1、配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 第五節(jié)液體的表面張力第五節(jié)液體的表面張力 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 1下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是() A液晶是晶體液晶是晶體 B液晶是液體液晶是液體 C液晶是固體液晶是固體 D液晶既不是固體也不是液體液晶既不是固體也不是液體 【答案答案】D 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 2(多選多選)(2018年銀川名校模擬年銀川名校模擬)下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是() A固體可分為晶體和非晶體，而晶體都具有確定的幾何固體可分為晶體和非晶體，而晶體都具有確定的幾何 形狀形狀 B液晶的光學(xué)性質(zhì)會(huì)隨所加電場(chǎng)的變化而變化液晶的光學(xué)性質(zhì)會(huì)隨所

2、加電場(chǎng)的變化而變化 C物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)具有各向同性時(shí)，可能是晶體物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)具有各向同性時(shí)，可能是晶體 D液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)具有各向異液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)具有各向異 性性 E液體表面具有收縮的趨勢(shì)，說(shuō)明液體表面層的分子之液體表面具有收縮的趨勢(shì)，說(shuō)明液體表面層的分子之 間只存在引力作用間只存在引力作用 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 【答案答案】BCD凡是晶體，不一定具有確定的幾何外凡是晶體，不一定具有確定的幾何外 形，比如多晶體則沒有，單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性，而形，比如多晶體則沒有，單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性，而 多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性，

3、多晶體的物理性質(zhì)具有各向同性，A錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、C正確；液晶最主正確；液晶最主 要的特點(diǎn)是具有電光效應(yīng)，液晶的干涉、散射、衍射、旋光、要的特點(diǎn)是具有電光效應(yīng)，液晶的干涉、散射、衍射、旋光、 吸收等受電場(chǎng)調(diào)制，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性吸收等受電場(chǎng)調(diào)制，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性 質(zhì)具有各向異性，質(zhì)具有各向異性，B、D正確；分子之間引力和斥力是同時(shí)存正確；分子之間引力和斥力是同時(shí)存 在的，在的，E錯(cuò)誤故選錯(cuò)誤故選BCD 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 3下列有關(guān)液晶的一些性質(zhì)的說(shuō)法不正確的是下列有關(guān)液晶的一些性質(zhì)的說(shuō)法不正確的是() A液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的液晶分子的

4、空間排列是穩(wěn)定的 B液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度而變化液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度而變化 C液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加電場(chǎng)的變化而變化液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加電場(chǎng)的變化而變化 D液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加壓力的變化而變化液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加壓力的變化而變化 【答案答案】A液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移 動(dòng)，故動(dòng)，故A錯(cuò)，錯(cuò)，B、C、D均正確均正確 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 4關(guān)于液體，下列各種說(shuō)法正確的是關(guān)于液體，下列各種說(shuō)法正確的是() A液體性質(zhì)介于氣體與固體之間，更接近于氣體液體性質(zhì)介于氣體與固體之間，更接近于氣體 B液體表現(xiàn)出各向異性液體表現(xiàn)出各向異性 C液

5、體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似，主要表現(xiàn)為在固定的液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似，主要表現(xiàn)為在固定的 平衡位置附近做微小的振動(dòng)平衡位置附近做微小的振動(dòng) D液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 【答案答案】D液體的性質(zhì)介于氣體與固體之間，更接近于液體的性質(zhì)介于氣體與固體之間，更接近于 固體，固體，A錯(cuò)液體分子只在很小區(qū)域內(nèi)有規(guī)則排列，并且這些錯(cuò)液體分子只在很小區(qū)域內(nèi)有規(guī)則排列，并且這些 小區(qū)域又雜亂無(wú)章地分布，因而液體表現(xiàn)出各向同性，小區(qū)域又雜亂無(wú)章地分布，因而液體表現(xiàn)出各向同性，B 錯(cuò)液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似，主要表現(xiàn)為在平衡位置附錯(cuò)液體分子的熱運(yùn)動(dòng)

6、與固體類似，主要表現(xiàn)為在平衡位置附 近做微小的振動(dòng)，但平衡位置在不斷移動(dòng)，近做微小的振動(dòng)，但平衡位置在不斷移動(dòng)，C錯(cuò)液體分子在錯(cuò)液體分子在 液體中移動(dòng)較固體分子在固體中移動(dòng)更容易，液體的擴(kuò)散較固液體中移動(dòng)較固體分子在固體中移動(dòng)更容易，液體的擴(kuò)散較固 體快，體快，D正確正確 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 一、液體表面的收縮趨勢(shì)一、液體表面的收縮趨勢(shì) 1實(shí)驗(yàn)：觀察肥皂膜的變化實(shí)驗(yàn)：觀察肥皂膜的變化 (1)現(xiàn)象：現(xiàn)象：鐵絲框上的肥皂膜會(huì)把滑棍鐵絲框上的肥皂膜會(huì)把滑棍_ 肥皂膜里的棉線圈，當(dāng)刺破圈內(nèi)肥皂膜，棉線圈外的肥肥皂膜里的棉線圈，當(dāng)刺破圈內(nèi)肥皂膜，棉線圈外的肥 皂膜使棉線張緊，形成皂膜

7、使棉線張緊，形成_ (2)結(jié)論：液體的表面類似于張緊的彈性薄膜，具有結(jié)論：液體的表面類似于張緊的彈性薄膜，具有 _的趨勢(shì)的趨勢(shì) 2實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由實(shí)驗(yàn)知，液體表面有一種實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由實(shí)驗(yàn)知，液體表面有一種_的趨的趨 勢(shì)正是這種勢(shì)正是這種_的趨勢(shì)使露珠、液滴等變?yōu)榈内厔?shì)使露珠、液滴等變?yōu)開形形 拉動(dòng)拉動(dòng) 圓形圓形 收縮收縮 收縮收縮 收縮收縮球球 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 二、表面張力及其微觀解釋二、表面張力及其微觀解釋 1表面層表面層 (1)液體的表面是一個(gè)厚度為分子液體的表面是一個(gè)厚度為分子_(10 9 m) 的薄層的薄層 (2)液體表面層分子的勢(shì)能比液體內(nèi)部分子的勢(shì)能大液體表面層分

8、子的勢(shì)能比液體內(nèi)部分子的勢(shì)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(shì)面指向液內(nèi)，因此液體表面就有收縮的趨勢(shì) 有效作用距離有效作用距離 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 2表面張力表面張力 (1)定義：液體表面各部分間相互定義：液體表面各部分間相互_的拉力的拉力 (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 到盡可能到盡可能_的面積而體積相等的各種形狀的物體中，的面積而體積相等的各種形狀的物體中， 球形物體的表面積球形物體的表面積_因此

9、小水珠、小露珠等都呈現(xiàn)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若露珠過大，重力影響不能忽略則呈_完完 全失重環(huán)境下，可形成標(biāo)準(zhǔn)的球形全失重環(huán)境下，可形成標(biāo)準(zhǔn)的球形 作用作用 小小 最小最小 球形球形橢球形橢球形 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 雨傘的傘面有細(xì)小的孔，為什么水不會(huì)從孔里漏下去？雨傘的傘面有細(xì)小的孔，為什么水不會(huì)從孔里漏下去？ 【答案答案】因?yàn)樗畬⒓喚€浸濕后，在紗線孔隙中形成水膜，因?yàn)樗畬⒓喚€浸濕后，在紗線孔隙中形成水膜， 水膜的表面張力使雨水不會(huì)漏下水膜的表面張力使雨水不會(huì)漏下 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 1實(shí)驗(yàn)名稱：研究液體的表面張力實(shí)

10、驗(yàn)名稱：研究液體的表面張力 2實(shí)驗(yàn)器材：鐵絲環(huán)、棉線、肥皂液實(shí)驗(yàn)器材：鐵絲環(huán)、棉線、肥皂液 3實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：(1)把一根棉線的兩端系在鐵絲環(huán)上，不要把一根棉線的兩端系在鐵絲環(huán)上，不要 讓棉線過緊，要使它處于略為松弛的狀態(tài)然后將鐵絲環(huán)浸入讓棉線過緊，要使它處于略為松弛的狀態(tài)然后將鐵絲環(huán)浸入 肥皂液里，再拿出來(lái)時(shí)環(huán)上就留下了一層肥皂液的薄膜觀察肥皂液里，再拿出來(lái)時(shí)環(huán)上就留下了一層肥皂液的薄膜觀察 棉線的松緊程度棉線的松緊程度 (2)用燒熱的針刺破棉線某一側(cè)的薄膜，觀察薄膜和棉線用燒熱的針刺破棉線某一側(cè)的薄膜，觀察薄膜和棉線 發(fā)生的變化發(fā)生的變化 實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)與探究 配粵教版物理選修配粵教版

11、物理選修3-3 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 例例1如圖所示，金屬框上陰影部分如圖所示，金屬框上陰影部分 表示肥皂膜，它被棉線分割成表示肥皂膜，它被棉線分割成a、b兩部分若兩部分若 將肥皂膜的將肥皂膜的a部分用熱針刺破，棉線的形狀是部分用熱針刺破，棉線的形狀是 下圖中的哪一個(gè)下圖中的哪一個(gè)() 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 解析：解析：肥皂膜未被刺破時(shí)，作用在棉線兩側(cè)的表面張力互肥皂膜未被刺破時(shí)，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，在部分液膜刺破后，在b部部 分液膜表面張力的作用下，棉線將被繃緊因液體表面

12、有收縮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(shì)，而在同周長(zhǎng)的幾何圖形中，圓面積最大，到面積最小的趨勢(shì)，而在同周長(zhǎng)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)為所以棉線被拉成凹的圓弧形狀正確選項(xiàng)為D 答案：答案：D 【題后反思題后反思】從實(shí)驗(yàn)可以看出：液體表面有收縮到最小的從實(shí)驗(yàn)可以看出：液體表面有收縮到最小的 趨勢(shì)，反過來(lái)也可以說(shuō)明為什么液滴呈球形趨勢(shì)，反過來(lái)也可以說(shuō)明為什么液滴呈球形 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 1如圖所示，布滿肥皂膜的金屬框如圖所示，布滿肥皂膜的金屬框abcd水平放置，水平放置，ab邊邊 能在框架上無(wú)摩擦地左右滑動(dòng)

13、，那么，能在框架上無(wú)摩擦地左右滑動(dòng)，那么，ab邊會(huì)向邊會(huì)向_滑滑 動(dòng)，做動(dòng)，做_運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 【答案答案】右加速右加速 解析：解析：由于肥皂膜有收縮的趨勢(shì)，所以由于肥皂膜有收縮的趨勢(shì)，所以ab邊在表面張力的邊在表面張力的 作用下會(huì)向右做加速運(yùn)動(dòng)作用下會(huì)向右做加速運(yùn)動(dòng) 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 1表面張力的微觀解釋表面張力的微觀解釋 (1)分子之間同時(shí)存在著引力和斥力，且隨分子間距離的分子之間同時(shí)存在著引力和斥力，且隨分子間距離的 增大而減小，引力減小比斥力慢，兩個(gè)分子之間的距離為增大而減小，引力減小比斥力慢，兩個(gè)分子之間的距離為r0時(shí)時(shí) 引力和斥力相等，小于引力和斥力相等，小于r0時(shí)

14、表現(xiàn)為斥力，大于時(shí)表現(xiàn)為斥力，大于r0時(shí)表現(xiàn)為引時(shí)表現(xiàn)為引 力，大于力，大于10r0時(shí)分子之間的作用力可以忽略不計(jì)，所以液體的時(shí)分子之間的作用力可以忽略不計(jì)，所以液體的 表面層可以認(rèn)為是表面層可以認(rèn)為是10r0，即數(shù)量級(jí)為，即數(shù)量級(jí)為10 9 m的薄層 的薄層 (2)液體內(nèi)部每個(gè)分子受到周圍分子的引力和斥力，因引液體內(nèi)部每個(gè)分子受到周圍分子的引力和斥力，因引 力的作用距離大于斥力，所以分子受到引力作用大于斥力作用力的作用距離大于斥力，所以分子受到引力作用大于斥力作用 的范圍的范圍 對(duì)液體表面張力的理解對(duì)液體表面張力的理解 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 (3)表面層內(nèi)的分子缺少液體表面

15、層外分子的引力，只受表面層內(nèi)的分子缺少液體表面層外分子的引力，只受 液體表面和液體內(nèi)部分子的引力，所以液面以及液面下的液體液體表面和液體內(nèi)部分子的引力，所以液面以及液面下的液體 有收縮的趨勢(shì)如果要把液體分子由內(nèi)部移到表面，就必須克有收縮的趨勢(shì)如果要把液體分子由內(nèi)部移到表面，就必須克 服分子力做功，使分子的勢(shì)能增大，又因勢(shì)能總是有減小的趨服分子力做功，使分子的勢(shì)能增大，又因勢(shì)能總是有減小的趨 勢(shì)，故液體表面有收縮的趨勢(shì)勢(shì)，故液體表面有收縮的趨勢(shì) (4)液體表面有收縮的趨勢(shì)，而液體又極不易壓縮，就使液體表面有收縮的趨勢(shì)，而液體又極不易壓縮，就使 液面呈張緊狀態(tài)，好像張緊的彈性薄膜一樣，液體表面之間

16、表液面呈張緊狀態(tài)，好像張緊的彈性薄膜一樣，液體表面之間表 現(xiàn)出的平行于表面的張力，稱為表面張力現(xiàn)出的平行于表面的張力，稱為表面張力 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 2表面張力及其作用表面張力及其作用 (1)表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，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，在失重條件下呈球形但由于受重力的影響，往往呈扁球形，在失重條

17、件下 才呈球形才呈球形 (2)表面張力的形成原因是表面層表面張力的形成原因是表面層(液體跟空氣接觸的一個(gè)液體跟空氣接觸的一個(gè) 薄層薄層)中分子間距離大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力中分子間距離大，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力 (3)表面張力的大小除了跟邊界線長(zhǎng)度有關(guān)外，還跟液體表面張力的大小除了跟邊界線長(zhǎng)度有關(guān)外，還跟液體 的種類、溫度有關(guān)的種類、溫度有關(guān) 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 例例2關(guān)于表面張力的說(shuō)法不正確的是關(guān)于表面張力的說(shuō)法不正確的是() A表面張力是由于表面層內(nèi)的分子缺少液體外分子的引表面張力是由于表面層內(nèi)的分子缺少液體外分子的引 力產(chǎn)生的力產(chǎn)生的 B表面張力是垂直于液面

18、表面指向液體內(nèi)部的表面張力是垂直于液面表面指向液體內(nèi)部的 C表面張力是與液面表面平行的表面層間的相互作用的表面張力是與液面表面平行的表面層間的相互作用的 拉力拉力 D表面層中的分子勢(shì)能比液體內(nèi)部的分子勢(shì)能大表面層中的分子勢(shì)能比液體內(nèi)部的分子勢(shì)能大 解析：解析：由液體表面張力產(chǎn)生的微觀機(jī)制可知由液體表面張力產(chǎn)生的微觀機(jī)制可知A、D正正 確由表面張力的定義可知，確由表面張力的定義可知，B錯(cuò)，錯(cuò)，C對(duì)對(duì) 答案：答案：B 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 【題后反思題后反思】明確表面張力產(chǎn)生的原因和表面張力的聯(lián)系明確表面張力產(chǎn)生的原因和表面張力的聯(lián)系 與區(qū)別，理解液體表面和表面層以及分子間引力和

19、斥力的特與區(qū)別，理解液體表面和表面層以及分子間引力和斥力的特 性性 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 例例3如圖所示，把橄欖油滴入水和酒精的混合液如圖所示，把橄欖油滴入水和酒精的混合液 里，當(dāng)混合液的密度與橄欖油密度相同時(shí)，滴入的橄欖油呈球里，當(dāng)混合液的密度與橄欖油密度相同時(shí)，滴入的橄欖油呈球 狀懸浮在液體中，為什么？狀懸浮在液體中，為什么？ 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 解析：解析：滴入混合液中的油滴，受到豎直向下的重力和液體滴入混合液中的油滴，受到豎直向下的重力和液體 對(duì)它豎直向上的浮力作用由于油的密度與液體的密度相同，對(duì)它豎直向上的浮力作用由于油的密度與液體的密度相同， 使得油滴好像處于失重狀態(tài)油滴在表面張力的作用下，收縮使得油滴好像處于失重狀態(tài)油滴在表面張力的作用下，收縮 液面有使液面盡量減小的趨勢(shì)因?yàn)樵谕w積的幾何體中，球液面有使液面盡量減小的趨勢(shì)因?yàn)樵谕w積的幾何體中，球 的表面面積最小，所以油滴在表面張力作用下收縮成球狀懸浮的表面面積最小，所以油滴在表面張力作用下收縮成球狀懸浮 在混合液內(nèi)在混合液內(nèi) 答案：答案：見解析見解析 配粵教版物理選修配粵教版物理選修3-3 2(2017年上饒名校期末年上饒名校期末)對(duì)于液體在器壁附近的液面發(fā)對(duì)于液體在器壁附近的液面發(fā)