《水的表面张力》教学设计
河北师范大学化学学院
教学目标：
1.细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。
2.作出科学预测并通过实验验证。
3.进一步训练科学观察、实验、记录等科学素养。
科学探究：
科学知识：
1.认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。
2.了解生活中水的表面张力现象。
情感态度、价值观：
1.培养学生细致观察、大胆预测、认真实验科学的习惯。
2.体验大自然的奥秘，进一步热爱科学探究活动。
教学准备：
1.收集水的表面张力材料。
2.分组材料：玻璃杯两个、玻璃球、硬币、大头针、小块滤纸、滴管、洗
洁精。
教学过程：
一、激趣导入
1.谈话：看到我们桌上的研究材料，聪明的同学一定能猜到我们今天的研究内容和水有关。说到水，相信同学们一定不陌生，那么你们知道水的哪些特点呢？还知道水有什么特点吗？（大家的科学知识真不少！）
今天的我们还要继续来研究水的一个新的特点。如果不借助船、木筏等工具，你们能在水面上悠闲自在的散步吗？对，肯定不行，只有在一些武侠片中，我们才能看到一些轻功高手在水面上疾驰如飞，不过这都是虚构的。但是在自然界中却有一些动物能在水面上悠闲自在的散步，你们见过吗？想不想来看一下？
2.（出示：水黾等的图片。）水黾的本领大吧！看来它可是真正的轻功高手了。水黾怎么可以在水面上而不沉下去呢？想不想揭开其中的奥秘？。
二、认识水的表面张力现象
1.讲述：我们首先借助大头钉来研究。把大头钉丢在水里，会怎样？
（演示直接在杯中丢大头钉）讲述：真的沉下去了，很多金属做的物体丢在水里往往都会沉下去。但是及金老师却可以使金属做的大头钉待在水面上而不沉下去，你们相信吗？
2.（出示：事先准备的钉漂在水面的杯子，并投影展示）一样的大头钉怎么能待在水面上而不沉下去的？你们想知道老师是怎么使大头钉待在水面上的吗？你们很想知道吧！可我现在不告诉你们！先请大家猜猜老师可能用了什么巧妙的方法？
（我没有在水里加盐）
给大家一点提示：注意观察这个杯子的底部有什么？(有纸)对，可以告诉大家的是老师确实是借助了这张后来沉到底部的小纸片才使大头钉待在了水面上的。那怎么做才能成功呢？
3.讨论：小组同学可以讨论一下方法，但不要先试。（学生讨论）
汇报：说说你们的想法。
（请学生上台边讲边试，并引导得出正确的方法。注意让学生讲出具体操作的办法，如：放纸片和钉子的时候要注意什么？）
4.大家现在特别想也来试一试吧！
注意：老师为大家准备好几个钉子及纸片，只要做成功一个，其余的就不要再放入水面了，我是怕大家一开始失败才准备得多一点的。下面就请小组合作试一试。
（学生分组实验）
5.汇报讨论：哪几组成功了？为什么将大头钉放在纸片上再一起放入水面就可以成功地使它不沉下去呢？为什么平时我们随手把大头钉往水里一丢它就马上沉下去了呢？大头钉的重量有没有变化？水有没有变化？那是什么力量使大头钉待在水面上的呢？有同学知道吗？不知到了吧！这是一种同学们还不了解的力量。想不想来了解？请看大屏幕。
6.（出示：水的表面张力概念）讲解：其实“水的表面有一股收缩、拉紧的力，就是水的表面张力”。（bs：水的表面张力）（bs：收缩、拉紧）讲解：水表面的这股收缩、拉紧的表面张力使水的表面形成了一层膜一样的东西，就像人的皮肤一样。如果我们把大头钉随手丢在水里，就把这层“皮肤”撕破了，所以大头钉就沉下去了。而像我们刚才这样，纸慢慢被浸润后，沉了下去，但是在纸上面的大头钉却没有将水表面的皮肤撕开，待在了这层“皮肤”的上面。
讨论：1）所以是什么力量托住了大头钉而使它沉不下去？（水的表面张力托住了大头钉）
2）对，那么现在你能揭开水黾能在水面上悠闲自在散步的奥秘了吗？
是什么力量托起了水黾？（让学生说一说）
三、研究水的表面张力的大小
1.讲述：水表面的这股收缩、拉紧的张力不仅可以托起像大头钉、水黾这样比较轻的物体，有时还可以使水的表面形成一种特殊的形状。让我们继续观察水的表面张力。
在另一个玻璃碟子里有一个硬币，（演示）如果我们用滴管往硬币上滴红色的水，大家预测一下硬币表面能容纳多少滴水？（汇报）
（出示：记录表）
待会实验前请各组现将预测记录在表格中。
2.提问：实验前想一想要注意些什么？
怎么记录容纳的水滴数？如果滴到20滴后水溢出来了，那么只能统计为容纳多少滴水？
每滴水应用怎样的力挤？
讲解：另外，还有一个要求：要画出水溢出之前从侧面观察到的形状。（可以蹲下来从侧面观察硬币上水的形状）并画记录表上（指着表中的框说，这就代表是硬币）。
小组内的同学要分工合作，一位同学负责滴水，其他同学分别数数及观察侧面水的形状。
请一组同学在讲台上来做。
3.学生实验并记录。
4.汇报：你们的实验结果中硬币可以容纳多少滴水？（每组都汇报）
一枚小小的硬币居然可以容纳这么多滴的水！想不到吧！
那水在溢出来之前是什么形状的？水怎么能高出来一段形成这样圆弧形呢？是什么力量使水形成这样的形状的？
自然界里的水也有类似的形状，我们一起来看一下。（出示：水的表面张力现象图片）
提问：叶子上的水珠为什么不散开来？是什么力量把它收缩拉紧团成圆球形的？
5.小结：对，都是因为水的表面张力，才把水收缩拉紧成圆球形的。神奇吧！
6.讲述：让我们继续来研究。我把这个碟子里的硬币取出，放入这个空杯（演示：往杯中装满水）现在杯中装满水了吗？你们凭什么认为杯子装满了呢？
7.提问：如果我们往里面放玻璃球，会怎样？水会溢出来吗？
（演示往杯中加玻璃球）
看来还能往里面装玻璃球，你们预测杯子里面能装多少个玻璃球？待会实验前记录在表中。
8.提问：实验前想一想要注意什么？注意：
A一个一个往杯中加玻璃球，如果有水溢出杯外了，就只能记录溢出前的玻璃球数。
B要小心翼翼，不能晃动桌子和杯子。
C还得侧面观察杯口水面的形状，并画在记录表中。（讲解：这个就代表杯子，在杯口画水的形状）
（学生分组实验，请一组同学到讲台实验）
11.汇报讨论：刚才大家实验时很认真，观察得非常仔细。那么大家的预测准确吗？最多可以放多少个玻璃球？在放玻璃球的过程中，大家观察到水面有什么变化吗？为什么水面鼓起来却而不马上溢出来？是什么力量拉住了杯口的水？
四、认识水的表面张力可以改变
1.讲述：通过研究，我们发现水的表面张力还真不小，可以使水面鼓得这么高都不溢出来。那如果我们在刚才漂浮着大头针的杯中加一滴洗洁精会怎样呢？
2.（分别滴水及洗洁精）大家观察到了什么？
3.讨论：为什么会这样？原来是什么力量托住了钉子？现在钉子下沉了，说明什么？是什么破坏了水的表面张力？
4．讲述：原来是洗洁精破坏了水的表面张力。
五、总结延伸
1.通过今天的研究，大家有什么收获？
2.提问：我们现在知道了水有表面张力现象，那么其它的液体是否有表面张力呢？你们准备怎么来研究呢？请大家在课后自己研究其它液体的表面张力。
水表面张力介绍 表面张力 表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行于液体界面的引力。表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 1基本信息 多相体系中相之间存在着界面（interface）。习惯上人们仅将气-液，气-固界面称为表面(surface）。 表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。将水分散成雾滴，即扩大其表面，有许多内部水分子移到表面，就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能(surface energy）。 2相关数据 在293K下水的表面张力系数为72.75×10-3N·m-1，乙醇为22.32×10-3N·m-1，正丁醇为24.6×10-3N·m-1，而水-正丁醇（4.1‰）的界面张力为34×10-3N·m-1。 表面张力的测值通常有多种方法，实验室及教科书中，通常采用的测试方法为最大气泡压法。由于其器材易得，操作方法相对易于学生理解表面张力的原理，因而长期以来是教学的必备方法。 作为表面张力测试仪器的测试方法，通常有白金板法（du Nouy method)\白金环法（Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等。 3测定方法 (1)表面张力法。表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显，但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。 (2)电导法。本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC。溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。 (3)光散射法。光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。 (4)染料法。一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂
水的表面张力 表面张力是一种特殊的力，它是液体（纯净液体、溶液）性质的一种表现．从微观上看，表面张力是因液体麦面薄层（约10-9米，并非几何面）内分子间的相互作用，它不同于液体内部分子间的相互作用，从而使液体表面层具有一种特殊性质．表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小．在液体表面形成一层弹性薄膜，这样便出现了表面张力．表面张力起源于分子引力，从其作用效果来看，它属一种拉力． 液体表面具有收缩趋势的微观解释 从力的角度分析：由于液体表面层分子显著地受到液体内部分子引力的作用（这其间也存在着分子斥力，只是分子引力占了优势）．表面层外气体或其它液体分子的作用很小．于是，表面层内分子受力上、下不均，所以表面层分子仅受到了一指向液体内部的合引力，这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势，宏观上便表现出液体表面具有自动收缩的趋势． 从能量的角度分析：由于液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场．液体分子由液体内部进入分子引力场，需要外力做功，其分子势能将增大（类似重力场中举起重物），而液体分子由表面进入液体内部，其势能会减小（类似重力场中下落物体）．因任何物体的势能总有减小的倾向，以便使其稳定（势能最小原理），所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”，从而使表面层分子的总势能尽可能减小．这一趋势宏观上使表面积趋于减小，即液面具有自动收缩的趋势． 表面张力和分子引力联系的解释 众所周知，表面张力及其形成和分子引力有着密切的关系．那么，与液面共面相切的宏观力——表面张力，和垂直液面指向液体内部的微观力——分子引力合力，二者的联系如何理解？ 如前所述，液体表面层的分子因受到指向液体内部的拉力——分子引力的作用．表面层分子总要尽可能地向液体内部钻．这样一来，宏观上整个液面就会处在一种张紧的状态，表面上出现张力，即和液体表面共面且相切的表面张力．分子引力、表面张力的联系可用下面的事例说明类比：一直位于水平面上的小车，通过一个定滑轮在垂直向下的拉力作用下，该车上便会有一沿水平方向的力．分子引力和表面张力的关系是：前者为因，后者为果 表面张力和温度的关系 表面张力一般随温度升高而减小，因为温度升高，分子热运动加剧，液体分子之间距离增大．相互吸引力将减小，所以表面张力要相应地减小．到达临界温度（物质以液态形态出现
《水的表面张力》教学设计 河北师范大学化学学院 教学目标： 1.细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。 2.作出科学预测并通过实验验证。 3.进一步训练科学观察、实验、记录等科学素养。 科学探究： 科学知识： 1.认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。 2.了解生活中水的表面张力现象。 情感态度、价值观： 1.培养学生细致观察、大胆预测、认真实验科学的习惯。 2.体验大自然的奥秘，进一步热爱科学探究活动。 教学准备： 1.收集水的表面张力材料。 2.分组材料：玻璃杯两个、玻璃球、硬币、大头针、小块滤纸、滴管、洗 洁精。 教学过程： 一、激趣导入 1.谈话：看到我们桌上的研究材料，聪明的同学一定能猜到我们今天的研究内容和水有关。说到水，相信同学们一定不陌生，那么你们知道水的哪些特点呢？还知道水有什么特点吗？（大家的科学知识真不少！） 今天的我们还要继续来研究水的一个新的特点。如果不借助船、木筏等工具，你们能在水面上悠闲自在的散步吗？对，肯定不行，只有在一些武侠片中，我们才能看到一些轻功高手在水面上疾驰如飞，不过这都是虚构的。但是在自然界中却有一些动物能在水面上悠闲自在的散步，你们见过吗？想不想来看一下？ 2.（出示：水黾等的图片。）水黾的本领大吧！看来它可是真正的轻功高手了。水黾怎么可以在水面上而不沉下去呢？想不想揭开其中的奥秘？。 二、认识水的表面张力现象 1.讲述：我们首先借助大头钉来研究。把大头钉丢在水里，会怎样？ （演示直接在杯中丢大头钉）讲述：真的沉下去了，很多金属做的物体丢在水里往往都会沉下去。但是及金老师却可以使金属做的大头钉待在水面上而不沉下去，你们相信吗？ 2.（出示：事先准备的钉漂在水面的杯子，并投影展示）一样的大头钉怎么能待在水面上而不沉下去的？你们想知道老师是怎么使大头钉待在水面上的吗？你们很想知道吧！可我现在不告诉你们！先请大家猜猜老师可能用了什么巧妙的方法？ （我没有在水里加盐） 给大家一点提示：注意观察这个杯子的底部有什么？(有纸)对，可以告诉大家的是老师确实是借助了这张后来沉到底部的小纸片才使大头钉待在了水面上的。那怎么做才能成功呢？ 3.讨论：小组同学可以讨论一下方法，但不要先试。（学生讨论） 汇报：说说你们的想法。
液体表面张力系数的测量实验 液体沿表面总是存在着使液面紧张且向液体内收缩的力称为表面张力。液体的许多现象，如毛细管现象、湿润现象、泡沫的形成等，都与表面张力有关。表面张力系数是液体表面的重要力学性质：对于不同种类的液体，其表面张力不同，而对于同一种液体，其表面张力系数随着温度及其所含杂志的改变而增大或减小。这些性质广泛应用于工业生产中，如浮法选矿、液体的传输技术、化工生产线的设计等等都要对液体的表面张力进行研究。 测定液体表面张力系数的方法很多。常用的有拉脱法和毛细管升高法。本次实验介绍用拉脱法测定液体表面张力系数。 一、实验目的 1．用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法； 2．观察拉脱法测量表面张力的过程，并用物理学基本概念进行分析，加深对物理规律的认识； 3．测量纯水和其它液体（如：甘油）的表面张力系数。 二、实验仪器 实验仪器主要由液体表面张力系数测量实验仪主机以及实验装置以及镊子、砝码组成。应用电脑采集测量时需要壹根串口转USB 连接线、电脑和采集软件，仪器装置见下图。 三、实验原理 一个金属环固定在传感器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起圆环，当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f 为 απ)(21D D f += （1） 式中： 1D 、2D 分别为圆环外径和内径，α为液体表面张力系数，g 为重力加速度，所以液体表面张力系数为：
)](/[21D D f +=πα （2） 实验中，液体表面张力可以由下式得到： B U U f /)(21-= （3） B 为力敏传感器灵敏度，单位V/N 。1U ,2U 分别为即将拉断水柱时数字电压表读数以及拉 断时数字电压表的读数。 四、实验步骤 1．连接硅压阻力敏传感器，并开机预热15～20分钟。测量吊环内外直径，然后清洗玻璃器皿（盛装待测液体）和吊环，给实验装置加水（注意加水量不可过多，可以参考装置外壁加水刻度线）； 2．将吊环挂在力敏传感器的钩上，将力敏传感器转至水容器外部，这样取放砝码比较方便。待吊环晃动较小时，对仪器进行调零，然后用镊子安放砝码对传感器进行定标，取放砝码时应尽量轻； 3．将待测液体倒入玻璃器皿后，再将盛有待测液体的玻璃器皿小心地放入空的塑料容器，并一起放入实验圆筒内；将力敏传感器转至容器内，并轻轻挂上吊环，可以轻触吊环，让其晃动 说明：之所以不将测量液体直接倒入塑料容器内进行测量，是防止某些待测液体与塑料容器发生化学反应而影响测量结果。 4．关闭橡皮球阀门，反复挤压橡皮球使装置内部液体液面上升，当吊环下沿部分均浸入待测液体中时，及时松开橡皮球的阀门，这时液面缓慢下降，观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。特别应注意吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值为U 1，拉断后数字电压表读数为U 2。记下这两个数值。 5.用计算机采集时，在环接触液面开始下降时点开始采集按钮，可以通过软件实时采集传感器输出电压值的变化过程，通过鼠标移动测量拉脱瞬间的电压值以及拉断后的电压值，计算测量液体的表面张力，并与手动测量的结果进行比较。 五、注意事项 1．实验前，吊环须严格处理干净：可用NaOH 溶液洗净油污或杂质后，用纯水冲洗干净，并用热吹风烘干；
《水面的秘密》教学实录 一、创设情境、激发兴趣 师：同学们，你们喜欢昆虫吗？你能说出它的名字和它的特点吗？ 学生自由交流，说出自己知道的一种昆虫的名字和它的特点来。 师：今天老师通过视频也带来了一种昆虫，请同学们看一看，这种昆虫有什么独特的地方。 教师播放水黾的视频，学生观看。 师：你看到了什么？ 生1：我看到一只小虫子在水面上跳来跳去。 生2：我看到一只小虫子站在水面上没有沉下去。 师课件展示一只水黾站在水面的图片：通过图片可以看出来，水黾站在水面上，水面被它的脚踩的凹下去了，水面去没有被踩破。水面到底有什么秘密呢？今天这节课咱们就一起来研究一下。（板书：水面的秘密） 二、活动体验，主动探究 师：在生活中，你仔细的观察过水面吗？水的表面是什么样子的？ 生1：水的表面是平的。 师：水的表面一直是平的吗？咱们通过两个实验来研究一下吧。 （一）探究活动一：瓶子吞针
（1）提出问题 师出示装满水的集气瓶，问：集气瓶内的水满了吗？ 生：满了。 师出示曲别针，问：装满水的瓶子还能放进曲别针吗？ 生1：不能，因为水已经满了，再放曲别针可能会溢出来。 生2：我觉得可以放，因为曲别针很小，但是不能放太多。 师：到底能不能放曲别针，能放几个曲别针呢？咱们先来预测一下吧。 （2）猜想假设 教师课件出示实验记录，要求学生完成实验记录的前两项：猜想可以放多少枚环形针，然后观察水面现在是什么样子的，在瓶口处画下来。 （3）制定方案 师：马上就要开始实验了，做实验的时侯有什么要注意的吗？ 生1：放曲别针的时侯要轻轻的放。
生2：不要把水弄的洒出来。 生3：要及时做好记录。 师：同学们说的很好，除了这些需要注意的事项外，老师还有几点建议。 教师课件出示注意事项： 1.操作员负责放环形针，记录员负责数数，观察员把头低下从侧面观察水面的变化。 2. 动作要轻，边放边数，水流出之前的数量为瓶子能吞下的最大数量。 3.做完实验的小组，要及时完成实验报告单，选好汇报员，并立即坐好。 （4）实验验证 学生分组实验，教师巡视，提醒学生别只顾放环形针，要低下头从侧面观察水面的变化。实验完成后填写实验记录表，选好汇报员。 （5）展示交流 师：下面开始汇报，汇报的时侯，按照实验记录的顺序进行汇报，先汇报你们小组以为能放多少枚曲别针，现在水面是什么样子的，通过实验放了多少枚曲别针，现在水面是什么样子的。 生1：我们以为能放5个曲别针，现在水面是平的，通过实验放了34枚曲别针，现在水面是凸起来的。 生2：刚开始我们以为能放3枚环形针，现在的水面是平静的，通过实验我们实际放了48枚曲别针，现在水面是鼓鼓的。
大班科学活动：水的表面张力 设计意图： 喜欢玩水是幼儿的天性，每次如厕或洗手时，都要趁机玩一下水。一次，我正准备去卫生间训斥一批玩水的幼儿时，发现四个小朋友围着水池全神贯注地看着什么。我批评的话语到了嘴边又收了回来，好奇地走过去，原来他们在观察：一枚回形针浮在水面上……带着这个不解之谜，我翻阅了资料，原来水的表面张力这么神奇…… 活动名称：神奇的水 活动目标： 1、通过观察与实验，探索发现水的表面张力。 2、关注与水的表面张力有关的科学现象，萌发好奇、好问的积极情感和态度。 活动准备：杯子、滴管、硬币、回形针若干、皱纹纸、抹布等。 活动重点：发现水面形状的变化，了解水的表面张力。 活动难点：会用语言和符号表述自己的实验猜测和观察到的现象。 活动过程： ●意图：猜谜引出活动内容 猜谜：看看没颜色，闻闻没气味，尝尝没味道，是透明的液体。 师：今天我们就一起来研究，来发现水到底有什么神奇的现象。 ●意图：通过实验，探索发现水的表面张力现象 幼儿实验探索发现现象 （一）幼儿玩回形针的实验 1、出示回形针，交代实验要求。 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，而托在纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受
轻微的压力，这就是表面张力。 （二）硬币放入水杯实验，帮助幼儿理解水的表面张力。 1、教师实验，幼儿观察。 2、交流、记录实验结果：你们发现了什么神奇的现象? 小结：在水没有流下来前，水面是鼓鼓的、向上的弧形，摇摇晃晃的；往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不 会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样，让水不 会流出来。 （三）探索硬币装水 1、出示硬币，这是什么?(硬币) 2、幼儿猜测：你们觉得这个硬币能装水吗?为什么？ 3、教师提出要求，幼儿进行硬币装水实验；教师巡视指导，引导 幼儿仔细观察硬币上水的现象。(水面成了什么形状、里面的 字有什么变化) 4、交流实验：你们是怎么做实验的，发现了什么神奇的现象? 小结：硬币上可以装很多的水，在水没有流下来前，水面也是鼓鼓的、向上弧形，摇摇晃晃的、还能把里面的字放大。 ●意图：在游戏活动中探索水的表面张力现象的原因 1、体验游戏：几位小朋友排成一个弧形队形，尽量保持身体不动，教师 推动其中的几位小朋友，发现了什么？（小朋友离开了队伍。）然后小朋友按原队形互相手挽手站好，教师再推动其中的几位小朋友，发现了什么？（这时小朋友不容易脱离队形。） 2、交流：在这个游戏中你们有没有发现硬币上的水微粒和杯子口上的 水微粒和我们大家手拉着手的时候什么地方一样？
《观察水的表面张力》教学设计 河北师范大学化学学院 教学目标：1.知道水有表面张力。准备的材料有：一元硬币、滴管、纸杯、玻璃球、水。 将一元硬币平放在桌面上，让学生猜测究竟能撑多少滴水 小心的用滴管并记录下滴的数量 想不到吧，滴了44滴。硬币上的水才溢了出来。一元硬币上可以容纳43滴水。观察硬币上的水，你可以发现，硬币上的水象个小山包，里面好像有什么力量把水滴聚集在一起，这就是水的表面张力啦。从水漕里取出一本水，看看这一本水还能再加东西吗？向里面慢慢放玻璃球，可以放多少呢？让我们小心地试试看，直到加到第10个玻璃球，水才溢出去。现在，玻璃球已经装满半杯了，真不可思议。由此可见，水分子之间的间隙并不是我们想象那样，密不可分， 科学探究：科学知识：1.认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表
面张力可以改变。2.了解生活中水的表面张力现象。情感态度、价值 观：1.培养学生细致观察、大胆预测、认真实验科学的习惯。2.体验大自然的奥秘，进一步热爱科学探究活动。教学准备：1.收集水的表面张力材料。2.分组材料：玻璃杯两个、玻璃球、硬币、大头针、小块滤纸、滴管、洗洁精。教学过程：一、激趣导入1.谈话：看到我们桌上的研究材料，聪明的同学一定能猜到我们今天的研究内容和水有关。说到水，相信同学们一定不陌生，那么你们知道水的哪些特点呢？还知道水有什么特点吗？（大家的科学知识真不少！）今天的我们还要继续来研究水的一个新的特点。如果不借助船、木筏等工具，你们能在水面上悠闲自在的散步吗？对，肯定不行，只有在一些武侠片中，我们才能看到一些轻功高手在水面上疾驰如飞，不过这都是虚构的。但是在自然界中却有一些动物能在水面上悠闲自在的散步，你们见过吗？想不想来看一下？2.（出示：水黾等的图片。）水黾的本领大吧！看来它可是真正的轻功高手了。水黾怎
水的表面张力【摘要】：. 水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。【关键词】：表面张力洗涤剂曲别针【正文快照】：水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。1,设计实验实验目的:了解水的表面张力,知道液体的表面张力在生活中的应用.实验器材:曲别针一枚,玻璃杯一个,洗涤剂(如洗洁精、洗衣粉),清水.2.实验操作(1)将准备好的玻璃杯中装满水.(2)向装满水的玻璃杯中加入一枚曲别针,放在平静的水面，我们发现针是浮着的。（3）然后拿起洗涤剂，往水里一挤，曲别针就沉下去了。这是因为水分子紧紧地结合在一起，产生了表面张力，把曲别针给“撑”了起来。上述实验中，由于加入了洗清液，这种有机化合物降低了清水表面的张力。所以，原本浮在水上的曲别针下沉了。那么什么是表面张力呢。下面，我们来解释一下这个概念。表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。通过实验我们发现水有表面张力，表面张力是水表面的一个重要性质，而洗精液等有机化合物会破坏水的表面张力。我们发现水的表面张力还可以解释生活中的一些现象，如水滴在荷叶上会形成水珠，水黾可以在水面上滑行，刚洗净的苹果上挂着的水珠、水龙头上蠢蠢欲滴的水滴等。
大班科学：水的表面张力 大班科学：水的表面张力 【活动目标】 1、情感目标：培养幼儿关注与水的表面张力有关的科学现象，萌发幼儿好奇、好问、反思的积极情感和态度。 2、认知目标：幼儿通过观察了解及动手实验，探索发现水的表面张力。 3、能力目标：培养幼儿良好的操作习惯，发展幼儿的观察能力和思维能力。 【活动准备】 1、环境布置：教室四周放四个大塑料盆，供幼儿做回形针的实验。四张桌子，分别放不同的实验材料。电视，影碟机。 2、材料准备：纸船、爽身粉、洗手液、硬币、回形针、托盘、水（供幼儿做水的表面张力的实验）。 3、资源准备：制作课件（往一次性塑料杯里加硬币和在水面上托硬币的实验，五幅有关水的表面张力的图片）。
【活动过程】 一、玩一玩，说一说。幼儿玩回形针的实验，探索发现水的表面张力。 1、出示回形针，交待实验要求。 如果把回形针放在水里会怎样？如果把回形针托在皱纹纸上放在水里又会怎样？ 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，托在卫生纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受轻微的压力，这就是表面张力。 二、看一看，想一想。看课件：往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样，让水不会流出来。帮助幼儿理解水的表面张力。 三、试一试，找一找。幼儿通过实验继续感知水的表面张力。 1、介绍四组实验材料：第一组有纸船、吸管、眼药水的空瓶、沐浴露，你们可以大胆的尝试，让纸船在水里动起来。第二组有爽身粉，洒些爽身粉在托盘里，用眼药水的空瓶吸一点洗发水，滴在爽身粉上，观察爽身粉的变化。第三组有回形针、缝衣服的针、纸，你们
大班科学：水的表面张力 【活动目标】1、情感目标：培养幼儿关注与水的表面张力有关的科学现象，萌发幼儿好奇、好问、反思的积极情感和态度。2、认知目标：幼儿通过观察了解及动手实验，探索发现水的表面张力。3、能力目标：培养幼儿良好的操作习惯，发展幼儿的观察能力和思维能力。【活动准备】1、环境布置：教室四周放四个大塑料盆，供幼儿做回形针的实验。四张桌子，分别放不同的实验材料。电视，影碟机。2、材料准备：纸船、爽身粉、洗手液、硬币、回形针、托盘、水（供幼儿做水的表面张力的实验）。3、资源准备：制作课件（往一次性塑料杯里加硬币和在水面上托硬币的实验，五幅有关水的表面张力的图片）。【活动过程】一、玩一玩，说一说。幼儿玩回形针的实验，探索发现水的表面张力。1、出示回形针，交待实验要求。如果把回形针放在水里会怎样？如果把回形针托在皱纹纸上放在水里又会怎样？2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。小结：直接放在水里回形针会沉下去，托在卫生纸上放在水里，纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受轻微的压力，这就是表面张力。二、看一看，想一想。看课件：往乘满水的杯子里加硬币，水面会慢慢的高而水不会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样，让水不会流出来。帮助幼儿理解水的表面张力。三、试一试，
找一找。幼儿通过实验继续感知水的表面张力。1、介绍四组实验材料：第一组有纸船、吸管、眼药水的空瓶、沐浴露，你们可以大胆的尝试，让纸船在水里动起来。第二组有爽身粉，洒些爽身粉在托盘里，用眼药水的空瓶吸一点洗发水，滴在爽身粉上，观察爽身粉的变化。第三组有回形针、缝衣服的针、纸，你们想办法让它们浮在水面上。第四组有塑料杯、硬币、水，你们可以加硬币在杯子里，观察水面的变化，也可以试试把硬币放在水面上。你们可以自由选择一组去做实验。2、教师巡回指导并参与游戏，着重指导爽身粉的那一组。3、幼儿互相交流谈论做实验的情况。四、看课件：欣赏有关水的表面张力的图片，巩固对表面张力的理解。我们的身边有许多有关水的表面张力的现象，平只要你仔细观察，多想想，多问问，你就会发现许多的奥秘。【反思与分析】这是一个很有趣、选材新颖的活动，它通过几个有趣的实验，使幼儿直观地了解发现了“水的表面张力”这一科学奥秘。幼儿在实验中，是专心的、自主地、兴奋的。当初在选材是我还在担心：幼儿能否理解？这几个实验会不会难了？经过反复的试教，实验用的材料改了很多次，最终有了现在这篇活动案例。我有以下几点心得体会：1、巧用收集的废旧物品。在实验中，幼儿当滴管用的就是我收集的各种空的眼药水瓶，既安全又好用；装爽身粉的小瓶子，是我收集的小药瓶，在瓶盖上扎几个小洞，幼儿用起来得心应手。2、准备工作一定要充分。我拍了几组水的实验录像，又制成光盘，
液体表面张力 Ⅰ定义凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力。它产 生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势；也像有无数张手紧紧握在一起似的。正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。 Ⅱ影响因素 内因:无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多; 水的表面张力72.8mN/m(20℃); 有机液体的表面张力都小于水; 含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大; 含F、Si的液体表面张力最小; 分子量大表面张力大; 水溶液:如果含有无机盐，表面张力比水大;含有有机物，表面张力比水小。 外因:温度升高表面张力减小; 压力和表面张力没有关系。 注:液体(0度以上时)表面张力最弱的是酒精。 Ⅲ测定方法 液体表面张力的测定方法分静力学法和动力学法。静力学法有毛细管上升法、du Noüy 环法、Wilhelmy 盘法、旋滴法、悬滴法、滴体积法、最大气泡压力法;动力学法有震荡射流法、毛细管波法。其中毛细管上升法和最大气泡压力法不能用来测液- 液界面张力。Wilhelmy 盘法, 最大气泡压力法, 震荡射流法, 毛细管波法可以用来测定动态表面张力。由于动力学法本身较复杂, 测试精度不高, 而先前的数据采集与处理手段都不够先进, 致使此类测定方法成功应用的实例很少。因此, 迄今为止, 实际生产中多采用静力学测定方法。 1.毛细管上升法 测定原理:
将一支毛细管插入液体中, 液体将沿毛细管上升, 升到一定高度后, 毛细管内外液体将达到平衡状态, 液体就不再上升了。此时, 液面对液体所施加的向上的拉力与液体向下的力相等。则表面张力 :γ=ρghr/(2cosθ) 式中γ为表面张力, r 为毛细管的半径, h 为毛细管中液面上升的高度, ρ为测量液体的密度, g 为当地的重力加速度, θ为液体与管壁的接触角。 2.Wilhelmy 盘法 用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上, 测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力, 由此得表面张力, 公式为: 式中,W 总为薄片与液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力, l 为薄片的宽度, 薄片与液体的接触的周长近似为2l, φ为薄片与液体的接触角 3.悬滴法 悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形状计算表面张力。在一定平面上, 液滴形状与液体表面张力和密度有直接关系。由Laplace公式, 描述在任意的一点 P 曲面内外压差为: 式中R1, R2 为液滴的主曲率半径; z 为以液滴顶点O 为原点, 液滴表面上P 的垂直坐标; P0 为顶点O 处的静压力。 定义:S= ds/de 式中de 为悬滴的最大直径, ds 为离顶点距离为de 处悬滴截面的直径 式中 b 为液滴顶点O 处的曲率半径。此式最早是由Andreas, Hauser 和Tucker[15]提出, 若相对应与悬滴的S 值得到的1/H 为已知, 即可求出表( 界) 面张力。应用Bashforth-Adams 法, 即可算出作为S 的函数的1/H 值。因为可采用定期摄影或测量ds/de 数值随时间的变化, 悬滴法可方便地用于测定表( 界) 面张力。 4.滴体积法 当一滴液体从毛细管滴头滴下时, 液滴的重力与液滴的表面张力以及滴头的大小有关。Tate首先提出了表示液滴重力(mg) 的简单关系式:mg=2πrγ,实验结果表明, 实际体积比按式( 7) 式计算的体积小得多。因此Harkins 就引入了校正因子, 则更精确的表面张力可以表示为:其中m 为液滴的质量, V 为液滴体积, f 为校正因子, 可查表得到[16, 23]。只要测出数滴液体的体积, 利用( 13) 式就可计算出该液体的表面张力。 5.最大气泡压力法
水的表面张力 【摘要】：.水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。 【关键词】：表面张力洗涤剂曲别针 【正文快照】：水随处可见，是一种很平常的物质，但是如果深入研究，却会发现它有许多奇妙的地方。认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。细致观察水的表面张力现象，并能设计实验研究水的表面张力。作出科学预测并通过实验验证。了解生活中水的表面张力现象。 1,设计实验实验目的:了解水的表面张力,知道液体的表面张力在生活中的应用.实验器材:曲别针一枚,玻璃杯一个,洗涤剂(如洗洁精、洗衣粉),清水.2.实验操作(1)将准备好的玻璃杯中装满水.(2)向装满水的玻璃杯中加入一枚曲别针,放在平 静的水面，我们发现针是浮着的。（3）然后拿起洗涤剂，往水里一挤，曲别针就沉下去了。 这是因为水分子紧紧地结合在一起，产生了表面张力，把曲别针给“撑”了起来。上述实验中，由于加入了洗清液，这种有机化合物降低了清水表面的张力。所以，原本浮在水上的曲别针下沉了。 那么什么是表面张力呢。下面，我们来解释一下这个概念。表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，由于环境不同，处于界面的分子与处于相本体内的分子所受力是不同的。在水内部的一个水分子受到周围水分子的作用力的合力为0，但在表面的一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它的吸引力小于内部液相分子对它的吸引力，所以该分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液体内部，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力称为表面张力。 通过实验我们发现水有表面张力，表面张力是水表面的一个重要性质，而洗精液等有机化合物会破坏水的表面张力。我们发现水的表面张力还可以解释生活中的一些现象，如水滴在荷叶上会形成水珠，水黾可以在水面上滑行，刚洗净的苹果上挂着的水珠、水龙头上蠢蠢欲滴的水滴等。
表面张力 一、液体的表面张力产生的原因 1.首先，要理解什么是表面层，由液体的性质可知：液体中分子与分子之间的距离比气体分子之间的距离小得多，它的平均距离r0的数量级约为10-10m,当两个分子之间的距离大于r0，而小于10 r0时，也就是说分子间的距离在r0－10 r0之间时，此时，分子之间的作用力表现为引力，若分子间的距离大于10 r0，则引力趋于零，所以，我们可以认为液体分子之间的引力作用范围是一个半径不超过10 r0的球，只有球内的分子才对球心的分子有作用力，这个球的半径就称为分子引力作用半径。而液面下厚度约等于分子引力作用半径的一层液体称为液体的表面层。所以，凡是液体跟气体接触的表面，都会形成一个有两个表面的薄层，称为表面层。 2.其次，表面层内分子的分布，从两个角度认识表面张力。从分子动理论的观点分析：当分子间距小于分子引力作用半径时，它们之间才有相互作用的引力。如果我们在液体内部任取一分子P ,以P为球心，以分子引力半径R 为半径作一球，这样球外分子对P 无作用力，只有球内分子对P 的作用力。在液体内部和表面层分别取两个分子A和B，分子A在液体的内部，分子B在液体的表面层中。如图，液体中两个分子A和B受周围分子引力作用的情形。对A分子而言：受到的引力必定是球对称的，合力等于零。对B分子来说：它处于液面下厚度为R的表面层中,分子B的情形就不同了。B分子受到两种力的作用：液体和液外气体。但是由于气体的密度与液体相比是很小的，它们对液体分子的引力作用可以忽略。因而分子B所受的引力作用,不再是球对称的了，合力不再等于零。由于球体是左右对称，上下不对称的，所以对于B分子所受的其他分子的作用力,在水平方向上的分力相互抵消，合力方向应该为垂直液面向下的。这样，处于表面层中的液体分子,都受到垂直于液面并指向液体内部的力的作用。在这些力作用下,表面层内的所有液体分子均受有向下的吸引力，使液体表面的分子有被拉进液体内部的趋势,从而把表面层紧紧拉向液体内部。在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。当自由表面收缩时，在收缩的方向上必定有与收缩方向相反的作用力，这种表面层内分子间的分子力为引力的宏观表现，称为表面张力。 从能量观点来分析：由于表面层中的液体分子，受到液体内分子的引力都有指向液体内
幼儿园大班科学实验活动：水的表面张力 【活动来源】 喜欢玩水是幼儿的天性，每次喝完牛奶、豆浆，让幼儿去卫生间 洗杯子时，他们都留恋往返。洗手时也要趁机玩一下水。一次，我正 准备去卫生间训斥一批玩水的幼儿时，发现四个小朋友围着水池全神 贯注地看着什么。我批评的话语到了嘴边又收了回来，好奇地走过去，原来他们在观察：一枚生锈的回形针浮在水面上（张子依在教室里捡 到的回形针）……带着这个不解之谜，我翻阅了资料，原来水的表面 张力这么神奇…… 【活动目标】 1、情感目标：培养幼儿关注与水的表面张力有关的科学现象，萌 发幼儿好奇、好问、反思的积极情感和态度。 2、认知目标：幼儿通过观察了解及动手实验，探索发现水的表面 张力。 3、能力目标：培养幼儿良好的操作习惯，发展幼儿的观察能力和 思维能力。 【活动准备】
1、环境布置：教室四周放四个大塑料盆，供幼儿做回形针的实验。四张桌子，分别放不同的实验材料。电视，影碟机。 2、材料准备：纸船、爽身粉、洗手液、硬币、回形针、托盘、水（供幼儿做水的表面张力的实验）。 3、资源准备：制作课件（往一次性塑料杯里加硬币和在水面上托 硬币的实验，五幅有关水的表面张力的图片）。 【活动过程】 一、玩一玩，说一说。幼儿玩回形针的实验，探索发现水的表面 张力。 1、出示回形针，交待实验要求。 如果把回形针放在水里会怎样？如果把回形针托在皱纹纸上放在 水里又会怎样？ 2、师幼共同玩回形针放在水里的实验。 小结：直接放在水里回形针会沉下去，托在卫生纸上放在水里， 纸沉下去，回形针浮在水面上。水很神奇，它的表面能承受轻微的压力，这就是表面张力。 二、看一看，想一想。看课件：往乘满水的杯子里加硬币，水面 会慢慢的高而水不会流出来，因为水的表面张力就象人的皮肤一样， 让水不会流出来。帮助幼儿理解水的表面张力。 三、试一试，找一找。幼儿通过实验继续感知水的表面张力。 1、介绍四组实验材料：第一组有纸船、吸管、眼药水的空瓶、沐 浴露，你们可以大胆的尝试，让纸船在水里动起来。第二组有爽身粉，洒些爽身粉在托盘里，用眼药水的空瓶吸一点洗发水，滴在爽身粉上，观察爽身粉的变化。第三组有回形针、缝衣服的针、纸，你们想办法
《水的表面张力》教学设计 ——三年科学上册 教学目标： 1.细致观察水的表面张力现象，能作出科学预测，设计实验研究水的表面张力。 2.培养学生细致观察、大胆预测、认真实验科学的习惯并通过实践懂得实事求是的态度才更重要，促进孩子科学素养的培养。 教学准备： 分组：透明塑料杯2个，1盒回形针，硬币1枚，滴管一个 教师：记录表6份，实物投影仪一台。 教学过程： 一、触发学生的前概念卷入探究活动 1、谈话：同学们平常都了解水吗？这是一杯水！了解多少，告诉大家。(水很重要……这是水的性质…….)（大家的科学知识真不少！）这节课闫老师想和大家一块继续研究水的性质。 2 、提出问题：首先，先来装满一杯水，大家看桌上有两个杯子。你们认为这杯水倒满了吗？还能再装水吗？加到什么程度，大家听好了，加到你们那个组认为已经很满很满，再加一点，水就要溢出来，用另外一个杯子加，听明白了吗？需要注意什么问题？好，下面开始加水，加满了告诉老师。 3、谈话：大家都认为加满了吗？大家看看现在的水怎么样？（好象就要流出来了） 4、大家看这是什么？是回形针，如果把这个回形针放到这杯水里会怎么样？（会流出来）我放一个看一看怎么样（演示，水没流出来）
5、现在我提出一个问题，放多少个回形针，水会溢出来？每个小组商量一个数字，允许你们小组有不同意见。 6、商量好了吗？（分组汇报估计数）现在每个组意见不一样，到底哪个对，最好的办法是……（做实验） 7、在做实验之前大家要听好要求（出示注意事项） 注意事项 1、各小组同学轮流放回形针。 2、回形针要一个一个地放，等水平静后再放第二个。 3、不要碰到水和杯子。 4、每放一个回形针，都要仔细观察水的情况。 5、回形针放到水流出来为止，记下水流出来之前的回形针数。 二、初步研究水的表面张力现象 研究一：装满水的杯中加入回形针的研究 1、再次强调：大家记住了吗？注意不是比赛，不是比哪一组放的多放的快，而是要小心翼翼，轻轻地放，只要放到水流出来为止就行。 2、学生活动 3、好了，各小组的水都流出来了吧，每个小组汇报一下。 第一小组是多少？水有什么变化？第二组呢？ 4、同学们一边报数，一边讲水的变化，水堆的这么高，你知道是怎么回事吗（揭示表面张力） 5、再看看黑板上这些数字，你们发现了什么？随意以一组为例，估计是多少？动手做是多少？差距大不大？你发现了什么？