新教材人教版高中物理選擇性必修第三冊 2.5液體 教學課件

1、第二章 氣體、固體和液體2.5 液體1理解液體表面張力的概念。了解表面張力產(chǎn)生的原因。能夠解釋日常生活中表面張力現(xiàn)象。2了解浸潤和不浸潤的原因和應用。3了解毛細現(xiàn)象的原因和應用。4了解液晶性質(zhì)及應用。學習目標 在杯子中盛滿清水。將曲別針一枚一枚依次放入杯中，比一比看誰放入的曲別針數(shù)量最多，而杯中的水不會溢出。你能解釋這一現(xiàn)象嗎？新課導入01液體的表面張力02浸潤和不浸潤03毛細現(xiàn)象04典型例題液晶新課講解01液體的表面張力氣體、固體和液體 我們發(fā)現(xiàn); 一些昆蟲可以停在水面上;葉面上的露珠呈球形這些現(xiàn)象表明，液體表面可能具有與內(nèi)部不同的性質(zhì)。 1、把一條細棉線的兩端系在鐵環(huán)上，要使棉線處于略為松

2、馳的狀態(tài)。然后將鐵絲環(huán)浸入肥皂液里、再拿出來時環(huán)上就留下了一層肥皂液的薄膜。這時薄膜上的棉線仍是松弛的。用燒熱的針刺破棉線某一側(cè)的薄膜，觀察薄膜和棉線發(fā)生的變化?，F(xiàn)象：細棉線被拉直了。結(jié)論：液體表面有收縮的趨勢。實 驗 2、把一個棉線圖系在鐵絲環(huán)上，使環(huán)上布滿肥皂液的薄膜，這時膜上的棉線圈仍是松弛的。用燒熱的針刺破棉圖里的薄膜，觀察棉線圈外的薄膜和棉線圈發(fā)生的變化。結(jié)論：液體表面有收縮的趨勢?，F(xiàn)象：棉線圈被拉緊了實 驗實驗:現(xiàn)象:刺破棉線左側(cè)的薄膜，右側(cè)的薄膜就會收縮，使棉線向右彎成弧形；刺破棉線右側(cè)的薄膜，左側(cè)的薄膜就會收縮，使棉線向左彎成弧形現(xiàn)象:刺破棉線圈里的肥皂膜后，棉線圈外的薄膜就會

3、收縮，使棉線圈張緊成圓形液體的表面就好像張緊的橡皮膜一樣，具有收縮的趨勢周長相同時，圓面積最大。表面層分子間距比較稀疏，分子間距rr0 分子間的作用表現(xiàn)為引力。使液面收縮繃緊，使其收縮到表面積最小。1、液體的表面層特點由于蒸發(fā)現(xiàn)象，液體跟氣體接觸的表面有一薄層，叫做表面層 液體的表面張力線兩側(cè)液體之間的作用力為引力在液體表面設(shè)想一條任意直線，把液面分成兩個部分表面張力方向與液面相切，垂直于所畫的線MN2、表面張力：液面各部分間的相互吸引力就叫做表面張力 表面張力會使液面收縮， 使其收縮到表面積最小。3、表面張力的作用 在體積相同的各種形狀中，球形表面積最小，故表面張力要使液滴收縮成球形。（周長

4、相同時，圓面積最大）分子分布特點：由于蒸發(fā)現(xiàn)象，液體表面分子分布比內(nèi)部分子稀疏分子力特點：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4、液體的表面張力的理解(1) 液體的表面張力的形成表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小而在體積相同的條件下，球形的表面積最小表面張力的大小除了跟邊界線長度有關(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)特別提醒：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)（2）表

5、面張力及其作用2、為什么那么多曲別針沉入杯中水卻還沒溢出？為什么水黽可以停在水面上？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薄膜。薄膜對水黽的作用力使其停在水面上薄膜有收縮的趨勢，“包裹”著水杯的杯口。思考與討論 我們已知道液體跟氣體接觸時，在接觸的表面存在一個薄層-表面層，表面層的性質(zhì)決定了液體出現(xiàn)表面引力，使液體具有收縮的趨勢。那么，液體與固體接觸時，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？02浸潤和不浸潤氣體、固體和液體現(xiàn)象：潔凈的玻璃板上這滴水散開，石蠟的則是滾來滾去。表明：水可以潤濕玻璃，但不能潤濕蠟。 實驗：先后向一塊潔凈的璃板上和一塊涂了蠟的玻璃上滴一滴水，晃動玻璃板，觀察現(xiàn)

6、象?做一做 將水和水銀滴在干凈的玻璃上有什么不同？將水和水銀分別倒入玻璃杯中，液面有什么不同？水滴在玻璃上水銀水銀滴在玻璃上某種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫浸潤.如：水浸潤玻璃.某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，這種現(xiàn)象叫做不浸潤.如：水銀不浸潤玻璃.玻璃試管中的水面玻璃試管中的水銀面把不浸潤液體裝在容器里，例如把水銀裝在玻璃容器里，由于水銀不浸潤玻璃，器壁附近的液面向下彎曲1、浸潤和不浸潤的現(xiàn)象浸潤現(xiàn)象不浸潤現(xiàn)象2、浸潤和不浸潤現(xiàn)象的判斷：把浸潤液體裝在容器里，例如把水裝在玻璃容器里，由于水浸潤玻璃，器壁附近的液面向上彎曲液體浸潤固體液體不浸潤固體

7、一般來說，化學性質(zhì)相近的液體和固體之間可以浸潤。而性質(zhì)相差較大的就不浸潤。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)。水浸潤玻璃，不浸潤石蠟水銀浸潤鉛，不浸潤玻璃3、浸潤和不浸潤是相對的：浸潤現(xiàn)象的微觀解釋液體與固體接觸的位置形成一個液體薄層，叫附著層.附著層中的液體分子同時受到固體分子的吸引力和液體分子的吸引力。浸潤不和浸潤，是由固體分子和液體分子對附著層內(nèi)液體分子的吸引力不同引起的。附著層附著層固體液體固體液體附著層附著層：液體和固體接觸位置形成的液體薄膜固體分子的吸引力大于液體內(nèi)部分子的吸引附著層內(nèi)分子比液體內(nèi)部密集（rr0）附著層分子相互吸引附著層有收縮趨勢固體液體 附著層內(nèi)液

8、體分子間的距離大于分子力平衡距離r0，附著層內(nèi)分子間的作用表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢，這樣液體與固體間表現(xiàn)為不浸潤 附著層內(nèi)液體分子間的距離小于分子力平衡距離r0，附著層內(nèi)分子間的作用表現(xiàn)為斥力，附著層有擴展的趨勢，這樣液體與固體間表現(xiàn)為浸潤 固體分子對附著層內(nèi)的分子吸引力大于液體分子間的分子吸引力，表現(xiàn)為浸潤。固體分子對附著層內(nèi)液體分子吸引力小于液體分子間的吸引力，表現(xiàn)為不浸潤。浸潤現(xiàn)象的微觀解釋當固體分子的吸引力大于液體分子吸引力時浸潤附著層分子密集斥力擴展當固體分子的吸引力小于液體分子吸引力時不浸潤附著層分子稀疏引力收縮斥力（擴展）引力（收縮）1.脫脂棉為何脫脂？是為了使棉花從不能被

9、水浸潤變?yōu)榭梢员凰?，以便吸取藥液?.游禽羽毛在水中為何沒被水潤濕？游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸潤羽毛。浸潤現(xiàn)象的應用雨衣、帳篷需用不被水浸潤的材料制作3、浸潤和不浸潤現(xiàn)象的生活實例：水不浸潤荷葉能夠用墨水在紙上寫字，是因為所用的紙被墨水浸潤金屬表面在噴漆前經(jīng)過去油污及去銹處理，可以被油漆浸潤；毛巾都是用可以被水浸潤的織物做成的03毛細現(xiàn)象氣體、固體和液體實 驗 將內(nèi)徑不同、兩端開口的潔凈細玻璃管豎直插入水中，觀察細玻璃管中液面的高度;再將另一組內(nèi)徑不同、兩端開口的塑料筆芯豎直插入水中，觀察筆芯中液面的高度。觀察毛細現(xiàn)象 實驗結(jié)果表明，潔凈細玻璃管內(nèi)的液面比水面高;塑料筆芯內(nèi)的液面

10、比水面低。管的內(nèi)徑越小，上述現(xiàn)象就越明顯。毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管里上升的現(xiàn)象和不浸潤液體在細管里下降的現(xiàn)象，叫做毛細現(xiàn)象。能發(fā)生毛細現(xiàn)象的細管，叫做毛細管。 浸潤液體在毛細管里上升后，形成凹液面不浸潤液體在毛細管里下降后，形成凸液面液體浸潤管壁，液體邊緣部分的表面張力如圖，表面張力使管中的液體上升，當液體的重力跟表面張力相等時，液面穩(wěn)定?！久毈F(xiàn)象解釋】mg液面穩(wěn)定在一定的高度mg=F合能夠發(fā)生毛細現(xiàn)象的管叫做毛細管。(不一定是直的)管子越細，液柱上升的越高。即：毛細管內(nèi)徑越小，高度差越大。毛細管內(nèi)外液面的高度差與毛細管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細管內(nèi)徑越小，高度差越大。當管中液體上升到一定高度時，管內(nèi)

11、高為h的液體所受重力與表面張力平衡，液面穩(wěn)定在一定的高度。mg由于液體浸潤管壁，液面彎曲。液體表面張力形成向上的拉力，這個力使管中液體向上運動。毛細現(xiàn)象的產(chǎn)生原因：液體不浸潤管壁FFF壓力差液體不浸潤管壁FF由于液體不浸潤管壁，液面彎曲。液體表面張力形成向下的拉力，這個力使管中液體向下運動。當管中液體下降到一定深度時，管內(nèi)外高度差為h，管內(nèi)外的壓力差與表面張力平衡，液面穩(wěn)定在一定的高度。毛細管內(nèi)外液面的高度差與毛細管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細管內(nèi)徑越小，高度差越大。土壤里有很多毛細管破壞毛細管保持水分毛細現(xiàn)象的應用生活中的毛細現(xiàn)象酒精燈農(nóng)民鋤地墨汁上升1、酒精燈里的酒精沿燈芯升到頂端2、要保存地下的水分

12、, 鋤松地面的土壤，破壞土壤里的毛細管；如果想把地下的水分引上來，就不僅要保持土壤里的毛細管，而且還要使它們變得更細，這時就要用磙子壓緊土壤3、植物莖內(nèi)的導管就是植物體內(nèi)的極細的毛細管,它能把土壤里的水分吸上來.4、建筑房屋的時候，在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂過瀝青的厚紙，防止地下的水分沿著夯實的地基以及磚墻的毛細管上升，以使房屋保持干燥 毛巾吸汗，磚塊吸水，粉筆吸墨水，都是常見的毛細現(xiàn)象在紙張、棉花、毛巾、粉筆、木材、土壤、磚塊等物體內(nèi)部有許多細小的孔道，起著毛細管作用04液晶氣體、固體和液體構(gòu)成液晶的分子為有機分子，大多為棒狀，其棒長多為棒直徑的5倍以上，由于這種長棒狀的分子結(jié)構(gòu)，使得分子

13、集合體在沒有外界干擾的情況下趨向分子相互平行排列。液晶具有液體的流動性，但在低溫時液晶會凝固成結(jié)晶態(tài)，不僅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的當溫度升高時，晶體中分子的熱運動增強，使分子重心位置的有序性消失，轉(zhuǎn)為液晶態(tài)當溫度進一步升高時，分子取向有序性也消失，完全進入無序的狀態(tài)，變成液態(tài)1、液晶的分子形狀及分子排列特征 液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶態(tài)既具有液體的流動性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。（既不是液體，也不是晶體）2、液晶具有光學各向異性有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)；另一些物質(zhì)，在適當?shù)娜軇┲腥芙鈺r，在一定的濃度范圍具有液晶態(tài)。 入

14、射光的偏振方向與液晶分子長軸的方向成不同夾角時，液晶對光的折射率不同。因此，一束非偏振光射入液晶層后再射出時，由于液晶折射率的各向異性會產(chǎn)生兩束光程不同的光。3、在腦、肌肉和視網(wǎng)膜等多種人體組織中都發(fā)現(xiàn)了液晶結(jié)構(gòu)大腦肌肉視網(wǎng)膜液晶顯示扭曲持列的液晶分子具有旋光性，即光的偏振方向沿液晶的排列方向被轉(zhuǎn)。4.液晶的一般用途 液晶的特性決定了它的用途，它在顯示技術(shù)、電子工業(yè)、航空工業(yè)、生物醫(yī)學等多方面都有廣泛的應用筆記本電腦的液晶顯示屏液體微觀結(jié)構(gòu)流動性難壓縮附著層浸潤不浸潤毛細現(xiàn)象上升下降細管越細高度差越大液面下凹液面上凸表面層張力球液晶第四態(tài)流動性各向異性液體特性晶體特性課堂小結(jié)判一判(1)表面張

15、力是分子力的宏觀表現(xiàn)。()(2)表面張力使液體表面具有向外擴張的趨勢。()(3)有些昆蟲可以在水面上自由走動是由于有液體表面張力的緣故。()(4)若某種液體浸潤某一固體，那么它對所有固體都浸潤。()(5)液晶的各種物質(zhì)性質(zhì)均表現(xiàn)為各向異性。()(6)液晶具有液體的流動性，液晶的分子排列與液態(tài)相同。()辨析思考1、把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就會變鈍。這是什么緣故?解釋：玻璃熔燒后，它的表面層面在表面張力作用下，收縮到最小面積，從而使尖端變圓。想一想2、在地面上，盤中較小的水銀滴接近球形，較大的水銀滴呈扁平形。那么，在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會呈什么形狀?解釋：處于失重狀態(tài)

16、，由于消除了重力影響，大滴水銀的表面將收縮到最小面積球形。失重狀態(tài)下的水銀想一想3、透過布制的傘面能看得見紗線間的縫隙，但是傘卻不漏雨水，解釋這種現(xiàn)象。解釋：因為水能浸潤紗線，在其孔隙內(nèi)水中形成向下彎曲的水面，彎曲水面的表面張力，承受住孔隙內(nèi)水所受的重力，使得雨滴不漏下。問題與練習解答：4、把一枚衣針在手上一蹭，然后放到一張棉紙上。用手托著棉紙、放入水中。棉紙浸濕下沉，而縫衣針會停在水面。把針按下水面，針就不再浮起。試一試，并解釋看到的現(xiàn)象。解釋：縫衣針會停在水面是由于表面張力的原因。液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層叫做表面層，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，分子間

17、的相互作用表現(xiàn)為引力。就象你要把彈簧拉開些，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，縫衣針才會停在水面。把針按下水面，針就不再浮起，是由于在水中表面張力消失，針受到的浮力要小于它的重力的原因。想一想解釋：放在衣料上、下面的棉紙內(nèi)有許多細小的孔道起著毛細管的作用，當蠟或油脂受熱熔化成液體后，由于毛細現(xiàn)象，它們就會被棉紙吸掉。5、要想把凝在衣料上的蠟去掉，可以把兩層棉紙分別放在蠟跡的上畫和下面，然后用斗在棉紙上來回致燙。為什么這樣做可以去掉衣上的蠟?想一想6、在一次小發(fā)明討論會上，李曉冬有一個創(chuàng)意。他發(fā)現(xiàn)廚房碗里油瓶的下面總是有累乎乎的油痕跡，這是由于每次倒醬油的時侯總會有一些醬油沿著

18、瓶口流下來所造成的。李曉冬想，只要選擇恰當?shù)牟牧献鲠u油瓶的瓶口，就能保持瓶子清潔。于是，他把醬油分別滴在不同的材料上進行試驗。請你觀察圖9.2-14，你認為應該選擇哪一種材料?請你解釋李曉冬這項創(chuàng)意的道理。解釋：應選用對醬油不浸潤的材料(即黃顏色的那種).因為用不浸潤醬油的材料做瓶口，瓶口不易附著醬油。想一想【例題1】關(guān)于液體的表面張力，下列說法正確的是()A.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r0B.液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部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.液體表面張力與浸潤現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn)解析：D 與氣體接觸的液體表面層內(nèi)

19、分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面層的分子間同時存在相互作用的引力與斥力，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，A、C錯誤；表面張力的方向平行于液體表面，而非與液面垂直，B錯誤；液體表面張力與浸潤現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn)，D正確。典例分析【例題2】水對玻璃是浸潤液體，而水銀對玻璃是不浸潤液體，它們在毛細管中將發(fā)生上升或下降現(xiàn)象，現(xiàn)把粗細不同的三根毛細管插入水和水銀中，液柱如圖所示，其中正確的現(xiàn)象應是() 水銀對玻璃是不浸潤液體，不浸潤液體在毛細管內(nèi)附著層液體的分子密度較小，液體分子間距較大(大于r0)，此時附著層內(nèi)的分子間相互

20、作用表現(xiàn)為引力，液面呈現(xiàn)收縮的趨勢，即液面下降，故不浸潤液體在毛細管內(nèi)下降，而且毛細管越細，不浸潤液體在毛細管內(nèi)下降的高度越大，故A、C錯誤水對玻璃是浸潤液體，浸潤液體在毛細管附著層內(nèi)液體的分子密度較大，液體分子間距較小(小于r0)，分子相互作用表現(xiàn)為斥力，液面呈現(xiàn)擴展的趨勢，即在毛細管內(nèi)上升，而且毛細管越細，浸潤液體在毛細管內(nèi)上升的高度越大，故B錯誤，D正確。解析：D A B C D【例題3】(多選)關(guān)于液晶，下列說法正確的是()A.因為液晶是介于晶體與液體之間的中間態(tài)，所以液晶實際上是一種非晶體B.液晶具有液體的流動性，是因為液晶分子盡管有序排列，但卻位置無序，可自由移動C.任何物質(zhì)在任何

21、條件下都可以存在液晶態(tài)D.天然存在的液晶很少，多數(shù)液晶是人工合成的 液晶是一種介于晶體與液體之間的液態(tài)晶體，它不是晶體更不是非晶體；液晶分子的排列像晶體分子一樣排列有序，但是它們又像液體分子一樣可以自由移動，沒有固定的位置，即位置無序，所以液晶具有流動性；有些物質(zhì)只有在特定的條件下才具有液晶態(tài)，并不是所有物質(zhì)都是液晶態(tài)；天然存在的液晶很少，多數(shù)液晶是人工合成的，目前已達到5000多種。故正確答案為BD。解析：BD1、如圖所示，圖A是一個鐵絲圈，中間較松地系一根棉線；圖B是浸過肥皂水的鐵絲圈；圖C表示用手指輕碰一下棉線的左邊；圖D表示棉線左邊的肥皂水膜破了，棉線被拉向右邊，這個實驗說明了()A.物質(zhì)是由大量分子組成的B.分子間存在引力C.組成物質(zhì)的分子不停地做無規(guī)則運動D.分子之間有空隙 用手指輕碰棉線的左邊，左邊肥皂水膜破了后，由于右側(cè)肥皂水膜分子間有引力的作用，故將棉線拉向右側(cè)，說明了分子間存在引力，故B正確；該實驗不能說明物質(zhì)是由大量分子組成的及分子間存在空隙和分子在做無規(guī)則運動，故A、C、D錯誤B當堂小練2、下列對浸潤與不浸潤現(xiàn)象的認識正確的是()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