高中物理鲁科版3第三章液体第1节液体的表面张力 第3章第1节液体的表面张力

第1节液体的表面张力学习目标知识脉络1.知道液体表面的收缩趋势，理解液体表面存在表面张力现象．(重点)2．从微观角度了解液体表面张力的成因．(难点)液体表面的收缩趋势eq\a\vs4\al([先填空])1．实验：回形针、硬币漂在水面上(1)现象：当回形针或硬币漂浮在水面上时，托起回形针或硬币的水面稍有弯曲，就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样．(2)结论：液面给回形针或硬币等小物品施加了向上的支持力．2．实验：观察肥皂膜的变化(1)现象①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍拉回．②肥皂膜里的棉线圈，当刺破圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形．(2)结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势．3．实验结论由实验知，液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使露珠、乳滴等变为球形．eq\a\vs4\al([再判断])1．液体的表面都有收缩的趋势．(√)2．昆虫不落入水中，是因为受到了向上的支持力．(√)3．体积相同的各种形状物体中，球形物体表面积最大．(×)eq\a\vs4\al([后思考])小木船漂浮在水面上是由水面的收缩趋势引起的吗？【提示】不是．小木船漂浮在水面上是由小木船受到了水对船的浮力引起的，而不是由水面的收缩趋势引起的．eq\a\vs4\al([合作探讨])探讨：如图3­1­1所示是液体表面附近分子分布的大致情况．请结合图片思考：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？图3­1­1【提示】液体表面层内分子间距离较大，大于分子在平衡位置的距离，分子力表现为引力．eq\a\vs4\al([核心点击])1．液体内部分子的运动特点在液体内部，每个分子周围有许多分子．当某个分子从平衡位置向某一方向运动时，它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引，另一方面又要受到所靠拢的那个方向的分子的推斥．引力和斥力的数量级相同，通常可认为其大小相等，因此，液体内部分子只能在平衡位置附近振动，分子间距等于r0.2．液体表面分子的分布液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时，因为外部空气和蒸汽分子对它的斥力很小，不起显著作用，它只受到内部分子的吸引力，因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大，使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大，一些动能大的分子就有可能冲出吸引力范围，成为蒸汽分子，结果形成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子间的距离就比较大(r＞r0)．1．关于液体表面的收缩趋势，错误的说法是()A．因为液体表面分子的分布比内部密集，所以有收缩趋势B．液体表面分子的分布和内部相同，所以有收缩趋势C．因为液体表面分子的分布比内部稀疏，所以有收缩趋势D．液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用，使液体表面有收缩趋势E．液体表面层分子间距r>r0，分子力为引力【解析】液体表面层内分子比液体内部分子分布稀疏．在液体内部分子间的距离是r＝r0，分子引力和分子斥力相等，对外表现的分子力为零．在表面层，分子间的距离是r>r0，分子间的作用力表现为相互吸引，它的作用是使液体表面绷紧，有收缩的趋势，A、B错误，CE正确；表面层上方的气体分子对液体表面分子的吸引力很小，可以忽略，不是使液体表面收缩的原因，故D错误．【答案】ABD2．关于液体表面张力产生的原因：液体表面层分子比较________(填“稀疏”或“紧密”)，分子间引力________斥力(填“大于”或“小于”)【解析】在液体的表面层，时刻进行的蒸发现象，使得其内的分子比较稀疏，分子间距离比较大，分子间的引力和斥力都较小，但斥力小得更多一些，因此，分子间引力大于斥力．【答案】稀疏大于液体表面层与液体内部分子分布特点表面层液体内部分子密度稀疏密集分子间距d10－10m<d<10－9md＝10－10m分子力表现为引力(合力)斥力与引力平衡(合力为零)表现表面有收缩趋势不易被压缩表面张力及其应用eq\a\vs4\al([先填空])1．表面层(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层．(2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏．2．表面张力(1)定义：液体表面各部分间相互吸引的力．(2)作用效果：由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面积．而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．因此小水珠、小露珠等都呈现球形．若露珠过大，重力影响不能忽略，则呈椭球形．完全失重环境下，可形成标准的球形．eq\a\vs4\al([再判断])1．小孩用细管蘸肥皂水，吹出球形的肥皂泡是因表面张力所致．(√)2．缝衣针漂浮在水面上是因表面张力所致．(√)3．注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致．(×)eq\a\vs4\al([后思考])清晨起来，如果你到开满鲜花的公园散步，会发现花蕊上沾满了露珠，很好看．可你想过没有，花蕊上的小水珠为什么呈球形呢？【提示】液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使小水珠变成球形．eq\a\vs4\al([合作探讨])探讨1：生活中有些昆虫能在水面上轻松地跑来跑去，甚至在水面上“亭亭玉立”．它们是受到什么的作用做到的？【提示】水的表面张力作用．探讨2：在液体表面画一条直线，线两侧的液体之间的作用力是表面张力，那么表面张力的作用是什么？【提示】表面张力的作用是使液体表面绷紧．eq\a\vs4\al([核心点击])1．表面特性表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果．2．表面张力的方向表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．如图3­1­2所示．图3­1­23．表面张力的大小除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关．一般情况下，温度越高，表面张力就越小．另外，杂质也会明显地改变液体的表面张力大小．比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小．4．表面张力的作用表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．3．下列有关表面张力的说法中，正确的是()A．表面张力的作用是使液体表面伸张B．表面张力的作用是使液体表面收缩C．温度变化时，液体的表面张力不会变化D．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故E．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故【解析】表面张力的作用效果是使液体表面收缩；由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形；表面张力也与温度有关，故B、D、E正确．【答案】BDE4．下列说法正确的是()A．表面张力就是分子力B．表面张力是表面层分子力的宏观表现C．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡D．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关E．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势【解析】表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子力，故A选项错误，B正确；缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡，选项C错误；表面张力的大小与液面上分界线的长短有关，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此D、E选项正确．【答案】BDE5．将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，下列关于与硬币重力相平衡的力的说法，不正确是()【导学号：30110029】A．水面的支持力B．水的表面张力C．水的浮力和表面张力的合力D．水的浮力和空气浮力的合力E．水面支持力的产生是由于水的表面张力【解析】硬币受到重力和水面给予的支持力作用而平衡，表面张力是水面上各部分水之间的作用力的合力，而不是硬币受到的力；当然支