二物理學(xué)高二物理(wl)粵教選修同步粵教選修同步 液體的表液體的表面張力面張力第一頁，共38頁。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(y d)，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)(wzh)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第1頁/共38頁第二頁，共38頁。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(nirng)，我們就可以解釋這些現(xiàn)象了第2頁/共38頁第三頁，共38頁。1液體表面有一種_的趨勢，正是

2、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(y )薄層，叫做_，它的分子分布比液體內(nèi)部_收縮(shu su)球形收縮(shu su)張力表面層 稀疏第3頁/共38頁第四頁，共38頁。(2)_各部分間的相互吸引力，叫做_(3)表面張力(biominzhngl)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(biomin) 表面(biomin)張力收縮(shu su)的趨勢第4頁/共38頁第五頁，共38頁。對液體(yt)表面張力的認(rèn)識液體跟氣體接觸的表面存在

3、一個薄層，叫做表面層想象在液體表面上畫一直線(zhxin)MN，直線(zhxin)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(zhxin)第5頁/共38頁第六頁，共38頁。液體(yt)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，使液面收縮第6頁/共38頁第七頁，共38頁。 關(guān)于表面張力的方向，正確的是()A垂直(chuzh)液面指向液體外面B垂直(chuzh)液面指向液體內(nèi)部C跟液面相切，垂直(chuzh)于液面的邊界線D跟液面相切，平行于液面的邊界線第7頁/共38頁第八頁，共3

4、8頁。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(b fen)，由于表面分子之間的引力作用，A部分(b fen)對B部分(b fen)具有引力作用，使得OO向A部分(b fen)收縮，同樣，B部分(b fen)對A部分(b fen)具有引力作用，使得OO向B部分(b fen)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(d n)：C第8頁/共38頁第九頁，共38頁。課堂訓(xùn)練1下列現(xiàn)象中，不是由表面張力(biominzhngl)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

5、面后頭發(fā)聚攏到一起第9頁/共38頁第十頁，共38頁。解析：木塊浮在水面上是因?yàn)楦×Φ脑?，選項(xiàng)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)(tu fa)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第10頁/共38頁第十一頁，共38頁。液體表面張力(biominzhngl)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(ynl)就象要把彈簧拉開些，彈簧反而表現(xiàn)具

6、有收縮的趨勢正是因?yàn)檫@種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走第11頁/共38頁第十二頁，共38頁。見右圖，分子A在液體內(nèi)部，分子作用球內(nèi)分子分布(fnb)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第12頁/共38頁第十三頁，共38頁。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(zugng)，分子勢能增大，所以表面層比液體內(nèi)具有較大的勢能因?yàn)閯菽芸偸怯袦p小的傾向，因此液體表面就有收縮的趨勢第13頁/共38頁第十四頁，共38頁。 液體表面張力產(chǎn)生

7、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(yuy)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(yuy)分子間距比液體內(nèi)部大，分子間引力占優(yōu)勢D由于(yuy)受到指向液外的斥力的作用第14頁/共38頁第十五頁，共38頁。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)(bioxin)為引力，因此C正確，B、D錯答案：C第15頁/共38頁第十六頁，共38頁。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(yuy)液體的表面張力使表面層內(nèi)液體分子間

8、的平均距離小于r0 B由于(yuy)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第16頁/共38頁第十七頁，共38頁。解析：由分子運(yùn)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(shu su)的趨勢答案：D第17頁/共38頁第十八頁，共38頁。1如下圖所示，布滿了肥皂

9、膜的金屬框架上有一段質(zhì)量不計的棉紗(minsh)，現(xiàn)將金屬框架下部分的肥皂膜刺破，則棉紗(minsh)將為下圖中的()第18頁/共38頁第十九頁，共38頁。解析：由于液體表面張力的作用使液體表面象張緊的橡皮(xingp)膜，D圖正確答案：D第19頁/共38頁第二十頁，共38頁。2. （2012江蘇卷）（雙選）下列現(xiàn)象中，能說明(shumng)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(yùn)動第20頁/共38頁第二十一頁，共38頁。解析：A、B說明液體存在表面張力(biominzhngl)，C是擴(kuò)散現(xiàn)象，D是布朗運(yùn)動說

10、明分子做熱運(yùn)動.答案(d n)：AB第21頁/共38頁第二十二頁，共38頁。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(knchng)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第22頁/共38頁第二十三頁，共38頁。解析：液體的表面張力使液面有收縮(shu su)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(shu su)，由于表面張力，被壓彎的液面收縮(shu su)，使小昆蟲浮在液面上；由于表面張力使液滴收縮(shu su)成球形答案：A第2

11、3頁/共38頁第二十四頁，共38頁。4關(guān)于液體表面的收縮趨勢，正確的說法是()A因?yàn)橐后w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?yàn)橐后w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(chl)作用，使液體表面有收縮趨勢第24頁/共38頁第二十五頁，共38頁。解析：因?yàn)橐后w分子實(shí)際分布是內(nèi)密外疏，故選項(xiàng)C正確，A、B錯誤；在液體表面層內(nèi)，它們之間的距離(jl)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 第25頁/共38頁第二十六頁，共38頁。5關(guān)于(guny)液體的表面張力的下列說法中正確的

12、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第26頁/共38頁第二十七頁，共38頁。解析：因?yàn)橐后w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(jyu)收縮的趨勢，D正確答案：D第27頁/共38頁第二十八頁，共38頁。6在天平的左盤掛一根鐵絲，右盤放一砝碼(f m)，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()

13、第28頁/共38頁第二十九頁，共38頁。A天平仍然平衡B由于鐵絲離開(l ki)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(l ki)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以上說法都不對第29頁/共38頁第三十頁，共38頁。解析：鐵絲在剛離開(l ki)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第30頁/共38頁第三十一頁，共38頁。7如圖所示，由于硬幣經(jīng)常和手接觸，所以(suy)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？第31

14、頁/共38頁第三十二頁，共38頁。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(min shn)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”住了硬幣第32頁/共38頁第三十三頁，共38頁。8網(wǎng)孔較小的篩子(shi zi)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(wiwi)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，那么在第33頁/共38頁第三十四頁，共38頁。它們的分界線處，下部水滴表面(biomin)要受到上部水滴根部表面(biomin)的表面(biomin)張力f的作用(如圖2所示)由于表面(biomin)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)孔中流出第34頁/共38頁第三十五頁，共38頁。9在矩形鐵絲(ti s)框架上有一可以自由滑動的細(xì)鐵絲(ti s)ab，如下圖，鐵絲(ti s)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？(液體表面在單位長度上的表面張力7