教學(xué)設(shè)計完整版：研究液體的表面性質(zhì)

研究液體的表面性質(zhì)教學(xué)設(shè)計●課標(biāo)要求1．通過實驗，觀察液體的表面張力現(xiàn)象。2.解釋表面張力產(chǎn)生的原因，交流討論日常生活中表面張力現(xiàn)象的實例?！裾n標(biāo)解讀1．知道液體的表面張力，了解表面張力形成的原因。2．知道什么是浸潤和不浸潤現(xiàn)象、條件以及毛細(xì)現(xiàn)象?！窠虒W(xué)地位本節(jié)課學(xué)習(xí)液體的表面張力、浸潤、毛細(xì)現(xiàn)象，這些知識都是一般了解的內(nèi)容，在高考中偶爾有所涉及?！窘贪冈O(shè)計區(qū)】●新課導(dǎo)入建議早晨在葉子上的露珠，顯得晶瑩剔透，能夠附在葉子上成球形而不會破碎散開。液體表面存在什么特性？而這種特性產(chǎn)生的原因是什么？●教學(xué)流程設(shè)計課標(biāo)解讀重點難點通過觀察和實驗，知道液體的表面張力現(xiàn)象。浸潤和不浸潤現(xiàn)象及毛細(xì)現(xiàn)象，并能解釋上述現(xiàn)象。1.液體表面層分子特點及表面張力的形成原因。(重點)2.分析液體產(chǎn)生表面張力、浸潤、不浸潤現(xiàn)象的原因。(難點)【自主學(xué)習(xí)區(qū)】液體的微觀結(jié)構(gòu)和液體表面張力1．基本知識(1)微觀結(jié)構(gòu)分子之間的距離很小，分子間作用力比固體分子間作用力要小。(2)宏觀性質(zhì)有一定的體積，不易壓縮，具有流動性，比固體擴(kuò)散速度快。(3)分子力的特點在液體內(nèi)部，分子間的距離在r0左右，而在表面層，分子比較稀疏，分子間的距離大于r0，因此分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引。(4)表面張力由于表面層分子間比較稀疏，分子間的作用表現(xiàn)為引力，使液體表面繃緊，這種力叫表面張力。2．思考判斷(1)液體分子間的相互作用力比氣體分子間的作用力大。(√)(2)液體表面層分子之間的相互作用力為斥力。(×)(3)液體表面張力具有使液體表面收縮的趨勢。(√)3．探究交流我們看到的小草上的露珠為什么都是球形的？【提示】這是由于液體表面張力的作用。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。所以露珠呈球形。知識擴(kuò)展浸潤、不浸潤和毛細(xì)現(xiàn)象1．基本知識(1)浸潤和不浸潤①定義一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做浸潤。一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。②附著層當(dāng)液體與固體接觸時，接觸的位置形成一個液體薄層，叫做附著層。③本質(zhì)浸潤和不浸潤是分子力作用的表現(xiàn)。(2)毛細(xì)現(xiàn)象①定義浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象。②影響因素對于一定的液體和一定材質(zhì)的管壁，管的內(nèi)徑越細(xì)，液體所能達(dá)到的高度越高。2．思考判斷(1)一種液體是否浸潤某種固體，只由液體的性質(zhì)決定。(×)(2)液體與固體附著層之間的作用力表現(xiàn)為引力時，液體與固體之間浸潤。(×)(3)毛細(xì)管的內(nèi)徑越細(xì)，液體上升的高度越高。(√)3．探究交流把水銀滴在玻璃上，會形成一個小球在玻璃上滾動，這是浸潤還是不浸潤？【提示】不浸潤。【合作探究區(qū)】探究液體表面張力的問題：1．液體表面張力形成的原因是什么？2．吹出的肥皂泡為什么呈球形？3．液體表面張力的方向有什么特點？導(dǎo)思：1．液體表面張力的形成(1)分子間距特點：由于蒸發(fā)現(xiàn)象，液體表面分子分布比內(nèi)部分子稀疏。(2)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。(3)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，使液體表面形成一層繃緊的膜。(4)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9－2－1所示。圖9－2－12．表面張力及其作用(1)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。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形。但由于受重力的影響，往往呈扁球形，在完全失重條件下才呈球形。(2)表面張力的形成原因是表面層(液體跟空氣接觸的一個薄層)中分子間距離大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。(3)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)。特別提醒表面張力不是指個別分子間的相互引力，而是表面層中大量分子間引力的宏觀表現(xiàn)。凡是液體與氣體接觸的表面都存在表面張力。例題(2022·武漢高二檢測)下列現(xiàn)象中，由于液體的表面張力而引起的是()A．小昆蟲能在水面上自由來往而不陷入水中靠的是液體的表面張力作用B．小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果C．縫衣針浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的結(jié)果D．噴泉噴射到空中形成一個個球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果審題指導(dǎo)：(1)正確區(qū)分表面張力和液面彈力、浮力等的不同。(2)注意結(jié)合平衡條件，求解液面上的平衡問題。(3)熟悉表面張力的大小和特點并能解釋一些現(xiàn)象。解析仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，小昆蟲在水面上站定或行進(jìn)過程中，其腳部位置比周圍水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，因此，這是液體的表面張力在起作用。浮在水面上的縫衣針與小昆蟲情況一樣，故A選項正確，C選項錯誤。小木塊浮于水面上時，木塊的下部實際上已經(jīng)陷入水中(排開一部分水)受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非表面張力在起作用，故B選項錯誤。噴泉噴到空中的水分散時，每一小部分的表面都有表面張力在起作用且水處于完全失重狀態(tài)，因而形成球狀水珠(體積一定情況下以球形表面積為最小，表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢)，故D選項正確。答案AD規(guī)律總結(jié)解答這類題目要注意浮力與表面張力的區(qū)別。浮力的實質(zhì)是物體的下表面與上表面所受的壓力之差。表面張力的實質(zhì)是液體表面層內(nèi)各部分之間的相互吸引力，是分子力的宏觀體現(xiàn)。需要注意的是，表面張力作用于液體的表面層里，并不是作用于液面上的物體上。昆蟲與縫衣針漂浮于水面上是表面張力在起作用，其作用是在水面上形成一個膜(表面層)，正是這個膜托住了昆蟲與縫衣針，即膜對它們的支持力與其重力平衡，當(dāng)然，在與縫衣針和昆蟲下邊緣接觸的凹形水膜(表面層)中形成的表面張力的豎直分量的總和就等于膜對縫衣針或昆蟲的支持力，而支持力又等于其重力，這才是本質(zhì)問題。應(yīng)用下列現(xiàn)象中，主要是表面張力起了作用的是()A．小縫衣針漂浮在水面上B．小木船漂浮在水面上C．荷葉上的小水珠呈球形D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不會流出來解析小縫衣針漂浮在水面上，針并沒有浸入液體中，原因是受到水表面的作用力，故是表面張力現(xiàn)象，A正確。小船漂浮在水面上，受到的是水的浮力，B錯。表面張力的作用效果可以使液面收縮，C、D正確。答案ACD【交流學(xué)習(xí)區(qū)】1．下列現(xiàn)象中，是由于液體的表面張力造成的有()A．船浮于水面上B．硬幣或鋼針浮于水面上C．肥皂泡呈球形D．游泳時弄濕了的頭發(fā)沾在一起E．熔化的鐵水注入內(nèi)空且為球形的砂箱，冷卻后鑄成一個鐵球F．脫濕衣服感覺很費勁G．綢布傘有縫隙但不漏雨水H．鋒利的玻璃片，用酒精燈燒一定時間后變鈍了解析A選項中船浮于水面是浮力造成的；E選項的形狀決定于砂箱的形狀；F選項中脫濕衣服費勁是附著力造成的。故上述三個選項不正確。答案BCDGH2．(2022·高密高三質(zhì)檢)如圖9－2－2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，棉線的形狀是選項圖中的()圖9－2－2解析表面張力使液面收縮。答案D3.液體表面具有收縮的趨勢，其原因是()A．由于液面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離。因此液面分子間表面斥力較強(qiáng)，而使液體表面有收縮的趨勢B．由于液體表面分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，因此液體表面分子間相互作用的引力較強(qiáng)，而使液體表面有收縮的趨勢C．由于與液面接觸的氣體的分子對液體表面的分子的吸引力，使液體表面有收縮的趨勢D．液體可以流動，因而使液體表面有收縮的趨勢解析選B。液體表面收縮是因為表面層內(nèi)液體分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子力表現(xiàn)為引力，使表面收縮，故B正確。4.下列說法正確的是()A．表面張力就是分子力B．水面托起