高中新教材人教版物理课件选择性必修第三册 第二章 5-液体

内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑课堂小结04随堂练习课标定位素养阐释1.理解液体的表面张力现象。2.理解浸润和不浸润的现象。3.了解液晶的微观结构。通过学习液体的表面张力现象、浸润和不浸润以及液晶的微观结构,形成正确的物理观念。自主预习新知导学一、液体的表面张力1.概念:在液体表面层内的各个方向上都存在,方向总是跟液面

相切

,且与分界面

垂直

,使液体表面

绷紧

的力,叫作液体的表面张力。2.作用效果:使液体表面具有

收缩

趋势。3.液体的表面张力产生原因:在液体内部,分子间平均距离略小于

r0,分子间的作用力表现为斥力;而在表面层,分子比较

稀疏

,分子间的距离略大于

r0,因此分子间的作用力表现为

引力

。4.雨伞的伞面上有很多细小的孔,为什么下雨时,雨水不会从孔里漏下来?答案：因为雨水将纱线浸湿后,在纱线孔隙中形成水膜,水膜的表面张力使雨水不会漏下来。二、浸润和不浸润、毛细现象、液晶1.浸润和不浸润。一种液体会

润湿

某种固体并

附着

在固体的表面上,这种现象叫作

浸润

;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,这种现象叫作

不浸润

。2.毛细现象。(1)毛细现象:浸润液体在细管中

上升

的现象,以及不浸润液体在细管中

下降

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

越大

。(3)农民往往利用翻松地表土壤来保存土壤中的水分,你知道为什么吗?答案：把地表土壤锄松,破坏了土壤表层的毛细管,从而阻止了水分上升到地面而被蒸发掉。3.液晶。像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有

各向异性

的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。(1)木块浮在水面上是液体表面张力的原因。(

)(2)液体分子间的相互作用力比固体分子间的相互作用力弱。(

)(3)毛细现象是浸润或不浸润的实例。(

)(4)一种液体可能浸润某种固体,也可能不浸润另一种固体。(

)(5)液晶在任何条件下,都表现出各向异性。(

)××√√√2.要想把凝固在衣料上的蜡去掉,可以把两层棉纸分别放在蜡迹的上面和下面,然后用热熨斗在棉纸上来回熨烫。为什么这样做可以去掉衣料上的蜡?答案：放在衣料上、下面的棉纸内有许多细小的孔起着毛细管的作用,蜡受热熔化成液体后,由于毛细现象,它们就会被棉纸吸掉。3.(1)为什么液体表面具有收缩的趋势?(2)液体内部分子间的作用力表现为什么力?答案：(1)液体表面具有收缩的趋势是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,所以表面层里分子间表现为引力,这个引力使得液体表面有收缩的趋势。(2)液体内部的分子被其他分子完全包围,在各个方向上受到邻近分子的力的合力为零,因此液体内部分子间的作用力表现为零。合作探究释疑解惑知识点一液体的表面张力【问题引领】

1.水的密度比沙的密度小,为什么沙漠中风能刮起大量沙子,而海洋上的风却只能刮起少量的水珠?2.在春秋季节,早晨起床后我们会发现小草和树叶上有露珠,为什么露珠呈球状?提示：1.由于海水水面有表面张力的作用,水珠之间相互吸引着,风很难把水珠刮起,只能形成海浪,所以海洋上的风只能刮起少量的水珠,而沙漠中的沙子却不一样,沙粒之间作用力很小,几乎为零,所以风很容易刮起大量沙子。2.是表面张力的作用,表面张力促使液体的表面收缩,体积不变的情况下,球体的表面积最小。【归纳提升】

1.液体表面张力及其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,在完全失重的条件下才呈球形)。2.表面张力的成因分析(1)分子间距离特点:由于液体会蒸发,因此液体表面层分子分布比内部分子稀疏。(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。(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,使液体表面形成一层绷紧的膜。画龙点睛

液体表面像张紧的橡皮膜,具有收缩的趋势。【典型例题】

【例题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,这是液体的表面张力的作用;浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A、C选项正确。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选项错误。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(体积一定的情况下球形表面积最小,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选项正确。科学思维

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。【问题引领】

知识点二浸润和不浸润日常生活中,如果你认真观察的话,会发现水中游禽会不时地用嘴抹擦身上的羽毛(如图所示)。你知道为什么吗?提示：游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上,使水不能浸润羽毛。【归纳提升】

1.浸润和不浸润的形成原因(1)浸润的成因:当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,液体浸润固体。(2)不浸润的成因:当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,液体不浸润固体。2.毛细现象的产生原因(1)如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为液体的表面张力的作用,液体会受到向上的作用力,因而管内液面要比管外高;(2)乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到向下的力,因而管内液面比管外低。3.液晶(1)液晶具有流动性,具有液体的特点。(2)液晶在不同方向上光学性质不同。(3)在不同方向上液晶分子的排列情况不同。(4)液晶受到外界影响时,物理性质会发生明显的变化。画龙点睛

液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引。浸润与不浸润是两者合力的表现。【典型例题】

【例题2】

(多选)将不同材料制成的甲、乙两细管插入相同的液体中,甲管内液面比管外液面低,乙管内液面比管外液面高,则(

)A.液体对甲材料是浸润的B.液体对乙材料是浸润的C.甲管中发生的不是毛细现象,而乙管中发生的是毛细现象D.若甲、乙两管的内径变小,则甲管内液面更低,乙管内液面更高解析：液体对固体浸润的情况下,在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下,液面将上升,所以A错,B对。毛细现象是指浸润液体在细管中上升,以及不浸润液体在细管中下降的现象,C错。在液体和毛细管材料一定的情况下,管越细毛细现象越明显,D对。BD科学思维

浸润是固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力,使附着层内分子的分布比液体内部更密,使液体跟固体的接触面有扩大的趋势。不浸润是固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力,使附着层内分子的分布比液体内部更稀疏,使液体跟固体的接触面有收缩的趋势。毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象。【变式训练2】

(多选)关于液晶,下列说法正确的有(

)A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化解析：液晶的微观结构介于固体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项A、B错误。外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质。温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,选项C、D正确。CD课堂小结随堂练习1.(浸润和不浸润)(多选)关于浸润和不浸润现象,下列说法正确的是(

)A.水银是浸润液体,水是不浸润液体B.在内径小的容器里,如果液体能浸润容器壁,则液面成凹形,且液体在容器内上升C.如果固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成浸润现象D.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散BD解析：液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体共同决定的,A错。如果液体浸润容器壁就会形成凹面,且液体在容器中上升,B对。如果固体分子对液体附着层分子的引力大于液体内部分子的引力,附着层内的分子较密,分子力表现为斥力,会看到液体的浸润现象,C错。在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必须用盖子盖紧,D对。2.(表面张力的理解)关于液体表面的特征,下列说法正确的是(

)A.液体表面层的分子分布比内部密B.液体有使其体积收缩到最小的趋势C.液体表面层分子之间只有引力而无斥力D.液体有使其表面积收缩到最小的趋势解析：液体表面层的分子分布比内部稀疏,故A错。液体由于表面张力作用,有使其表面积收缩到最小的趋势,故B错,D对。液体表面层分子之间既有引力也有斥力,只是由于分子间距离较大,表现为引力,故C错。D3.(浸润与毛细现象)(多选)下列关于浸润(不浸润)现象与毛细现象的说法正确的是(

)A.水可以浸