高中物理 液體的表面張力課件 魯科版選修3-3.ppt
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,,高中物理·選修3-3·魯科版,,,第3章 液體 第1節(jié) 液體的表面張力,[目標定位] 1.認識液體的微觀結構. 2.能解釋液體表面張力產(chǎn)生的原因. 3.理解由于表面張力而產(chǎn)生的物理現(xiàn)象.,一、液體表面的收縮趨勢 1.實驗:回形針、硬幣漂浮在水面上 (1)現(xiàn)象:當回形針或硬幣漂浮在水面上時,托起回形針或硬幣的水面 ,就像放有圓形小物品的橡皮膜稍有彎曲一樣. (2)結論:液面給回形針或硬幣等小物品施加了 的支持力.,稍有彎曲,向上,2.實驗:觀察肥皂膜的變化 (1)現(xiàn)象 ①鐵絲框上的肥皂膜會把滑棍 . ②肥皂膜里的棉線圈,當刺破圈內(nèi)肥皂膜,棉線圈外的肥皂膜使棉線張緊,形成 . (2)結論:液體的表面都類似于張緊的彈性薄膜,具有 的趨勢. 3.實驗結論:液體表面有一種 的趨勢.正是這種 的趨勢使露珠、乳滴等變?yōu)榍蛐危?拉回,圓形,收縮,收縮,收縮,,二、表面張力及其微觀解釋 1.表面層 (1)定義:液體與氣體接觸的表面存在的一個 . (2)特點:表面層分子的分布比液體內(nèi)部 .,薄層,稀疏,2.表面張力 (1)定義:液體表面各部分間相互 的力. (2)作用效果:由于表面張力的作用,液體表面總要 到盡可能小的面積.而體積相等的各種形狀的物體中,球形物體的表面積 .因此小水珠、小露珠等都呈現(xiàn) .若露珠過大,重力影響不能忽略,則呈 .在完全失重環(huán)境下,可形成標準的球形.,吸引,收縮,最小,球形,橢球形,一、液體的微觀結構及表面張力 1.液體的微觀結構與宏觀特性:液體中的分子是密集排列在一起的,所以液體具有一定的體積.液體之間的分子作用力比固體分子間的作用力要?。砸后w沒有固定的形狀,具有流動性,分子的移動比固體分子容易,所以擴散比固體要快.,2.液體表面張力的成因分析: (1)由于蒸發(fā)現(xiàn)象,液體表面分子分布比內(nèi)部分子稀疏,因而分子力表現(xiàn)為引力. (2)表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面形成一層繃緊的膜. (3)表面張力的方向和液面相切,垂直于液面上的各條分界線.如圖3-1-1所示.,圖3-1-1,3.表面張力及其作用: (1)表面張力使液體表面具有收縮趨勢,使液體表面積趨于最?。隗w積相同的條件下,球形的表面積最?。?,吹出的肥皂泡呈球形,滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形(但由于受重力的影響,往往呈扁球形,在完全失重條件下才呈球形). (2)表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外,還跟液體的種類、溫度有關.,【例1】 下列敘述中正確的是 ( ) A.液體表面張力隨溫度升高而增大 B.液體盡可能在收縮它們的表面積 C.液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的勢能 D.液體表面層的分子分布要比液體內(nèi)部分子分布緊密些 答案 BC,解析 這是有關液體表面層分子相互作用的問題,液體的表面層由于和氣體接觸,與內(nèi)部情況不同,表面層分子的分布要比內(nèi)部稀疏.這樣分子間就表現(xiàn)為引力了,宏觀上即表面張力,這樣液體表面就有收縮到最小的趨勢.隨溫度的升高,表面層分子距離更要增大,引力作用隨之減小,所以表面張力要減?。谝后w內(nèi),分子間的引力基本等于斥力,即r=r0,分子勢能最小,在表面層r>r0,所以分子勢能比液體內(nèi)部的分子勢能大.,借題發(fā)揮 表面層液體分子間距離大于r0,升溫時,表面層分子距離增大,要克服分子引力做功,故液體分子勢能增大,而由分子間作用的特點可知:表面張力將隨分子間距的增大而減?。?針對訓練1 下列關于液體表面張力的說法中正確的是 ( ) A.表面張力的作用是使液體表面伸張 B.表面張力的作用是使液體表面繃緊 C.有些小昆蟲能在水面上自由行走,這是由于水的表面張力的緣故 D.用滴管滴液滴,滴的液滴總近似是球形,這是由于表面張力的緣故 答案 BCD,解析 表面張力的作用效果是使液體表面繃緊,由于表面張力,使小昆蟲站在液面上;由于表面張力使液滴收縮成球形.故正確答案為B、C、D.,【例2】 下列說法正確的是 ( ) A.表面張力就是分子力 B.水面托起縫衣針表明表面張力與縫衣針的重力相平衡 C.表面張力的大小跟液面上分界線的長短有關 D.液體表面好像張緊的橡皮膜具有收縮趨勢 答案 CD,解析 表面張力是液體表面層內(nèi)分子引力的宏觀表現(xiàn),不能說表面張力就是分子力.故A選項錯誤;縫衣針在水面上靜止是液膜對其彈力與重力平衡,B選項錯誤;表面張力的大小與液面上分界線的長短有關,且表面張力有使液面收縮的趨勢,因此C、D選項正確.,二、液體內(nèi)部和表面層分子的分布特點 1.液體內(nèi)部分子的運動特點:在液體內(nèi)部,每個分子周圍有許多別的分子.當某個分子從平衡位置向某一方向運動時,它一方面要受到所離開的那個方向的分子的吸引,另一方面又要受到所靠攏的那個方向的分子的排斥.引力和斥力的數(shù)量級相同,通常可認為其大小相等.因此,液體內(nèi)部分子只能在平衡位置附近振動,分子間距等于r0.,2.液體表面分子的分布:液體表面附近的分子由平衡位置向外運動時,因為氣體分子對它的斥力很小,不起顯著作用,它只受到內(nèi)部分子的吸引力,因此使它恢復到平衡位置的作用力就沒有在液體內(nèi)部時大,使得表面層里的分子振動的振幅要比液體內(nèi)部分子的振幅大,一些動能大的分子就有可能沖出吸引力范圍,成為氣體分子,結果形成表面層里的分子分布比液體內(nèi)部的分子分布稀疏,分子之間的距離就比較大(r>r0).,【例3】 關于液體表面的收縮趨勢,正確的說法是 ( ) A.因為液體表面分子的分布比內(nèi)部密集,所以有收縮趨勢 B.液體表面分子的分布和內(nèi)部相同,所以有收縮趨勢 C.因為液體表面分子的分布比內(nèi)部稀疏,所以有收縮趨勢 D.液體表面分子受到與其接觸的氣體分子的斥力作用,使液體表面有收縮趨勢 答案 C,解析 液體表面層內(nèi)分子比液體內(nèi)部分子分布稀疏.在液體內(nèi)部分子間的距離是r=r0,分子引力和分子斥力相等,對外表現(xiàn)的分子力為零.在表面層,分子間的距離是rr0.分子間的作用力表現(xiàn)為相互吸引,它的作用是使液體表面繃緊,有收縮的趨勢,A、B錯誤,C正確;表面層上方的氣體分子對液體表面分子的吸引力很小,可以忽略,不是使液體表面收縮的原因,故D錯誤.,針對訓練2 在液體與氣體接觸的表面層內(nèi),分子的分布及分子間的作用力的特點是 ( ) A.分子的分布比液體內(nèi)部密,分子間的作用力表現(xiàn)為引力 B.分子的分布比液體內(nèi)部密,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 C.分子的分布比液體內(nèi)部疏,分子間的作用力表現(xiàn)為引力 D.分子的分布比液體內(nèi)部疏,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 答案 C,解析 對于液體表面層內(nèi)的分子,由于液體內(nèi)部分子對它的引力大于空氣分子對它的引力,所以表面層內(nèi)分子所受的合力指向液體內(nèi)部,所以表面層的分子都有擠進液體內(nèi)部的趨勢,因此表面層分子較液體內(nèi)部稀疏,分子間的距離大,分子力表現(xiàn)為引力,這是表面張力產(chǎn)生的原因,選項C正確.,- 配套講稿:
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