液體 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

2.5液體1.知道液體的表面張力，了解表面張力形成的原因2.了解浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象；知道毛細(xì)現(xiàn)象及形成的原因3.了解液晶的主要性質(zhì)，知道液晶在顯示技術(shù)中的應(yīng)用學(xué)科素養(yǎng)目標(biāo)：新課導(dǎo)入在杯子中盛滿清水。將曲別針一枚一枚依次放入杯中，比一比看誰(shuí)放入的曲別針數(shù)量最多，而杯中的水不會(huì)溢出。你能解釋這一現(xiàn)象嗎？

我們發(fā)現(xiàn);吹出的泡泡，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)。一、液體的表面張力

我們發(fā)現(xiàn);一些昆蟲(chóng)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(xì)棉線的兩端系在鐵環(huán)上，要使棉線處于略為松馳的狀態(tài)。然后將鐵絲環(huán)浸入肥皂液里、再拿出來(lái)時(shí)環(huán)上就留下了一層肥皂液的薄膜。這時(shí)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(xì)棉線被拉直了。結(jié)論：液體表面有收縮的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)

2、把一個(gè)棉線圖系在鐵絲環(huán)上，使環(huán)上布滿肥皂液的薄膜，這時(shí)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(shì)?，F(xiàn)象：棉線圈被拉緊了實(shí)驗(yàn)汽表面層液體r>r0

引力液面各部分間的相互吸引力表面張力：（1）（2）作用點(diǎn)：在液面斷裂處或邊緣。使液面收縮繃緊，使其收縮到表面積最小。方向:沿著液面。作用效果：思考與討論

還記得《普通高中教科書(shū)物理必修第一冊(cè)》中展示的"太空授課"畫(huà)面嗎?在空間站里，水滴的形狀是一個(gè)完美的球形。生活中我們還經(jīng)?？吹胶扇~上的露珠呈扁平球形等現(xiàn)象。你能解釋這是為什么嗎?

體積相同，球形的表面積最小。因?yàn)橹亓Φ淖饔脮?huì)使液滴變得有點(diǎn)扁平。問(wèn)題回顧

表面張力的作用是使液體表面形成一層薄膜，薄膜有收縮的趨勢(shì)，液面對(duì)昆蟲(chóng)的作用其實(shí)是液體表面張力作用的結(jié)果。同理水杯的水沒(méi)有溢出。mgF液F液

我們已知道液體跟氣體接觸時(shí)，在接觸的表面存在一個(gè)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(shì)。那么，液體與固體接觸時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？表面張力使液面有收縮的趨勢(shì)，故往往會(huì)誤認(rèn)為收縮后r＜r0。實(shí)質(zhì)上液體表面張力是液體表面層分子間距離大于分子間平衡距離r0時(shí)，表現(xiàn)出的分子間的吸引力。特別提醒

二浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)一種液體會(huì)濕潤(rùn)某種固體并附著在固體表面上的現(xiàn)象。一種液體不會(huì)濕潤(rùn)某種固體，也就不會(huì)附著在固體表面上的現(xiàn)象。2.不浸潤(rùn)：水銀浸潤(rùn)鉛，不浸潤(rùn)玻璃水浸潤(rùn)玻璃，不浸潤(rùn)蜂蠟或石蠟水浸潤(rùn)玻璃水銀不浸潤(rùn)玻璃1.浸潤(rùn)：3．當(dāng)液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)時(shí)，液體能夠浸潤(rùn)固體。反之，液體則不浸潤(rùn)固體。4．一種液體是否浸潤(rùn)某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系。浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象。5．毛細(xì)現(xiàn)象水水銀1)概念：2）原因：與表面張力和浸潤(rùn)都有關(guān)系

當(dāng)管中液體上升到一定高度，液體所受重力與液面邊緣使它向上的力平衡，液面穩(wěn)定在一定的高度。植物的根輸送水、下雨時(shí)磚墻滲水，鋤松土壤，種地時(shí)踩實(shí)土壤等3）應(yīng)用舉例三、液晶

液晶在現(xiàn)代生活中扮演著重要角色，廣泛應(yīng)用于手機(jī)屏幕、平板電視等顯示設(shè)備中。為什么“液體”和“晶體”聯(lián)系在一起了？液晶到底是什么物質(zhì)？構(gòu)成液晶的分子為有機(jī)分子，大多為棒狀，其棒長(zhǎng)多為棒直徑的5倍以上，由于這種長(zhǎng)棒狀的分子結(jié)構(gòu)，使得分子集合體在沒(méi)有外界干擾的情況下趨向分子相互平行排列（圖2.5-9甲）。液晶液晶具有液體的流動(dòng)性，但在低溫時(shí)液晶會(huì)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（圖2.5-9甲）。

如果把結(jié)晶態(tài)分子的有序排列程度定為1的話，則當(dāng)溫度升高時(shí)，晶體中分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，使分子重心位置的有序性消失，轉(zhuǎn)為液晶態(tài)（圖2.5-9乙），分子取向有序程度也下降為0.6。

當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)，分子取向有序性也消失，完全進(jìn)入無(wú)序的狀態(tài)，變成液態(tài)（圖2.5-9丙）液晶可見(jiàn)，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(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。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(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在一定的濃度范圍具有液晶態(tài)。液晶

分子取向排列的液晶具有光學(xué)各向異性，具體地說(shuō)，沿分子長(zhǎng)軸方向上的折射率不同于沿短軸的。入射光的偏振方向與液晶分子長(zhǎng)軸的方向成不同夾角時(shí)，液晶對(duì)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(shí)，由于液晶折射率的各向異性會(huì)產(chǎn)生兩束光程不同的光。這樣兩束光在出射點(diǎn)處矢量疊加（等效于干涉），我們?cè)陲@微鏡下就可以觀察到某種色光。液晶

液晶的研究在生命科學(xué)中也有應(yīng)用。例如，某些物質(zhì)水溶液中能夠形成薄片狀液晶，而這正是生物膜的主要構(gòu)成部分。目前在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)可以利用這樣的人造生物膜研究離子的滲透性，從而了解機(jī)體對(duì)藥物的吸收等生理過(guò)程。另外，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)，有關(guān)液晶的研究已經(jīng)成為物理科學(xué)與生命科學(xué)的一個(gè)重要結(jié)合點(diǎn)。1．關(guān)于草、樹(shù)葉上的露珠呈球形的原因，下列說(shuō)法中正確的是（）A．露珠呈球形只是因?yàn)橹亓Φ淖饔肂．露珠受到重力的影響比表面張力小得多，露珠呈球形只能是因?yàn)楸砻鎻埩Φ淖饔肅．重力和表面張力互相平衡，露珠呈球形是因?yàn)樗酿ず狭．露珠呈球形是因?yàn)橹亓捅砻鎻埩ν瑫r(shí)作用的結(jié)果B2．如圖所示，將不同材料制作的甲、乙細(xì)管豎直插入水中，甲管內(nèi)水面低于管外水面，乙管內(nèi)水面高出管外水面。下列說(shuō)法正確的是（

）A．水與甲管的現(xiàn)象叫做浸潤(rùn)，水與乙管的現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn)B．與甲管接觸附著層內(nèi)的水分子之間的作用表現(xiàn)為斥力C．兩圖現(xiàn)象均是毛細(xì)現(xiàn)象D．用乙管材料制作防水衣防水效果比甲管材料好C3．“新冠肺炎”的預(yù)防離不開(kāi)口罩，合格的一次性醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)所用材料對(duì)水都是不浸潤(rùn)的，一滴水滴在某一次性防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)如圖所示，下列正確的是（）A．圖中的口