高中物理 液体(2) 新人教版选修3-3

用心 爱心 专心1 2 2 液体教案 液体教案 三维目标三维目标 知识与技能知识与技能 1 知道液体的宏观性质 具有一定的体积 不易压缩 有流动性 2 了解液体的微观结构 液体的微观粒子也在平衡位置附近做微小的振动 但液体分子没 有固定不变的平衡位置 3 能用分子动理论的观点初步说明液体表面张力现象 4 了解表面张力现象在实际中的应用 并能解释一些简单的自然现象 过程与方法过程与方法 1 运用能用分子动理论的观点初步说明液体表面张力现象 2 理论联系实际 学习运用表面张力解释自然现象 情感 态度与价值观情感 态度与价值观 通过对表面张力现象在实际中的应用 感受成功的喜悦 培养学生对科学研究的兴 趣 教学重点难点教学重点难点 液体的微观结构及其宏观解释 教学方法 教学方法 探究法 教具 教具 多媒体课件 教学过程教学过程设计 一 引入新课 分子在不停的做无规则的运动 分子之间的的相互作用力使得分子聚集在一起 而分 子的无规则运动又使它们分散开来 我们看到自然界中物质的三种状态 液态 气态和固 态 便是由于分子的这两种作用而产生的三种不同的聚集状态 为了更好的研究微观分子 的排布对物质宏观性质的影响 我们分别研究物质的固态 液态和气态 固体 液体和 气体 前面 我们已经研究了固体 今天 我们来研究液体 二 新课教学 用心 爱心 专心2 1 对比液态 气态 固态研究液体的性质 问题 对比气体 固体 讨论液体与这两种物态的宏观性质具有哪些相似的特性 教师教师提示 宏观性质有形状 颜色 硬度 延展性等等 总结 1 液体和气体没有一定的形状 是流动的 2 液体和固体具有一定的体积 而气体的体积可以变化千万倍 3 液体和固体都很难被压缩 而气体可以很容易的被压缩 教师教师讲解 通过上面的研究 我们发现 液体的性质介于气体和固体之间 它与固体一样具有 一 定的体积 不易压缩 同时 又像气体一样没有固定的形状 具有流动性 这些性质 由它的微观结构决定的 下面 我们来对比一下分子的这三种聚集形式 2 液体的微观结构 如果我们假设 固态时物质体积为 1 液化后的体积大约为 10 汽化后的体积则为 板书板书 固态 体积 1 液态 体积大约 10 气态 体积 通过上面的对比 我们可以看出 液体分子的排布更接近固态 在宏观性质上表现出类似 于固态的不可压缩性和体积不变性 跟固体一样 液体分子间的排列也很紧密 分子间的 作用力也比较强 在这种分子力的作用下 液体分子只在很小的区域内做有规则的排列 这种区域是不稳定的 边界 大小随时改变 液体就是由这种不稳定的小区域构成 而这 些小区域又杂乱无章的排布着 使得液体表现出各向同性 非晶体的微观结构跟液体非常 类似 可以看作是粘滞性极大的液体 所以严格说来 只有晶体才能叫做真正的固体 教师教师出示表格对比 固体固体液体液体气体气体 体积对比体积对比110 单个分子表现单个分子表现 在固定的平衡位置附近 做微小的振动 在非固定的平衡位置附 近做振动 没有平衡位置 局部 小区域 局部 小区域 表现表现 分子规则的排列 形成暂时的分子规则排 布 无规则 宏观性质宏观性质各向异性各向同性各向同性 教师教师讲解 由于液体分子排布这种特点 使得液体具有一些特有的物理性质 3 液体的表面张力 用心 爱心 专心3 教师教师出示媒体课件 表面张力的系列图片展示 自然界的水 流动的水银 炽热的铁水等等都是物质的液态形式 在观察这些液态景 观时 我们会注意到 荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形 一滴汞能成为球形在玻璃 板上滚动 这些现象的产生是什么原因呢 这些现象都与液体表面的性质有关 跟气体接触的液面薄层叫做表面层 下面我们通过实 验来研究液体表面层的性质 实验 1 将一个拴有松弛棉线的铁丝环浸入肥皂水中再拿出来 使环上布满肥皂液膜 用 烧热的针刺破棉线一侧的肥皂液膜 观察另一侧肥皂液膜的变化情况和棉线的形状 学生观察并得出结论 环内棉线另一侧的肥皂液膜收缩 棉线变成张紧的弧形 教师教师展示课件 表面张力实验的演示以及原理说明 实验表明 液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样 具有收缩的趋势 教师教师分析 表面层里的分子要比液体内部稀疏一些 出示图片或者视频 在液体内部 分子间既存 在引力 又存在斥力 引力和斥力的数量级相同 在通常的情况下可以认为它们之间的大 小是相等的 而在表面层内 由于分子间距比较大 分子之间的作用力表现为引力 如 图所示 我们可以假想一个分界线 将液体表面分割成 A B 两部分 由于表面分子之间 的引力作用 A 部分对 B 部分具有引力作用 使得 向 A 部分收缩 同样 B 部分对 A 部分 具有引力作用 使得 向 B 部分收缩 我们将液面各部分之间的相互吸引的力称作为表面张 力 在表面张力的作用下液体表面形成一个 弹性薄膜 表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势 在体积相等的各种形状的物体中 球形物 体的表面积是最小的 所以露珠 水银 失重状态下的水滴等等呈现球形 问题 请学生们分析下面这些现象 并解释产生的原因 1 将分币轻轻地放在一碗水的水面上 为什么分币会浮在水面上不沉下去 这是由于表面张力使得液体表面形成一个张紧的薄膜 当分币放置上后 使得液体表 面发生形变 产生弹力 这样受力平衡 所以分币会浮在水面上不沉下去 处于表面层的液体分子 一方面受到上方气体分子作用 另一方面又受到下方液体分 子作用 而液体分子比气体分子的作用强 所以 表面层分子排列比液体内部要稀疏 些 分子间距离较液体内部也大一点 4 浸润和不浸润解释 1 附着层内液体分子间的距离大于分子力平衡距离 r0 附着层内分子间的作用表现 为引力 附着层有收缩的趋势 这样液体与固体间表现为不浸润 用心 爱心 专心4 2 附着层内液体分子间的距离小于分子力平衡距离 r0 附着层内分子间的作用表现 为斥力 附着层有收缩的趋势 这样液体与固体间表现为浸润 5 毛细现象解释 液体浸润管壁 液体边缘部分的表面张力如图 表面张力使管中的液体上升 当液体 的重力跟表面张力相等