2.5液体 教案

9.2液体
〖教材分析〗
本课知识与前面所学的知识都有紧密的联系。因此学好本节课能够加深对前面所学知识的理解，更加全面的认识这个世界。在教材中，本节课内容较多，所以将本节课分为1.5课时。考虑到本节课的学习内容主要是用微观理论解释宏观现象 ，因此在学习过程中，结合试实验探究、通过归纳总结得出结论。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念∶能从物理学的视角观察自然现象，具有将物理学与实际相联系的意识。
科学思维∶用对比的方法让学生知道液体的微观结构和基本性质。
科学探究：观察液面呈现的现象、积极参与实验探究活动，经历发现问题一猜想一探究一结论一交流的探究过程。
科学态度与责任∶有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题，在生活感悟物理文化。
〖教学重难点〗
教学重点：液体的表面张力、浸润和不浸润现象、毛细现象。
教学难点：表面张力形成的原因、毛细现象形成的原因、解释相关现象。
〖教学准备〗
多媒体课件、烧杯三个、针、肥皂水、棉线、铁丝环、滴管、玻璃片、羽毛、荷叶等。
〖教学过程〗
一、新课引入
提出问题：
在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中，比一比看谁放入的曲别针数量最多，而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗
二、新课教学
（一）液体的表面张力
叶面上的露珠、玻璃板上的小水银滴，总是球形；一些昆虫可以停在水面上……你知道这是为什么吗？
有的同学说昆虫在水面上是因为浮力，先来看个实验：一根针可以停在水面上，把针拿出来，如果是浮力针就会湿润。看到的是不湿润所以不是浮力。
课本实验
实验一：在铁环上栓一个棉线，进入肥皂水中再拿出来 铁环上就会附上一层肥皂水薄膜。要注意此时的棉线是松弛的，接着等用针刺破棉线上面的薄膜。（动图展示实验过程）
现象：细棉线被拉直了。
结论：液体表面有收缩的趋势。
实验二：把一个棉线图系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的(图9.2-4甲)。用烧热的针刺破棉图里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。（动图展示实验过程）
现象：是棉线圈被拉紧了。
结论：液体表面有收缩的趋势。
问题：为什么液面有收缩的趋势？
展示液体表面微观示意图。
介绍表面分层结构。液体表面上的分子由于和空气相接触，分子间距离明显大于液体内部的分子。
展示分子力曲线图。当分子间距离小于平衡位置的距离，分子间表现出斥力，反之表现出引力。
回到液体表面，表面层的分子间距恰好略大于平衡位置的距离，分子间表现为引力，它存在于液体表面的各个方向，使液体表面绷紧，看起来近似球形。即
作用效果：使液面收缩绷紧，使其收缩到表面积最小。
如果在液体表面任意画一条线MN，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体表面紧。于是咱们把这个力称做液体的表面张力。
表面张力：液面各部分间的相互吸引力。
液体表面张力的作用点：在液面断裂处或边缘。
方向:沿着液面。
思考与讨论
还记得《普通高中教科书物理必修第一册》中展示的"太空授课"画面吗 在空间站里，水滴的形状是一个完美的球形。生活中我们还经常看到荷叶上的露珠呈扁平球形等现象。你能解释这是为什么吗
分析：因为在体积相同的情况下，球形的表面积最小。质量小则重力小，其形状越接近球形，因为重力的作用会使液滴变得有点扁平。
回到我们最初的问题：水黾可以停在水面上，是因为液体表面张力吗？
表面张力的作用是使液体表面形成一层薄膜，薄膜有收缩的趋势，液面对昆虫的作用其实是液体表面张力作用的结果。同理水杯的水没有溢出。
问题的提出：液体的表面张力，它是液体表面与空气相接触时产生的现象。但如果换成液体表面与固体接触，又会有啥现象呢？
（二）浸润和不浸润
演示实验
分列向一块洁净的璃板上和一块涂的璃上滴一滴水，慢慢抬起成璃板的一端使它们倾斜。你看到了什么现象
分析：在洁净的玻璃片上滴一滴水，这滴水会逐渐散开，附着在玻璃片上，变成一个薄层。类似的，把玻璃片浸入水中后取出，也会看到表面有一层水。
但如果换成石蜡，水就不会附着在石蜡片上，而是滚来滚去。类似的，把石蜡浸入水后取出，上面感受不到一点点来自水银的思念。这就和我们常见的荷叶上的水珠类似，荷叶不会有水迹。
①浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体表面。
以上玻璃的这种现象叫做浸润。对玻璃来说，水就是浸润液体，所以咱可以说水能浸润玻璃。
②不浸润：一种液体不会润湿某种固体也不会附着在固体表面。
石蜡和水的这种现象呢就叫做不浸润，所以说水不浸润石蜡。
③浸润和不浸润是一组相对的概念
对于同种液体也不是啥固体都能浸润，一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关。比如水可以浸润玻璃，但不浸润石蜡。再比如水银不浸润玻璃，但能浸润玻璃。一般来说，化学性质相近的液体和固体之间可以浸润。而性质相差较大的就不浸润。
④浸润和不浸润的区别
玻璃试管中的水就会进润湿管壁是附近的水面向上延伸，那么液体表面整体看起来是像下凹的。玻璃试管中的水银，它不浸润试管壁附近的液体叫向下缩，所以液体表面整体看起来是凸起的。
实验
将内径不同、两端开口的洁净细玻璃管竖直插入水中，观察细玻璃管中液面的高度;再将另一组内径不同、两端开口的塑料笔芯竖直插入水中，观察笔芯中液面的高度。
实验结果表明，洁净细玻璃管内的液面比水面高;塑料笔芯内的液面比水面低。管的内径越小，上述现象就越明显。
⑤毛细现象的概念
因为水浸润玻璃而水银不浸润玻璃，于是把这种
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称为毛细现象。能发生毛细现象的细管，叫毛细管。
⑥毛细现象的应用
土壤中也有很多毛细管儿，地下的水分可以沿着他们上升到地表，当农民伯伯想要保存地上的水分来给植物的根吸收时，就会把地面的土壤疏松，破坏土壤中的毛细管儿。反过来，当需要把地下的水分引上来时，不仅要保护这些毛细管，还要把他们变得更细，所以此时就要用碾子压紧土壤，增强毛细管儿的效果。
（三）液晶
提到物态，肯定会马上想到固、液、气这三态。而且你也知道，固体加热融化会变成液体，本来固体分子排列的整整齐齐，但变成液体后就乱的毫无章法。
液晶：具有流动性和各向异性，介于固态和液态之间。
因为分子在特定方向上排列的还算整齐。所以和固体类似，都具有各向异性，但又像液体一样具有流动性。
①液晶的光学各向异性
入射光的偏振方向与液晶分子长轴的方向成不同夹角时，液晶对光的折射率不同。因此，一束非偏振光射入液晶层后再射出时，由于液晶折射率的各向异性会产生两束光程不同的光。
②液晶与生物
除此之外，科学家发现有些液晶的特点与生物组织的特点恰好吻合。比如人的大脑、肌肉、视网膜等多种组织中都有液晶结构，所以有关液晶的研究，也称为物理学与生命科学之间合作的热点，真是前途无量啊。
科学漫步：液晶显示
〖板书设计〗
9.2液体
二、液体的表面张力
表面张力∶液面各部分间的相互吸引力
作用点∶在液面断裂处或边缘。
方向∶沿着液面。
作用效果∶ 使液面收缩绷紧，使其收缩到表面积最小。
三、浸润和不浸润
1.浸润：
2.不浸润：
3.一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。
4.浸润与不浸润两种现象的判断 ∶ 向上弯的是浸润，向下弯的是不浸润。
5.毛细现象：
6.能够发生毛细现象的管叫做毛细管。
三、液晶
〖教学反思〗
液体介于固体和气体之间的。它的性状和两者都是相似的，但又有许多的不同。本课内容比较多，实验也较多，但是实验非常有趣，在课堂实验之外可以多讲解一些生活中的实验，引起学生的兴趣增强学习的积极性，以及培养学生物理思维等。在时间上可以把本课适当分为1.5课时。
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