1、第二节 液体一、教学目标1、知道液体表面有收缩的趋势;了解液体表面张力的意义和方向。2、知道液体对固体有浸润和不浸润的特点。3、了解毛细现象及其生活和生产中的应用。4、了解液晶的特点及应用。5、培养学生对自然现象的观察能力,激发学生对物理的兴趣。二、教学重点、难点 通过实验、现象的观察与分析,让学生了解液体表面张力,知道液体对固体有浸润和不浸润的特点,了解毛细现象及其生活和生产中的应用是本节课的重点。对以上现象的解释是难点。只要作简单的介绍即可。三、教学方法与建议 实验法、现象观察法、分析归纳法四、学情分析 这节内容首先是通过对生活中一些现象的观察,结合实验结果,引起学生的思考和研究。在此基础
2、上,教师的讲解就水到渠成了。但在解释液体表面张力、浸润与不浸润的受力特点、以及毛细现象的原因时,学生可能不是那么容易接受的。考纲对这一部分也是不作要求的,故教师只要作简单介绍,深入简出即可。五、教学过程 (一)引入新课分子在不停的做无规则的运动,分子之间的的相互作用力使得分子聚集在一起,而分子的无规则运动又使它们分散开来,我们看到自然界中物质的三种状态:液态、气态和固态,便是由于分子的这两种作用而产生的三种不同的聚集状态。为了更好的研究微观分子的排布对物质宏观性质的影响,我们分别研究物质的固态、液态和气态固体、液体和气体;前面,我们已经研究了固体,今天,我们来研究液体。(二)进行新课1、液体的
3、微观结构(1)对比液态、气态、固态研究液体的性质问题 对比气体、固体,讨论液体与这两种物态的宏观性质具有哪些相似的特性?学生思考讨论后回答。教师总结: 液体和气体没有一定的形状,是流动的。 液体和固体具有一定的体积;而气体的体积可以变化千万倍; 液体和固体都很难被压缩;而气体可以很容易的被压缩;教师讲解:通过上面的研究,我们发现,液体的性质介于气体和固体之间,它与固体一样具有一定的体积,不易压缩,同时,又像气体一样没有固定的形状,具有流动性。这些性质是由它的微观结构决定的。下面,我们来对比一下分子的这三种聚集形式。(2)液体的微观结构出示三态下物质的微观结构图教师出示表格对比: 固体液体气体体
4、积对比110 单个分子表现在固定的平衡位置附近做微小的振动在非固定的平衡位置附近做振动没有平衡位置局部(小区域)表现分子规则的排列形成暂时的分子规则排布无规则宏观性质各向异性各向同性各向同性教师讲解:由于液体分子排布这种特点,使得液体具有一些特有的物理性质。2、液体的表面张力教师出示媒体课件(表面张力的系列图片展示)自然界的水、流动的水银,炽热的铁水等等都是物质的液态形式。在观察这些液态景观时,我们会注意到:荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形,一滴汞能成为球形在玻璃板上滚动,这些现象的产生是什么原因呢?实验将一个拴有松弛棉线的铁丝环浸入肥皂水中再拿出来,使环上布满肥皂液膜,用烧热的针刺破棉线一
5、侧的肥皂液膜。观察另一侧肥皂液膜的变化情况和棉线的形状。学生观察并得出结论:环内棉线另一侧的肥皂液膜收缩,棉线变成张紧的弧形。教师分析:表面层里的分子要比液体内部稀疏一些(出示图片或者视频),在液体内部,分子间既存在引力,又存在斥力,引力和斥力的数量级相同,在通常的情况下可以认为它们之间的大小是相等的,而在表面层内,由于分子间距比较大,分子之间的作用力表现为引力,(如图所示)我们可以假想一个分界线 ,将液体表面分割成A、B两部分,由于表面分子之间的引力作用,A部分对B部分具有引力作用,使得 向A部分收缩,同样,B部分对A部分具有引力作用,使得 向B部分收缩,我们将液面各部分之间的相互吸引的力称
6、作为表面张力,在表面张力的作用下液体表面形成一个“弹性薄膜”。表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势,在体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积是最小的,所以露珠、水银、失重状态下的水滴等等呈现球形。问题请学生们分析下面这些现象,并解释产生的原因?(1)雨伞的伞面有细小的孔,为什么水不会从孔里漏下去?(因为水将纱线浸湿后,在纱线孔隙中形成水膜,水膜的表面张力使得雨水不致漏下)(2)将分币轻轻地放在一碗水的水面上,为什么分币会浮在水面上不沉下去?这是由于表面张力使得液体表面形成一个张紧的薄膜,当分币放置上后,使得液体表面发生形变,产生弹力,这样受力平衡,所以分币会浮在水面上不沉下去。3、浸
7、润和不浸润演示实验 用课件来观察浸润和不浸润现象。两块方形洁净的玻璃片上各滴一滴水和一滴水银,观察两种液滴在玻璃片上的状态。再用洁净的玻璃片分别浸入盛有水和水银的烧杯内,玻璃片从水中取出时其上附着一层水,而玻璃片从水银中取出时玻璃片上不附着水银。(1)说明浸润和不浸润的定义液体与固体接触时,液体与固体的接触面扩大而相互附着的现象叫做浸润。如果接触面趋于缩小而不附着,则叫做不浸润。演示实验 用课件来观察烧杯内水面和另一烧杯内水银面。由于液体对固体有浸润或不浸润,造成液面在器壁附近上升或下降,液面弯曲,形成凹形或凸形的弯月面。(2)浸润和不浸润的微观解释液体与固体接触处形成一个液体薄层,叫做附着层
8、。附着层里的分子既受固体分子的吸引,又受到液体内部分子的吸引。如果受到固体分子的吸引力较弱,附着层的分子就比液体内部稀疏,在附着层里分子间吸引力较大,造成跟固体接触的液体表面有缩小的趋势,形成不浸润。反之,如果附着层分子受固体分子吸引力相当强,附着层分子比液体内部更密集,附着层就出现液体相互推斥的力,造成跟固体接触的液体表面有扩展的趋势,形成浸润。与学生讨论课本中习题里讲到的缝衣针放在水面上不沉没、布雨伞不漏雨水等现象。4、毛细现象演示实验用课件来观察几根内径粗细不同的细玻璃管插入一浅水槽中,管内水面高出水槽里水面,而且越细的管,水面上升得越高。用两侧直径大小不等的U形玻璃管,放入水银后,细管
9、内水银面低于粗管水银面。(1)毛细现象的定义:浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象,叫做毛细现象。(2)毛细现象的解释:解释浸润液体在毛细管里上升的现象。浸润液体与毛细管内壁接触的附着层有扩展的趋势,造成液体与空气接触面弯曲,呈凹形弯曲,液面与管壁接触的附近的表面张力是沿液面切线方向向上的。表面张力有使液面收缩趋势,造成管内液柱上升。直到表面张力向上的拉引作用与管内升高的液柱重力平衡,管内液体停止上升,液柱稳定在一定的高度,如图所示。细管越细,即管截面积小,那么液柱上升高度就越大。可用相似的分析方法,解释不浸润液体在毛细管里下降的现象。(3)举例说明毛细现象的应用:纸张、棉
10、花脱脂后能够吸水的原因在于其内部有许多细小的孔道,起到毛细管作用。田间农作物的重要管理措施是锄地松土,防止土地板结,其目的是破坏土壤里的毛细管,使地下水分不会快速引上而蒸发掉。5、液晶请学生阅读课本,归纳液晶的基本知识。(1)概念:像液体一样具有流动性,而其化学性质与某些晶体相似,具有各项异性的物质叫液晶(2)性质:特殊的物质,既具有液体的流动性,某些晶体那样具有光学各向异性。(3)液晶态物质:有些物质在特定的温度范围内具有液晶态;另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定的浓度范围具有液晶态。不是所有物质都具有液晶态。通常棒状分子、碟状分子和平板分子的物质容易具有液晶态。天然存在的液晶并不多,多数液晶是人工合成的,目前已达5000多种。(4)液晶的应用:显示器方面科研:利用液晶和生物组织在特点上的相似性。(三)课堂总结 请学生总结本节课的内容。(四)课后作业 阅读课本,完成课后P41、P42“问题与练习”。