2.2 表面张力和毛细现象 学案-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

2.2表面张力和毛细现象 学案 学习目标： 1．知道表面张力、浸润、不浸润、毛细现象及液晶的概念和实验证据，并能解释相关的自然现象。 2．理解液体的微观结构，能解释表面张力、浸润与不浸润产生的原因。 基础知识： 一、液体的表面张力 1．表面层：液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。 2．分子力的特点 在液体内部，分子间的平均距离略小于r0，分子间的作用力表现为斥力；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 3．表面张力 (1)定义：液体表面的这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。 (2)作用效果：使液体表面具有收缩趋势。 说明：表面张力使液体表面收缩到最小。 二、浸润和不浸润 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)浸润和不浸润是分子力作用的表现。 2．产生的原因 (1)三个相关概念 ①附着层：当液体跟固体接触时，在接触处形成的液体薄层． ②内聚力：附着层中的液体分子受到的液体内部分子的吸引力． ③附着力：附着层中的液体分子受到的固体分子的吸引力． (2)产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同 ①当内聚力大于附着力时，液体不浸润固体． ②当内聚力小于附着力时，液体浸润固体． 三．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。 (3)特点 水在玻璃管中会出现凹形弯月面；水银在玻璃管中则会出现凸形弯月面．且管的内径越小，前者水面越高，后者水银面越低． 四．液晶 (1)液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。 (2)出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态。 (3)液晶的微观结构：通常棒状分子的物质容易具有液晶态。 重难点理解： 一、表面张力 1．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． 2．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． 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． 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． 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。 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　[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 ... ...