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,,,第二章 固體、液體和氣體 第五節(jié) 液體的表面張力,高中物理選修3-3粵教版,[目標(biāo)定位] 1.通過實(shí)驗(yàn)，觀察液體的表面張力現(xiàn)象． 2.解釋表面張力產(chǎn)生的原因． 3.交流討論日常生活中表明張力現(xiàn)象的實(shí)例．,液體表面張力及其微觀解釋 1．表面層 (1)液體的表面是一個厚度為分子 (10－9 m)的 薄層． (2)液體表面層分子的勢能比液體內(nèi)部分子的勢能大． (3)液體表面層的分子受到的全部分子引力的合力垂直液面指向液內(nèi)，因此液體表面就有收縮的趨勢．,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué),有效作用距離,2．表面張力 (1)定義：液體表面各部分間相互 的拉力． (2)作用效果：由于表面張力的作用，液體表面總要收縮到盡 可能 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 ．完全失重環(huán)境 下，可形成標(biāo)準(zhǔn)的球形．,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué),作用,小,最小,球形,橢球形,一、表面張力及液體的表面現(xiàn)象 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小．而在體積相同的條件下，球形的表面積最小．例如，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(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)．,課堂講義,課堂講義,例1 如圖2－5－1所示，金屬框上陰影部分表示肥皂膜，它被棉線分割成a、b兩部分．若將肥皂膜的a部分用熱針刺破，棉線的形狀是下圖中的哪一個 ( ),答案 D,課堂講義,解析 肥皂膜未被刺破時，作用在棉線兩側(cè)的表面張力互相平衡，棉線可以有任意形狀．當(dāng)把a(bǔ)部分液膜刺破后，在b部分液膜表面張力的作用下，棉線將被繃緊．因液體表面有收縮到面積最小的趨勢，而在同周長的幾何圖形中，圓面積最大，所以棉線被拉成凹的圓弧形狀．正確選項(xiàng)為D.,課堂講義,二、表面張力的微觀解釋 1．分子力特點(diǎn)：分子作用球是半徑等于分子有效作用距離的球，液體內(nèi)部的分子A受到的所有球內(nèi)分子對它的作用力為零，表面層分子B受到的斥力可認(rèn)為是球?qū)ΨQ的，但缺少了表面層外分子的引力，因此分子B受到的引力的合力垂直液面指向液內(nèi)． 圖2－5－2,課堂講義,2．表面特性：因把液體內(nèi)部的分子移到表面層去時，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，所以分子在表面層時比在液體內(nèi)具有較大的勢能，表面層越大，分子數(shù)越多，表面層的勢能就越大，液體表面減小時，表面層的勢能就要減少，又勢能總有減少的傾向，因此，液體表面具有收縮的趨勢．,課堂講義,課堂講義,例2 (雙選)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,課堂講義,解析 這是有關(guān)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，所以表面張力要減小．而在液體內(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．,課堂講義,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(diǎn)可知表面張力將隨分子間距的增大而減?。?對點(diǎn)練習(xí),單擊此處進(jìn)入 對點(diǎn)練習(xí),