2012【优化方案】精品课件：鲁科物理选修3-3第3章第1节第2节

(共41张PPT)
第1节　液体的表面张力

第2节　毛细现象
课前自主学案
核心要点突破
课标定位
课堂互动讲练
第1节第2节
知能优化训练
课标定位
学习目标：1.知道液体的表面张力现象．
2．会应用分子动理论的观点，解释液体表面张力产生的原因．
3．知道什么是浸润和不浸润现象，能用浸润和不浸润解释现象．
4．知道附着层的特点，懂得浸润和不浸润现象产生的原因．
5．知道毛细现象，能用毛细现象解释现象．
重点难点：1.能用液体的微观结构解释表面张力．
2．掌握什么是毛细现象，并解释有关现象．
课前自主学案
一、液体表面的收缩趋势
液体的表面都类似于张紧的弹性薄膜，具有____的趋势．
二、表面张力及其微观解释
1．液体和气体接触的表面存在一个薄层，叫做______．表面层分子的分布比液体内部____，即表面层分子间的距离比液体内部分子间距离大．
2．液体表面各部分间________的力，叫做表面张力．
收缩
表面层
稀疏
相互吸引
三、浸润与不浸润
1．液体______固体表面上的现象叫做____．液体________固体表面的现象叫做______．
2．当液体跟固体接触时，在接触处会形成一________，叫做______．
四、毛细现象
1．浸润液体在细管里____的现象和不浸润液体在细管里____的现象，叫做________．
2．能够发生________的管叫做______．
附着在
浸润
不附着在
不浸润
液体薄层
附着层
上升
下降
毛细现象
毛细现象
毛细管
核心要点突破
一、表面张力的形成及其作用
1．液体的微观结构
液体中的分子跟固体一样是密集排列在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分子只在很小的区域内有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成．液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域在杂乱无章地分布着．
2．表面张力的形成
(1)表面层：液体与气体接触的表面存在着一个薄层，叫表面层．
(2)微观解释
液体与气体接触的表面层中的分子分布较内部稀疏，分子间距大于分子力平衡时的距离r0(而液体内部分子间的距离可以认为等于r0，分子间相互作用的引力和斥力可认为相等)，分子间的相互作用力表现为引力，从而使液体表面像一块张紧了的膜，各部分之间存在相互吸引的力，即表面张力．液体内部的分子受到邻近分子的引力在各个方向上的合力等于零．而液体表面层分子受到引力的合力指向液体的内部．
(3)表面张力的方向
表面张力的方向，与液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图3－1－1所示．
图3－1－1
3．表面张力的作用
(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体面积趋于最小，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，滴在洁净玻璃上的水银滴呈球形 .(由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下呈球形)
(2)表面张力的大小除跟边界长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．一般情况下，温度越高，表面张力就越小．另外，杂质也会明显地改变液体的表面张力大小．比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小．也就是说，洁净水的表面具有更大的收缩趋势．
特别提醒：表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间的引力的宏观表现．凡液体与气体接触的表面都存在表面张力．
二、正确理解浸润和不浸润现象
1．附着层
(1)定义：液体跟固体接触处形成的液体薄层．
(2)特点：附着层中的液体分子同时受到液体内部分子的吸引力(内聚力)和固体分子的吸引力(附着力)
2．液体能否浸润固体由内聚力和附着力大小决定
(1)内聚力大于附着力．附着层的分子比液体内部稀疏，附着层内出现与液体表面张力相似的收缩力，此时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润．
(2)内聚力小于附着力，附着层中的分子比液体内部更密．附着层中出现液体相互推斥的力．此时跟固体接触的液面有扩展的趋势，形成浸润．
3．微观解释
当液体与固体接触时，附着层中的液体分子受固体分子的吸引比内部液体分子弱，结果附着层中的液体分子比其内部稀疏，这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象．
相反，如果受到固体分子的吸引相对强，附着层里的分子就比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子互相排斥的力，这时跟固体接触的表面有扩展的趋势，从而形成浸润现象．总之，浸润和不浸润现象是分子力作用的宏观表现．
特别提醒：液体能否浸润固体，取决于两者的性质，而不单纯由液体或固体单方面性质决定．同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的．如：水能浸润玻璃，而不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润锌板．
三、对毛细现象的正确理解
1．定义：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象．
2．现象：浸润液体在毛细管里上升后，形成凹月面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面．
3．因素：毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大．
4．成因：(1)浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲．呈凹形，表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作用，管内液面上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体停止上升，稳定在一定的高度．
(2)不浸润液体则与浸润液体情况相反．如图3－1－2所示．
图3－1－2
课堂互动讲练
表面张力产生的原因
液体表面张力产生的原因是(　　)
例1
A．液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力
B．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力
C．液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力
D．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
【思路点拨】　根据表面张力的形成及分子力的特点分析．
【精讲精析】　液体表面层分子间距离介于气体和液体之间．液体分子力可认为是零，则表面层分子力表现为引力，故C正确．
【答案】　C
【方法总结】　要从表面张力产生的原因上理解，实际上这部分知识是分子动理论的应用，表面层分子间的距离比液体内部大，比气体内部小，分子间表现为相互吸引，这种吸引的宏观表现就是表面张力．
变式训练1　液体表面具有收缩趋势的原因是(　　)
A．液体可以流动
B．液体表面层分子间距小于液体内部分子间距
C．与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离
解析：选D.由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层的分子间的作用力为引力，这种力使液体表面层的相邻部分之间相互吸引，产生的吸引力即表面张力；表面张力使液体表面有收缩的趋势．
以下各种说法中正确的是(　　)
浸润、不浸润现象的分析
例2
A．因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体
B．液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的
C．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
D．当A液体和B固体接触时，发生浸润现象还是发生不浸润现象，关键取决于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些
【思路点拨】　浸润与不浸润是由液体和固体共同决定的．液体浸润固体，附着层面积要扩张，不浸润固体附着层面积要收缩．产生的条件是固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力关系，由此可加以分析判断．
【精讲精析】　水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，所以A错，B正确．在处于完全失重状态的人造卫星上，如果液体浸润其器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必须盖紧，C正确．D选项说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理，故选B、C、D.
【答案】　BCD
【方法总结】　某种液体是否为浸润液体，并不完全取决于自身，而是由液体和固体的性质共同决定，因此，不要由某一特例就确定是浸润或不浸润．
变式训练2　若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则(　　)
A．附着层分子密度大于液体内分子的密度
B．附着层分子的作用力表现为引力
C．管中的液体一定是凹形弯月面的
D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
解析：选ACD.由于浸润现象，固体分子与液体分子间的引力强，造成附着层内分子的分布就比液体内部更密，这样就会使液体分子间作用力表现为斥力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势．
把极细的玻璃管插入水中与水银中，如图3－1－3所示，正确表示毛细现象的是(　　)
判断毛细现象
例3
图3－1－3
【思路点拨】　可以从液体是否浸润固体的角度判断液面的形状，由附着层的表面张力判断液面的上升和下降情况．
【自主解答】　因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错误．水银不浸润玻璃，C正确．D项中外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的，故正确选项为A、C.
【答案】　AC
【方法总结】　液体与管浸润，则管壁给液体向上的拉力，液面下凹，液体不浸润管，则管壁给液体向下的拉力，靠近管壁处的液体下降，液面上凸．
变式训练3　用干净的玻璃毛细管做毛细现象的实验时，可以看到(　　)
A．毛细管插入水中，管越细，管内水面越高，管越粗，管内水面越低
B．毛细管插入水银中，管越细，管内水银面越高
C．毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低
D．毛细管插入跟它不浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它浸润的液体中时，管内液面下降
解析：选AC.毛细管插入跟它浸润液体中时液面上升，而且管越细，液面越高，管越粗，液面越低．毛细管插入跟它不浸润液体中时，液面下降，而且管越细，液面越低，管越粗，液面越高．
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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