高中物理 2.5 液体的表面张力课件 粤教版选修33.ppt

第二章固体 液体和气体第五节液体的表面张力 高中物理 选修3 3 粤教版 目标定位 1 通过实验 观察液体的表面张力现象 2 解释表面张力产生的原因 3 交流讨论日常生活中表明张力现象的实例 液体表面张力及其微观解释1 表面层 1 液体的表面是一个厚度为分子 10 9m 的薄层 2 液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大 3 液体表面层的分子受到的全部分子引力的合力垂直液面指向液内 因此液体表面就有收缩的趋势 预习导学 有效作用距离 2 表面张力 1 定义 液体表面各部分间相互的拉力 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 因此小水珠 小露珠等都呈现 若露珠过大 重力影响不能忽略则呈 完全失重环境下 可形成标准的球形 预习导学 作用 小 最小 球形 椭球形 一 表面张力及液体的表面现象1 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 在完全失重条件下才呈球形 2 表面张力的大小除了跟边界线长度有关外 还跟液体的种类 温度有关 课堂讲义 课堂讲义 例1如图2 5 1所示 金属框上阴影部分表示肥皂膜 它被棉线分割成a b两部分 若将肥皂膜的a部分用热针刺破 棉线的形状是下图中的哪一个 答案d 课堂讲义 解析肥皂膜未被刺破时 作用在棉线两侧的表面张力互相平衡 棉线可以有任意形状 当把a部分液膜刺破后 在b部分液膜表面张力的作用下 棉线将被绷紧 因液体表面有收缩到面积最小的趋势 而在同周长的几何图形中 圆面积最大 所以棉线被拉成凹的圆弧形状 正确选项为d 课堂讲义 二 表面张力的微观解释1 分子力特点 分子作用球是半径等于分子有效作用距离的球 液体内部的分子a受到的所有球内分子对它的作用力为零 表面层分子b受到的斥力可认为是球对称的 但缺少了表面层外分子的引力 因此分子b受到的引力的合力垂直液面指向液内 图2 5 2 课堂讲义 2 表面特性 因把液体内部的分子移到表面层去时 分子力做负功 分子势能增加 所以分子在表面层时比在液体内具有较大的势能 表面层越大 分子数越多 表面层的势能就越大 液体表面减小时 表面层的势能就要减少 又势能总有减少的倾向 因此 液体表面具有收缩的趋势 课堂讲义 课堂讲义 例2 双选 下列叙述中正确的是 a 液体表面张力随温度升高而增大b 液体尽可能在收缩它们的表面积c 液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能d 液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些答案bc 课堂讲义 解析这是有关液体表面层分子相互作用的问题 液体的表面层由于和气体接触 与内部情况不同 表面层分子的分布要比内部稀疏 这样分子间就表现为引力了 宏观上即表面张力 这样液体表面就有收缩到最小的趋势 随温度的升高 表面层分子距离更要增大 引力作用随之减小 所以表面张力要减小 而在液体内 分子间的引力基本等于斥力 即r r0 分子势能最小 在表面层r r0 所以分子势能比液体内部的分子势能大 课堂讲义 借题发挥表面层液体分子间距离大于r0 升温时 表面层