高二物理：2.3《液体的表面张力》教案(教科版选修3-3)

2019-2020年高中物理《液体的表面张力》教案鲁科版选修3-3一、教学要求：1．知道液体的宏观性质（具有一定的体积，不易压缩，有流动性），从而了解液体的微观结构：液体的微观粒子也在平衡位置附近做微小的振动，但液体分子没有固定不变的平衡位置．2．能用分子动理论的观点初步说明液体表面张力现象．了解表面张力现象在实际中的应用，并能解释一些简单的自然现象．说明：1．表面张力产生的原因，主要是从分析液体表面层的分子分布比液体内部稀疏得出的．液体表面分子间的相互作用表现为引力，在液体表面各部分间产生了相互吸引的力，即为表面张力．2．对表面张力现象在实际中的应用，学生只要能从液体表面张力要使液面收缩到最小来解释有关现象就可以了．二、典型例题关于液体表面张力的产生原因例1 关于液体的表面张力的下列说法中正确的是（）。

A、由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于B、由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于C、产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力D、表面张力使液体的表面有收缩的趋势分析与解：由分子运动论可知：在液体与空气接触面附近的液体分子，液面上方的空气分子对它们的作用极其微弱，所以它们基本上只受到液体内部分子的作用，因而在液面处便形成一个特殊的薄层，称为表面层。

在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势。

答案：D。

关于表面张力的现象例2 下列现象中，由表面张力引起的现象是（）。

A、酒精和水混合后体积减小B、水银温度计中的水银柱的升或降C、荷叶上的小水球呈球形D、洗头发时，当头发浸泡在水中时呈散开状，露出水面后头发聚拢到一起分析与解因为液体表面张力使液面具有收缩的趋势，故选项C和D是正确的。

酒精和水混合后体积减小，是由于分子间存在着空隙形成的。

水银柱的升降是由于水银柱的热胀和冷缩造成的。

答案：C、D。

关于表面张力对肥皂泡的收缩趋势例3 肥皂泡内气体的压强为p，外界大气压强为，则（）。

(完整word)液体的表面张力教学设计“液体的表面张力”教学设计整体设计思路：首先通过观察活动，引导学生思考并发现液体的表面存在张力，导入新课；再针对表面张力的方向和大小两个要素进行实验探究活动；接着,进行理论解释，让学生理解表面张力存在的原因；最后通过知识竞赛的活动帮助学生理清概念，巩固知识。

课题“液体的表面张力”人教版高中物理选修3—3 第九章第二节教学目标：知识与技能（1)认识与液体表面张力有关的现象(2）掌握液体表面张力产生的原因和方向（3）了解不同液体其表面张力的大小存在差异（4）培养学生观察能力、分析能力和归纳总结能力过程与方法(1）观察液面呈现的现象、大胆预测,参与实验探究活动，增加学生之间的交流和合作。

（2）通过讨论和理论分析，学习从物质的分子间作用力解释宏观现象的方法.3．情感态度与价值观希望能增强学生透过现象认识本质的科学意识培养他们主动探索、善于分析的科学态度激发他们学习物理知识的热情重点1)液体表面张力产生的原因2)液体表面张力的方向难点液体表面张力的方向教学器具多媒体设备玻璃杯清水硬币绵纸缝衣针肥皂水金属环棉线平板玻璃滴管红墨水酒精教学方法活动探究法、讨论法教学过程设计教师活动学生活动备注课题引入（观察活动）师：1、前年,在英国伦敦博物馆，Sam Heath 打破了一个吉尼斯记录。

思考：为什么肥皂膜能被拉的很大而不破裂？打破吉尼斯记录的图片创设情景，激发学生的学习兴趣(完整word)液体的表面张力教学设计2、观看图片，思考为什么蜥蜴能在水上行走，蛛网上的水珠为什么是球形？可见，液体表面就是一层膜。

3、观看视频往硬币上滴水，能观察到什么现象？可见，水面是一张有弹性的膜。

提问：为什么液体表面会形成一张有弹性的膜?通过下面的实验和分析，就会明白是液体表面张力作用的结果。

学生：水面有层膜对蜥蜴起支撑作用，雨后蛛网上的这些水滴表面也是一层膜。

学生：水面凸起,但水没有流出来。

通过观察图片和视频逐步引出本节课的主题－液体的表面张力新课教学一、液体表面张力的方向（实验探究活动）师：下面通过实验来探究下液体表面张力的存在和方向实验一：缝衣针漂浮水面师：每个同学桌上有缝衣针和水杯,你们尝试一下把缝衣针漂浮在水面上。

液体的表面张力-鲁科版选修3-3教案1. 引言表面现象可能是日常生活中最常见的物理现象之一，看到水滴在某些物体表面上形成小球，使得昆虫可以在水面上漂浮等现象是非常普遍的。

这些现象背后的原因是液体表面张力的影响。

2. 实验目的通过实验测量液体的表面张力来了解表面张力的概念和液体表面张力的影响。

通过实验学习与表面张力相关的技术术语和实验方法。

3. 实验材料•张力计•圆形塑料薄膜•滴定管•5次功率放大镜•温度计•毛细管4. 实验步骤1.安装吸管的张力计:张力计的文字应该在合适的方向上，穿过两个高于平面的空洞，使用张力计自带的装置进行固定。

2.采用吸引法测量乙醇或水的表面张力：首先基准的放置一个塑料靶子在水中，然后将塑料薄膜放在靶子上，用吸管吸水，然后在相当于水面悬壁的背景下，销开吸管，在液体表面停留几秒钟，然后慢慢移除管子。

现象是形成了一个液滴，然后液滴被拉开。

在此过程中，记录下来拉开液滴时的温度，可以通过测量时间器锁定拉开液滴的时间，然后通过张力计读取液滴的表面张力。

3.通过毛细管测试液体的表面张力：将毛细管放在液体中，并浸润至一定长度，当毛细管被提起时，会发现一定长度的液体仍留在管子里。

测量毛细管的直径和被举起的液体高度的距离，再通过相关公式计算液体表面张力。

5. 实验结果与分析本实验将分别运用吸引法和毛细管法来测量两种液体的表面张力。

通过实验，我们发现不同液体的表面张力是不同的，例如，乙醇的表面张力约为22.3 mN / m，而水的表面张力约为72.0 mN / m。

此外，我们还注意到液体表面张力受温度等外部因素的影响。

6. 结论表面张力是一个重要的物理现象，它对于许多生活和研究中的现象都有影响。

通过实验，我们可以了解表面张力的概念、液体表面张力的影响，同时学习到如何进行相关实验。

7. 扩展液体的表面张力还有很多应用，例如许多昆虫和蜘蛛靠表面张力保持在水面上或悬浮在空中，许多工业科技也使用表面张力控制液体。

3 液晶4 液体的表面张力[学习目标] 1.了解液晶的特点及其应用.2.了解液体的基本性质.3.理解液体的微观结构.4.知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因．一、液晶1．液晶(1)液晶态：处于固态与液态之间的过渡状态．(2)液晶：处于液晶态的物质．2．分子结构分子排列在液晶中的有序性介于固体和液体之间．3．液晶显示(1)液晶分子的排列会因外界条件的变化而变化，由此引起液晶光学性质的改变．(2)液晶显示器的应用非常广泛．二、液体的微观结构1．分子距离：液体不易被压缩，表明液体分子之间的距离很小．2．液体具有流动性：液体不像固体那样具有一定的形状，而且液体能够流动．3．分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小．三、奇异的表面张力现象及其成因1．概念：液体的表面好像张紧的橡皮膜，它具有收缩的趋势．液体表面存在的这种收缩力叫做表面张力．2．特点：使液体的表面积趋向最小．3．成因：在液体的表面层分子间距较大，分子间表现为引力．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)液晶即为液体．(×)(2)液体之所以不易被压缩是因为液体分子间无空隙．(×)(3)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势．(√)(4)表面张力是分子力的宏观表现．(√)(5)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用．(√)2．雨伞布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上由于________的作用，不能透过空隙．答案表面张力一、液晶[导学探究] 液晶是指液态晶体，这种说法对吗？答案这种说法不对，液晶不是晶体，只是与某些晶体相似，具有各向异性．[知识深化]1．液晶的主要性质(1)液晶具有晶体的各向异性．(2)液晶具有液体的流动性．(3)液晶分子的排列特点：液晶分子的排列特点是从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐，但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的．(4)液晶的物理性质：液晶的物理性质很容易在外界的影响(如电场、压力、光照、温度等)下发生改变．2．液晶的主要应用(1)向列型液晶在外加电压影响下，液晶的分子排列会发生改变，使液晶由透明变为不透明，去掉电压又恢复透明．利用向列型液晶的这种性质可以制成各种液晶显示器．(2)胆甾型液晶在温度改变时会改变颜色．随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1℃的温差内就可以显出整个色谱．利用液晶的这种温度效应可以探测温度．特别提醒(1)液晶既具有液体的特点，也具有晶体的特点，但它既不是液体，也不是晶体，它是独立于液体和晶体之外的一种特殊流体．(2)天然液晶不多，大多是人工合成的，现已发现几千种有机化合物具有液晶态．例1(多选)关于液晶的分子排列，下列说法正确的是( )A．液晶分子在特定方向排列整齐B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化C．液晶分子的排列整齐且稳定D．液晶的物理性质稳定答案AB解析液晶分子在特定方向上排列比较整齐，故选项A正确；液晶分子排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化，故选项B正确，C错误；液晶分子排列的不稳定导致其物理性质不稳定，故选项D错误．二、液体的微观结构[导学探究] 为什么液体具有一定的体积、不易压缩，却没有一定的形状？答案液体微粒像固体的一样也是紧密靠近的，所以液体具有一定的体积，不易压缩．但液体微粒之间的相互作用不像固体中的那么强，微粒会从一个平衡位置转移到另一个平衡位置，所以液体具有流动性，没有一定的形状．[知识深化]1．液体分子之间的相互作用不像固体中的微粒那样强，液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，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．液体由大量的这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性．2．液体具有一定的体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集在一起，相互作用力大，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，所以液体具有一定的体积，不容易被压缩．3．液体分子间的距离小，相互作用力很大，液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动．但液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置附近振动一小段时间以后，又转移到另一个平衡位置附近去振动，即液体分子可以在液体中移动，没有一定的形状，这就是液体具有流动性的原因．特别提醒液体中的扩散现象是由液体分子运动产生的．分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快．例2关于液体，下列说法正确的是( )A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体B．液体表现出各向异性C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小振动D．液体的扩散比固体的扩散快答案 D解析液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不易被压缩，故A错；液体由大量暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章的分布着，因而液体表现出各向同性，故B错；液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不同的是液体分子没有固定的平衡位置，故C错；液体的扩散要比固体的扩散快，故D对．三、奇异的表面张力现象及其成因[导学探究] 如图1所示是液体表面附近分子分布的大致情况．请结合图片思考：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？图1答案表面层内分子间距离大于r0，分子间作用力表现为引力．[知识深化]1．液体表面张力的形成(1)分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大．(2)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．(3)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．(4)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2所示．图22．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．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．3．表面张力的大小：除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关．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(1)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．(2)液体不同层面的分子疏密程度不同．(3)在液体内部，引力和斥力大小相近．在液体表面层，整体上表现为引力是液体表面张力产生的原因．例3关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C．液体的表面张力随温度的升高而增大D．表面张力的方向与液面垂直答案 B解析液体表面层分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界线垂直．表面张力是液体表面层分子间的作用力，随温度的升高，液体表面层分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，故B正确，A、C、D错误．例4如图3所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分的肥皂膜刺破，线的形状将变成下列选项图中的( )图3答案 C解析由于液体表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，故C正确.1.(液晶)(多选)关于液晶，下列说法中正确的有( )A．液晶是一种晶体B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案CD解析液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的空间排列是不稳定的，选项A、B错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质；温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质．2．(液体的微观结构)(多选)关于液体和固体，以下说法正确的是( )A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D．液体的扩散比固体的扩散快答案BCD解析液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用不像固体分子的那样强，所以选项A错误，B正确；液体具有流动性是因为液体分子热运动的平衡位置不固定，正是因为微粒在液体里的移动比在固体中容易，所以其扩散速度比固体的扩散速度快，选项C、D均正确．3．(液体的表面张力)如图4所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b 两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个( )图4答案 D解析肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状．当把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．又液体表面有收缩到面积最小的趋势，正确选项为D.一、选择题考点一液晶1．(多选)下列说法正确的是( )A．液晶与晶体的结构相同B．液晶与液体的结构相同C．液晶与晶体、液体的结构均不同D．液晶在某些性质上与晶体相同，在某些性质上与液体相同答案CD解析液晶的结构既不同于晶体结构，也不同于液体结构，故A、B错误，C正确；液晶在力学性质上与液体相同，具有流动性、连续性，在光学性质、电学性质上又具有各向异性，因而又具有晶体的某些性质，所以D正确．2．关于液晶的下列说法中正确的是( )A．液晶是液体和晶体的混合物B．液晶分子在特定方向排列比较整齐C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光D．所有物质在一定条件下都能成为液晶答案 B解析液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子排列规则，在某些方向上分子排列杂乱，液晶本身不能发光，所以选项A、C、D错，选项B正确．3．(多选)关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是( )A．晶体和液晶的性质是完全相同的B．液晶就是液体，具有液体的所有性质C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态D．液晶具有液体的流动性，在光学性质上具有晶体的各向异性答案CD考点二液体的表面张力4．关于液体表面的特征，下列说法正确的是( )A．液体表面层的分子分布比内部密B．液体有使其体积收缩到最小的趋势C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力D．液体有使其表面积收缩到最小的趋势答案 D解析液体表面层的分子分布比内部稀疏，故A错；液体由于表面张力作用，有使其表面积收缩到最小的趋势，故B错，D对；液体表面层分子之间既有引力也有斥力，只是由于分子间距离较大，表现为引力，故C错．5．液体表面张力产生的原因是( )A．液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间斥力大于引力B．液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间引力大于斥力C．液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间引力大于斥力D．液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间斥力大于引力答案 C解析液体表面层内分子比液体内部稀疏，液体表面层内分子间的相互作用表现为引力，即分子间的引力比斥力大，故正确答案为C.6．下列说法正确的是( )A．表面张力就是分子力B．小昆虫在水面上能自由行走是因为其重力大小可忽略不计C．表面张力的方向与液面上的分界线平行D．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势答案 D7．(多选)下列说法正确的是( )A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，是液体的表面张力在起作用B．小木块能够浮于水面上，是液体的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，是重力和水的浮力平衡的结果D．喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠，是表面张力作用的结果答案AD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A选项正确，C选项错误；小木块浮于水面上时，木块的下部分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，并不是表面张力在起作用，因此B选项错误；喷泉喷到空中的水散落时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用，且又近似处于完全失重状态，因而形成球状水珠(体积一定的情况下，球形表面积最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故D选项正确．二、非选择题8．(液体的表面张力)试解释为什么手套被雨水浸湿后很难从手上脱下．答案见解析解析因为湿手套的纤维间的空隙中有水，水跟空气接触的表面层具有收缩趋势，这种收缩趋势使手套纤维间距离缩小，于是手套的表面积减小，使手套紧箍在手上很难脱下．。

第1节液体的表面张力1.理解液体的表面张力．(重点)2.通过分子动理论的观点解释表面张力的原因．(难点)一、液体表面的收缩趋势1．实验：回形针、硬币漂在水面上(1)现象：当回形针或硬币漂浮在水面上时，托起回形针或硬币的水面稍有弯曲，就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样．(2)结论：液面给回形针或硬币等小物品施加了向上的支持力．2．实验：观察肥皂膜的变化(1)现象①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍拉回．②肥皂膜里的棉线圈，当刺破圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜就会收缩，使棉线张紧，形成圆形．(2)结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势．3．实验结论液体表面有一种收缩的趋势．正是这种收缩的趋势使露珠、乳滴等变为球形．小木船漂浮在水面上是由水面的收缩趋势引起的吗？提示：不是．小木船漂浮在水面上是小木船受到了水的浮力引起的，而不是水面的收缩趋势引起的．二、表面张力及其微观解释1．表面层(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层．(2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏．2．表面张力(1)定义：液体表面各部分间相互吸引的力．(2)作用效果：由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面积．而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．因此小水珠、小露珠等都呈现球形．因露珠过大，所受重力影响不能忽略，因而呈椭球形．在完全失重环境下，可形成标准的球形．(1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势．( )(2)表面张力是液体表面各部分间存在的相互吸引力．( )(3)水黾可以停在水面上不是表面张力引起的．( )提示：(1)√(2)√(3)×液体表面与液体内部分子分布特点1．液体内部分子的运动特点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．液体表面分子的分布液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时，因为外部空气和蒸汽分子对它的斥力很小，不起显著作用，它只受到内部分子的吸引力，因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大，使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大，一些动能大的分子就有可能冲出吸引力范围，成为蒸汽分子，结果造成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子间的距离就比较大(r>r0)．(多选)关于液体的说法正确的是( )A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D．液体的扩散比固体的扩散快[思路点拨] 液体的性质来自于其内部及表面的分子分布特点．[解析] 液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用不像固体中的那样强，所以选项B是正确的，选项A是错误的．液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动；也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易，所以其扩散也比固体的扩散快，选项C、D都是正确的．[答案] BCD表面张力的形成及其作用1．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，如图所示．2．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．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．(多选)有关液体表面张力的下列说法中正确的是( )A．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面垂直B．表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面相切C．表面张力产生在液体附着层，它的方向跟液面垂直D．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直[思路点拨] 液体表面张力产生的原因是由于液体表面分子蒸发，使得分子间距离大于r0而产生引力，引力总是与液体表面相切，与液面任意一条分界线垂直．[解析] 液体表面张力产生在液体表面层，与液面相切，B选项正确；如果在液体表面画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，引力方向与这条分界线垂直，D选项正确．[答案] BD1.对下列现象的成因解释正确的是( )A．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B．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的表面张力与其重力平衡的结果C．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D．液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张解析：选C.木块浮在水面上是浮力与其重力平衡，A错误；小昆虫在水面上不下陷是液膜对其弹力与其重力平衡，B错误；水在表面张力作用下，收缩到表面积最小，即球形，C 正确；不论液面为凸面还是凹面，表面张力的效果总使表面收缩到最小，故D错误．液体表面张力的应用在铁丝框架上有一可以自由滑动的细铁丝ab，如图所示，铁丝长L＝20 cm，框上布满着液膜，使液膜表面积增加ΔS＝200 cm2，需要做多少功？(液体表面单位长度的表面张力d＝72×10－3N/m，摩擦可以不计)[思路点拨] 本题的关键是弄清楚外力做的功和表面张力做的功大小相等．[解析] 液膜形成表面张力，使液膜有收缩趋势，要使液膜增大，必须是外力克服表面张力做功，由于是液膜的两个表面，所以作用在ab杆上的表面张力F＝72×10－3×L×2＝0.144L.克服表面张力做功：W＝Fs′＝0.144Ls′＝0.144×ΔS＝2.88×10－3 J.[答案] 2.88×10－3 J2.如图所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个( )解析：选D.肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状．当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，所以棉线被拉成凹的圆弧形状，正确选项为D.[随堂检测]1．液体表面张力产生的原因是( )A．在液体的表面层，分子间距大，分子之间斥力消失，只有引力B．由于气体分子对表面层液体分子的吸引C．在液体的表面层里，由于分子间距比液体内部大，分子间引力大于斥力D．由于受到指向液体内部的吸引力作用解析：选C.在液体内部，分子间距约为r0，分子间引力与斥力大致相等，在表面层，分子间距大于r0，分子间引力大于斥力，合力为引力，即表面张力．2．关于液体的表面张力，下列说法中正确的是( )A．液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为零C．不论是水还是水银，表面张力都会使表面收缩D．表面张力的方向与液面垂直解析：选C.液体表面张力就是液体表面各部分之间相互吸引的力，A错．液体的表面层分子要比内部稀疏些，分子间的距离较内部分子间的距离大，表面层分子间表现为引力，B 错．液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势，C对．液体表面张力的方向总是与液面相切，总是跟液面分界线相垂直，D错．3．(多选)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有( )A．水黾可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动解析：选AB.水黾可以停在水面上和露珠呈球形均是由于液体表面张力的作用；C、D 两选项中的现象均是由于分子的无规则运动．4．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．5．试解释下列现象：(1)手套被雨水浸湿后很难从手上脱下．(2)如有两枚硬币漂浮于水面上，且两者间距约1 cm时，两硬币会急剧地相吸靠近，为什么？解析：(1)因为湿手套的纤维间的空隙中有水，水跟空气接触的表面层具有收缩趋势，这种收缩趋势使手套纤维间距离缩小，于是手套的表面积减小，使手套紧箍在手上很难脱下．(2)当漂浮于水面的两枚硬币相距较近时，两硬币之间的水面呈凸曲面状，此时由于水的表面张力，将使其表面收缩，表面张力的方向总是沿着液面的切线方向，使两个硬币在水平方向上各自受力不平衡，左边硬币在水平方向上承受表面张力的合力指向右，而右边硬币受到的合力指向左，因而发生相互“吸引”的现象．答案：见解析[课时作业]一、单项选择题1．关于液体，下列说法正确的是( )A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体B．液体表现出各向异性C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小振动D．液体的扩散比固体的扩散快解析：选D.液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不易被压缩，故A错．液体由大量暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性，故B错．液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不同的是液体没有固定的平衡位置，故C错．液体的扩散要比固体的扩散快，故D对．2．液体表面张力产生的原因是( )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解析：选C.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．3．关于液体表面的现象，下列说法正确的是( )A．液体表面层的分子分布比内部密B．液体有使其体积收缩到最小的趋势C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力D．液体有使其表面积收缩到最小的趋势解析：选D.液体表面层的分子分布比内部稀疏，故A错误；液体由于表面张力作用，有使其表面积收缩到最小的趋势，故B错误，D正确；液体表面层分子之间既有引力也有斥力，只是由于分子间距离较大，表现为引力，故C错误．4．将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，此时与硬币重力相平衡的力是( ) A．水面的支持力B．水的表面张力C．水的浮力和表面张力的合力D．水的浮力和空气浮力的合力解析：选A.硬币受到重力和水面给予的支持力作用而平衡，表面张力是水面上各部分水之间的作用力的合力，而不是硬币受到的力；当然支持力的产生是由于水面间的表面张力．硬币并没有浸入水中，故不受浮力作用．5．下列说法中正确的是( )A．不论是何种液体，表面张力总要使液体表面积增大B．表面张力的方向总是向下C．表面层内的液体分子没有斥力，只有引力D．表面层内的液体分子分布比液体内部稀疏，分子间作用力表现为引力解析：选D.表面张力使液面收缩，方向不确定，表面层内分子间引力大于斥力，D选项正确．6．在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚离开液面，则( ) A．天平仍然平衡B．由于铁丝离开水面沾上液体，重量增加而使天平平衡破坏，左端下降C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液膜，此液体膜的表面张力使天平左端下降D．以上说法都不对解析：选C.铁丝在刚离开液面时，和液面之间形成一层膜，膜中分子密度小，分子稀疏，分子力表现为引力，对铁丝产生向下的拉力作用，使天平左端下降．二、多项选择题7．关于液体的说法正确的是( )A．液体表现出各向同性B．液体表现出各向异性C．分子在液体里的移动比在固体中容易得多D．液体中扩散现象是由液体分子运动产生的解析：选ACD.液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性．所以选项A是正确的，选项B是错误的．液体中扩散现象是由液体分子运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快．选项C、D 都是正确的．8．人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是( )A．液体的分子势能与体积有关B．晶体的物理性质都是各向异性的C．温度升高，每个分子的动能都增大D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用解析：选AD.分子势能与分子间距有关，选项A正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的某些性质具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项B错误；温度升高，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，选项C错误；露珠呈球状就是因为液体表面张力的作用，选项D正确．9．下列叙述中正确的是( )A．液体表面张力随温度升高而增大B．液体尽可能的收缩它们的表面积C．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能D．液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些解析：选BC.这是有关液体表面分子相互作用的问题，液体的表面层由于和气体接触与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏．这样分子间就表现为引力了，即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势．随温度的升高，表面层分子距离更要增大，引力作用随之减小，所以表面张力要减小，而在液体内，分子间的引力基本等于斥力，当r＝r0时，分子势能最小，在表面层r>r0，所以分子势能比液体内部的分子势能大．10．下列有关表面张力的说法中，正确的是( )A．表面张力的作用是使液体表面伸张B．表面张力的作用是使液体表面收缩C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故解析：选BCD.表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形．三、非选择题11．如图所示，在培养皿内注入清水．让两根细木杆相互平行地浮在水面上，然后在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精，细木杆会“自动”散开．请你解释这一现象．解析：漂浮在水面上的细木杆，原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态，滴入酒精后，细木杆之间液体的表面张力减小，使得内侧的表面张力比外侧的表面张力小，细木杆就被“拉”开了．答案：见解析12.如图所示，把橄榄油滴入水和酒精的混合液里，当混合液的密度与橄榄油密度相同时，滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中，为什么？解析：滴入混合液中的油滴，受到竖直向下的重力和液体对它竖直向上的浮力作用．由于油的密度与液体的密度相同，使得油滴好像处于失重状态．油滴在表面张力的作用下，收缩液面有使液面尽量减小的趋势．因为在同体积的几何体中，球的表面积最小，所以油滴在表面张力作用下收缩成球状悬浮在混合液内．答案：见解析。

3.4《液体的表面张力》学案
学习目标：
1.了解液体的微观结构．
2.通过观察和实验，知道液体的表面张力现象，了解表面张力形成的原因．
重点难点：
能用液体的微观结构解释液体的表面张力现象．
阅读指导：
1．液体的微观结构
液体分子间距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力______．液体有一定的体积，不易压缩，具有______性，比固体扩散速度____．
2．奇异的表面张力现象：使液体表面具有______趋势的引力叫表面张力．3．液体表面张力的成因：液体表面层中的分子要比液体内部______些．在表面层，分子间相互作用力表现为______．这些相互吸引力的______表现就是液体的表面张力．如图3－4－1.
课外拓展：
动手操作课本小实验并写下个人理解。

学后反思：。

《液体的表面张力》1.教材的地位和作用：本节内容是在液体的基本性质和液晶的基础上对液体性质的进一步探讨，与上一节的内容构成了液体单元完整的知识体系。

同时，表面张力的微观解释主要基于分子动理论的基本观点，因此本节内容是分子动理论的综合拓展和运用。

本节主要包括两个知识点：一是表面张力的宏观现象，二是表面张力的微观解释。

前者重在让学生掌握表面张力的概念，认识液体的表面现象及生活应用；后者重在使学生进一步液体认识表面张力的微观实质，运用分子动理论的知识分析表面张力的产生原因。

2.课标要求：通过实验观察液体的表面张力现象，解释表面张力产生的原因，交流讨论日常生活中表面张力现象的实例。

3.教材的编写思路：教材首先从学生熟悉的现象出发，通过展示一系列生活中的表面张力现象引入课堂。

然后通过两组肥皂膜实验的观察和分析，得出液体表面具有收缩趋势的结论。

在此基础上，教材结合分子动理论的有关知识，从微观的角度解释表面张力的产生原因。

最后，教材通过“讨论与交流”和“实践与拓展”栏目，分别设置了表面张力的实例解释和课后实践任务。

4.教材的特点：（1）从学生所熟悉的现象入手，强调实验和观察，学生的参与和思考。

（2）重视液体表面张力的概念建立过程和产生原因的定性分析。

（3）关注学生物理学习的差异性，加强内容的选择性。

【知识与能力目标】（1）通过实验，观察液体的表面张力现象。

（2）知道液体表面张力的概念。

（3）解释表面张力的产生原因。

【过程与方法目标】（1）经历液体表面现象的实验和探究，体会科学探究的方法。

（2）通过对表面张力的微观解释，体会运用分子动理论解释宏观热现象的方法。

【情感态度价值观目标】（1）激发学习物理的兴趣，感受物理与自然的美。

（2）培养学生将物理知识服务于生活和社会的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

液体表面张力教学设计教学流程教学过程设计教师活动学生活动设计意图【新课引入】 小游戏：在规定时间内，比比看哪组在水面上放的硬币多。

分组实验：在盛水的小烧杯水面上放置硬币。

增强学生动手能力及掌握实验技巧。

大胆猜想积极思考开始 现象分析现象导入 引发思考分组实验设计实验、探究总结提升 引导分析学以致用解释现象生活应用课堂小结 结束根据浮力的知识，物体漂浮的条件是密度小于水，硬币不附合该条件却观察到了相同的情况，原因是什么？回忆浮力知识，猜测使硬币漂浮的原因是什么？通过实验现象和已学知识的矛盾，激发学生学习新知识的兴趣。

【新课教学】提出问题：通过以下四个现象，提出“为什么液膜和液滴都是球形的？”现象1吹出的泡泡都是球形的。

现象2叶片上的露珠是椭球形的。

现象3在水和酒精的混合液中滴入食用油，模拟微重力环境，悬浮的油滴呈球形。

现象4天宫一号天宫课堂中做的水球实验呈球形。

实验探究：1．用烧热的针刺破某部分液膜，观察细线及液膜的变化情况。

2．将收缩线框浸入泡泡液中。

设计实验，验证猜想。

观察现象，积极思考利用数学知识，分析问题。

得出同体积情况下，球形表面积最小。

大胆猜想：液膜具有收缩的特性。

分组实验：培养学生动手能力。

通过交流使学生获得成功的体验，并给学生展示自己的机会。

问题：液膜为什么具有收缩的特性呢？提示学生用分子动理论解释这一现象。

液态分子间距离如何？分子力表现形式如何？液膜总是收缩的特性不能用液体内部分子间时而斥力，时而引力来解释，那又是什么原因？表面层分子间距离及分子力表现形式应该如何？一、基本概念：1．液体表面张力的产生：液体表面层分子间距较大，分子力表现为引力，宏观表现为液体表面张力2．定义：液体表面层相邻部分之间的吸引力。

3．方向：通过探究实验，能否总结出液体表面张力的方向如何？4、作用效果：得出结论：液膜具有收缩的特性且使表面积收缩到最小。

思考问题，积极做答。

回忆分子间距离与分子间相互作用力的特点。

第三章第1节液体的表面张力【学情分析】1.兴趣特点:对物理表现出浓厚的因果认识、操作和概括兴趣,有着强烈的好奇心和求知欲。

2.知识基础:学生已经学习了液体的基本性质和分子动理论的相关知识,对生活中的各种液体及其特性具有丰富的感性认识。

3.认识困难:学生对表面张力现象的认识仅停留于感性阶段,难以理解从各种现象中归纳液面的特点,难以理解液面中存在力的作用;虽然已经学习了分子动理论,但缺乏运用分子动理论相关知识分析、解释实际宏观热现象的知识迁移和应用能力,难以理解表面张力的产生原因。

教学设计【整体设计】[教学目标]1.知识与技能（1）知道液体表面存在表面张力现象.（2）能用分子动理论的观点解释液体表面的微观结构，从而解释表面张力产生的原因.2.过程与方法(1)经历液体表面现象的实验和探究,体会科学探究的方法。

(2)通过对表面张力的微观解释,体会运用分子动理论解释宏观热现象的方法。

3.情感态度与价值观(1)激发学习物理的兴趣,感受物理与自然的美。

(2)培养学生将物理知识服务于生活和社会的意识,勇于探究与日常生活有关的物理问题。

[教学重点] 液体表面张力的概念[教学难点] 液体表面张力的产生原因[课时安排] 1课时[教学准备]水的表面张力小实验视频、肥皂水、曲别针、清水、有绳的线圈、ppt课件。

【教学过程设计】3.学以致用，分析生活中现象1.问题：液体表面对硬币有力的作用，这是什么力呢？2.胡椒粉为什么会散开？所受张力的方向怎样？3.塑料小船为什么会动？所受张力的方向怎样？4.叶片上的水珠为何呈球状？学以致用、分析成因（设计意图：引导学生运用所学知识，解释观察到的问题。

）4.再设情景，规律应用【学生活动4】生活中其他表面张力的神奇应用1.生活中我们用各种笔书写2.刷牙3.医学4.大自然里植物的茎输送水就是靠里面的纤维导管，把泥土里的水输送上来的5.追逐液滴学以致用，反馈学业成绩（设计意图：“从物理走向社会”，引导学生从实际问题出发，将所学知识运用于实践，培养学生对知识的迁移能力和迁移应用能力，实现知识和能力的协调发展。