新教材同步系列2024春高中物理第二章气体液体和固体第四节液体的表面张力课件粤教版选择性必修第三册

第二章气体、液体和固体第四节液体的表面张力第四节液体的表面张力学习目标学法与考法1．知道液体的微观结构2．掌握液体的表面张力现象和原因(重点)3．理解浸润和不浸润的概念，会分析其产生的原因(难点)4．学会用分子力解释毛细现象(重点)学法：①通过实验，观察液体的表面张力现象，解释表面张力产生的原因，交流讨论生活中表面张力现象的实例．②通过实验，观察浸润和不浸润现象，探究浸润和不浸润现象产生的原因，交流讨论生活中浸润和不浸润现象的实例考法：①考查对液体的微观结构和表面张力的理解．②考查对浸润和不浸润、毛细现象的理解和在实际中的应用知识导图课前·

自主预习1．微观结构液体分子之间的距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力______．2．宏观性质有一定的体积，不易________，具有______性，比固体扩散________．物理小压缩流动速度快3．分子力的特点在液体内部，分子间的距离在________左右，而在表面层，分子比较________，分子间的距离大于______，因此分子间的作用表现为__________．4．液体的表面张力(1)定义：液体表面各部分之间相互______的力．(2)作用效果：使液体表面具有________的趋势．(3)表面层：液体跟气体接触的表面存在的一个______.r0稀疏r0相互吸引吸引收缩薄层木块浮在水面上是液体表面张力的原因吗？【答案】不是，是浮力．微思考(多选)关于液体表面具有收缩趋势的原因，下列说法不正确的是 (

)A．液体可以流动B．液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离C．与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力D．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离【答案】ABC【解析】由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层分子间的相互作用表现为引力，这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力(即表面张力)，表面张力使液体表面具有收缩的趋势，故D正确，A、B、C错误．1．浸润和不浸润(1)一种液体会____________某种固体并________在固体的表面上，这种现象叫作________；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种现象叫作________．(2)附着层：当液体与________接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层．(3)浸润和不浸润是________作用的表现．毛细现象润湿附着浸润不浸润固体分子力2．毛细现象(1)毛细现象：浸润液体在细管中________的现象，以及不浸润液体在细管中________的现象，称为毛细现象．(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差________．上升下降越大一种液体可能浸润任何固体吗？【答案】同一种液体对不同的固体，有的浸润，有的不浸润，一种液体是否浸润某种固体取决于这两种物质的性质．微思考(多选)关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中不正确的是 (

)A．水是浸润液体B．水银是不浸润液体C．同一种液体对于不同的固体，有的是浸润的，有的是不浸润的D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象【答案】ABD【解析】浸润和不浸润，是指一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义．同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润，而对荷叶就不浸润；浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，C正确．课堂·

重难探究1．液体分子分布特点由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大．2．分子力特点液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力．液体的微观结构和表面张力3．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．4．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线．如图所示．5．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．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形．但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．例1如图甲为王亚平“天宫课堂”授课的场景，水滴呈现球形，这是由于水的表面张力作用的结果，分子间作用力F与分子间距离r的关系如乙所示．水滴表面层中水分子之间的距离______(填“大于”“小于”或“等于”)r0.若空间中两个水分子间距从无限远逐渐变小，直到小于r0，则分子势能变化的趋势是____________．【答案】大于先减小再增大【解析】在水滴表面层中，水分子之间的相互作用力表现为引力，所以距离大于r0；若空间中两个水分子间距从无限远逐渐变小，直到等于r0的过程中，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距等于r0后再继续减小，分子力做负功，分子势能增加，故分子势能变化的趋势是先减小再增大．变式1

(多选)下列现象中，关于液体的表面张力说法正确的是

(

)A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C．缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果【答案】ACD【解析】仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，因此，这是液体的表面张力在起作用．浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故A、C正确；小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用，是浮力与重力平衡的结果，而非表面张力在起作用，故B错误；喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态，因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故D正确．表面张力的特点1．表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现．2．表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线．3．表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定．4．表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势．例2

(2023年苏州检测)喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂．其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果．水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上．从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示．下列说法正确的是 (

)浸润和不浸润、毛细现象A．水滴呈椭球形的原因是液体表面张力作用的结果，与重力无关B．照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象C．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大D．照片中水滴表面分子比水滴的内部密集【答案】C【解析】液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，A错误；照片中的玻璃和水滴不浸润，B错误；水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，C正确；照片中水滴表面的分子比水滴内部的稀疏，D错误．变式2人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是 (

)A．水滴因表面张力具有收缩趋势B．水滴和防水布料发生了浸润现象C．水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力D．水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定【答案】A【解析】水滴因表面张力具有收缩趋势，A正确；水滴和防水布料不发生浸润现象，B错误；水滴与防水布料不发生浸润，接触层内水分子之间的作用表现为斥力，但同时存在分子间的引力，C错误；浸润与不浸润现象的本质是分子力的作用，不浸润现象的产生与液体和固体的性质都有关，D错误．浸润现象的分析要点1．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，例如：水银不浸润玻璃，但浸润铅；水浸润玻璃，但不浸润石蜡．2．浸润和不浸润可以用附着层的液体分子的分布来解释，浸润的本质是扩展，不浸润的本质是收缩．小练·

随堂巩固1．(多选)下列现象中，由液体的表面张力造成的是 (

)A．两滴水银相接触，立即会合并到一起B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D．水珠在荷叶上呈球形【答案】ABD【解析】用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，故本题选A、B、D．2．(多选)关于液体表面的张力，下列说法正确的是 (

)A．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0B．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离大于r0C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势【答案】BD【解析】在液体与气体接触的表面处形成一个特殊的薄层，称为表面层，在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r>r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势．故B、D项正确．3．(2023年池州检测)将一洁净的细玻璃管插入某种液体中，下列示意图可能正确的是 (

)【答案】A【解析】浸润液体在细管中上升，由于表面张力的作用，管内液面是凹着的，管外的液面与细管接触处的液面也是向上弯曲的，若液体不浸润细玻璃管，在细玻璃管中的液面下降，并形成向上凸的形状，故选A．4．下列对浸润与不浸润现象的认识，正确的是 (

)A．水是浸润液体，水银是不浸润液体B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力【答案】D【解析】一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质均有关，不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体，A错误；在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大，分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层有扩展的趋势，故B、C错误，D正确．5．(多选)下列现象中与毛细现象有关的是 (

)A．砖块吸水B．洗净的衣服在太阳下被晒干C．毛巾的一只角浸入水中，水会沿毛巾上升，毛巾湿润D．自来水笔从墨水瓶里把墨水吸进笔中【答案】AC【解析】砖块吸水是因为砖块内部有很多细小的通道，属于毛细现象，A正确；洗净的衣服在太阳下被晒干，是汽化现象，不是毛细现象，B错误；毛巾内有很多细小的缝隙，将毛巾的一只角浸入水中，水会沿毛巾上升使毛巾浸润，是毛细现象，C正确；自来水笔从墨水瓶里把墨水吸进笔中，是大气压的作用，不是毛细现象，D错误．6．(多选)下列说法正确的是 (

)A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到了浮力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是因为水在油脂上不浸润C．