高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、液体和固态第四节 液体的表面张力多媒体教学课件ppt

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知识点一　表面张力1．分子力的特点．在液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引．2．液体的表面张力．(1)定义：液体表面各部分之间相互吸引的力．(2)作用效果：使液体表面具有收缩趋势. (3)表面层：液体跟气体接触的表面存在的一个薄层．
知识点二　毛细现象1．浸润和不浸润．(1)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上，这种现象叫作不浸润．(2)附着层：当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层．(3)浸润和不浸润是分子力作用的表现．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．
小试身手1．(多选)下列现象中，哪些是液体的表面张力造成的 (　　)A．两滴水银相接触，立即会合并到一起B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球状C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D．水珠在荷叶上呈球状
ABD　解析：用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，故本题选A、B、D.
2．(多选)关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中不正确的是(　　)A．水是浸润液体B．水银是不浸润液体C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
ABD　解析：浸润和不浸润，是指一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义．同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润．而对荷叶就不浸润；浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，选项C正确．
探究一　液体的表面张力1．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．2．表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果．3．表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示．
4．表面张力的作用：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，在失重条件下才呈球形．
【典例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，因此，这是液体的表面张力在起作用．浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故选项A、C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，故选项B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(体积一定情况下以球形表面积为最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故选项D正确．
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．
1．为什么有些硬币可以浮在水面上？(　　)A．受到水的浮力B．水的表面张力作用的结果C．浮力和表面张力共同作用的结果D．以上说法都不对
B　解析：这一现象是表面张力作用的结果．由于硬币密度大于水的密度，硬币放入水中易下沉，而硬币表面由于经常和手接触，有一层油膜，这一层油膜使硬币与水不浸润．将硬币轻轻放在平静的水面时，在水的表面张力作用下，硬币可以浮在水面上．
2．关于液体表面张力的说法中正确的是(　　)A．把一细针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针的重力小，又受到液体浮力的作用B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体内分子间有吸引力C．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面积要收缩到最小D．滴入水中的红墨水很快散开，是因为液体表面张力的作用
C　解析：与气体接触的液体，其表面层分子间距离大于液体内部分子间距离(约为r0)，所以表面层内分子间的作用力表现为引力，即表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，把细针小心地放在水
面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力大小等于液体表面层对针的支持力的大小，针就能浮在液体的表面，故A错误；在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面层分子间有相互吸引力，该力使得水银滴的表面积有收缩到最小的趋势，故B错误；玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面积要收缩到最小，故C正确；滴入水中的红墨水很快散开，是分子的无规则运动的结果，与表面张力无关，故D错误．
探究二　毛细现象、浸润与不浸润1．浸润和不浸润现象成因分析．(1)附着层内分子受力情况：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．(2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力，具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体．(3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子之间表现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体．
2．毛细现象．(1)两种表现：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降．(2)产生原因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系．如图所示，图甲是浸润情况，此时管内液面呈下凹，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高；图乙是不浸润情况，管内液面上凸，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低．
【典例2】　(多选)把极细的玻璃管插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是(　　)
AC　解析：因为水能浸润玻璃，无论管内外均为浸润，所以选项A正确，B错误；水银不浸润玻璃，选项C正确；选项D中外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的．
毛细现象中，若液体与管浸润，则管壁给液体向上的拉力，使靠近管壁处的液体上升，液面下凹；若液体不浸润管，则管壁给液体向下的拉力，使靠近管壁处的液体下降，液面上凸．
3．(多选)下列关于浸润和不浸润的说法正确的是(　　)A．一种液体是否浸润某种固体取决于这两种物质的性质B．附着层中的分子一定同时受到固体分子和液体内部分子的作用力C．浸润时，附着层中的液体分子可能比液体内部的分子稀疏D．液体不浸润某种固体时，附着层中的液体分子相互吸引
ABD　解析：一种液体是否浸润某种固体，与液体和固体的性质都有关系，如水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，故A正确；附着层中的分子同时受到固体分子和液体内部分子的作用力，故B正确；浸润时附着层内的液体分子比液体内部的分子密集，分子间作用力表现为斥力，有扩展趋势，故C错误；液体不浸润某种固体，例如水银
不浸润玻璃，当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受到的玻璃分子的吸引力比受到内部水银分子的吸引力弱，则附着层中的水银分子比水银内部的分子稀疏，这时附着层中的分子之间相互吸引，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，故D正确．
4．下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是(　　)A．油是浸润液体B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力
D　解析：一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质均有关，不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体，选项A错误；在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大，分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层有扩展的趋势，故选项B、C错误，选项D正确．
5．(多选)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．管中的液体表面一定是下凹D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
ACD　解析：这是浸润现象，这时固体分子与液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布比液体内部密，这样就会使液体间出现相互排斥力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势．