1、第四节液体的表面张力核心素养明目标核心素养学习目标物理观念知道表面张力及其成因，知道浸润、不浸润及毛细现象产生的原因，会解释相关的自然现象科学思维理解微观上表面张力、浸润、不浸润、毛细现象的解释，并能运用知识解决相关的问题科学探究通过多种小实验探究液体的这几种现象，学会与他人合作交流，提高动手探索自然规律的能力科学态度与责任体验液体的这几种现象对人类生活的影响，学会科学，利用科学，造福人类，培养探索科学的兴趣知识点一表面张力1实验：观察肥皂膜的变化(1)现象铁丝环上肥皂膜会把棉拉过去，成为圆弧肥皂膜里的棉线圈，当刺破棉线圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形(2)结论：液体的表面就像
2、绷紧的橡皮膜一样，总是有收缩的趋势2表面张力(1)表面层定义：液体与气体接触的表面存在一个薄层特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏(2)表面张力定义：表面层中使液体表面收缩的相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力作用效果：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若露珠过大，重力影响不能忽略，则呈椭球形完全失重环境下，可形成标准的球形表面张力是根据效果命名的力，是液体表面层内大量分子力的宏观表现知识点二毛细现象1浸润与不浸润(1)浸润：液体与固体的接触面有扩张的趋势，液体会附着在固体上(2)不浸润：液体与
3、固体的接触面有收缩的趋势，液体不会附着在固体上(3)产生原因：是液体内分子与固体分子对附着层的液体分子共同作用的结果若固体分子的引力更强，表现为浸润；若液体内分子的引力更强表现为不浸润2毛细现象(1)定义：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降(2)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管的内径越小，前者水面越高，后者水银面越低同一种液体，对有些固体是浸润的，对有些固体是不浸润的，如：水银不浸润玻璃，但能浸润铅1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致()(2)毛细现象只指浸润液体在细管里上升的现象()(3)在内
4、径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形()(4)如果固体分子对液体分子间的引力比较弱，就会形成不浸润现象()答案(1)(2)(3)(4)2(多选)将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，下列关于与硬币重力相平衡的力的说法，不正确是()A水面支持力的产生是由于水的表面张力B该力就是水的表面张力C该力就是水的浮力和表面张力的合力D该力就是水的浮力和空气浮力的合力BCD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的表面张力所致；硬币并没有浸入水中，故不受浮力作用故A正确，B、C、D错误3(多选)下列现象中与
5、毛细现象有关的是()A砖块吸水B毛巾的一只角浸入水中，水会沿毛巾上升，使毛巾湿润C洗净的衣服在太阳下被晒干D钢笔从墨水瓶里把墨水吸入笔中AB砖块、毛巾、棉花、木材、植物根和茎等物体内部有许多细小的管道，可起到毛细管的作用，水会在这些细小的管道中上升，A、B正确；洗净的衣服在太阳下被晒干，这是蒸发现象，C错误；钢笔是靠大气压强把墨水吸入笔中的，故D错误 考点1表面张力雨伞的伞面上有很多细小的孔，为什么下雨时，雨水不会从孔里漏下来？提示因为雨水将纱线浸湿后，在纱线孔隙中形成水膜，水膜的表面张力使雨水不会漏下来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
6、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【典例1】关于液体的表面张力，下列说法正确的是()A在液体的表面层里，分子比较稀疏，分子间只有引力没有斥力B在液体的表面层里，分子比较密集，分子间只有斥力没有引力C液体的表面层中斥力大于
7、引力，使得液体的表面收缩到最小，所以露珠呈球形D液体的表面层中引力大于斥力，使得液体的表面收缩到最小，所以露珠呈球形思路点拨(1)液体表面层里分子比较稀疏，表现为引力(2)表面张力使液面收缩到最小D与气体接触的液体表面分子比较稀疏，间距大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，A、B错误；但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，所以露珠呈球形，C错误，D正确液体表面层与液体内部分子分布特点比较项液体表面层液体内部分子密度稀疏密集分子间距d1010 md109 md1010 m
8、分子力表现为引力(合力)斥力与引力平衡(合力为零)表现表面有收缩趋势不易被压缩1(多选)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上自由行走，这是由于存在表面张力D用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于存在表面张力BCD表面张力的作用效果是使液体表面收缩，B正确，A错误；由于表面张力，液面被压弯并收缩，使小昆虫浮在液面上，C正确；由于表面张力使液滴收缩成球形，D正确 考点2浸润与不浸润你观察过落水的鸡吗？如图所示，鸡落水时会全身湿透，俗称“落汤鸡”，而鸭子在水中嬉戏，上岸后抖一抖身子，水便会被抖落，比鸡可潇洒多了
9、，你知道这是为什么吗？提示这是由于鸭子经常用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不浸润羽毛1液体能否浸润固体由内聚力和附着力大小决定(1)内聚力大于附着力附着层的分子比液体内部稀疏，附着层内出现与液体表面张力相似的收缩力，此时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润(2)内聚力小于附着力附着层中的分子比液体内部更密，附着层中出现液体分子相互排斥的力，此时跟固体接触的液面有扩展的趋势，形成浸润2微观解释当液体与固体接触时，附着层中的液体分子受固体分子的吸引比液体内部分子弱，结果附着层中的液体分子比其内部稀疏，这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现
10、象相反，如果受到固体分子的吸引相对较强，附着层里的分子就比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子互相排斥的力，这时跟固体接触的表面有扩展的趋势，从而形成浸润现象总之，浸润和不浸润现象是分子力作用的宏观表现【典例2】(多选)以下各种说法中正确的是()A因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体B液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的C在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中液体一定会沿器壁流散D发生浸润现象还是不浸润现象，取决于固体分子和液体内的分子哪个对附着层中液体分子的吸引力
11、更大思路点拨(1)有的液体对某些固体浸润，对某些固体不浸润(2)浸润是液体在固体表面扩张BCD水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，所以A错误，B正确在处于完全失重状态的人造卫星上，如果液体浸润器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必须盖紧，C正确D正确说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理分析浸润与不浸润问题的要点归纳(1)同一种固体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润；同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的(2)液体浸润固体，附着层面积要扩张；不浸润固体，附着层面积要收缩(3)发生浸润还是不浸润是看固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力的强弱2(多选)如图所示的现
12、象中，下列说法正确的是()甲乙A图甲为浸润现象，图乙为不浸润现象B图甲中附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏C图甲和图乙中表面层的液体分子都比液体内部的分子稀疏D图甲中表面层分子比液体内部稀疏，而图乙中表面层分子比内部密AC由题图可知，图甲为浸润现象，图乙为不浸润现象，选项A正确；图甲中附着层的液体分子比液体内部的分子密集，选项B错误；图甲和图乙中表面层的液体分子都比液体内部的分子稀疏，选项C正确，D错误 考点3毛细现象你知道为什么松土能保持土壤中的水分吗？提示把地面的土壤锄松，破坏了土壤里的毛细管，地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉1毛细现象浸润液体在毛细管里上升后，形成凹月面，不
13、浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面的现象2毛细现象产生的原因浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形液体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜，表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作用(如图甲所示)，于是管内液体上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体才停止上升，稳定在一定的高度不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小，对表面下的液体产生向下的作用导致的(如图乙所示)甲 乙【典例3】附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是()A附着层里液体分子间的斥力强B附着层里液体分子
14、间的引力强C固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引弱D固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引强思路点拨(1)附着层里的分子既受固体分子吸引又受液体内部分子吸引(2)附着层里的分子稀疏或稠密是上面二力的合力结果C附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引，如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的部分分子进入液体内部，从而使附着层的分子比液体内部稀疏，所以C正确，A、B、D错误3(多选)水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体它们在毛细管中将发生上升或下降的现象现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示其中正确的现象应是()ABCD
15、AD浸润液体和不浸润液体具有不同的毛细现象毛细管越细，内、外液面的高度差越大浸润液体在毛细管内上升，管越细，上升越高；不浸润液体在毛细管内下降，管越细，下降越多，故A、D对，B、C错1物理观念：表面张力、浸润与不浸润、毛细现象2科学思维：会解释相关表面张力、浸润与不浸润、毛细现象发生的微观原因和现象3科学方法：实验法、观察法、比较法等1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，棉线的形状是图中的哪一个()AB CDD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
16、被绷紧，因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹的圆弧形状正确选项为D2(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AB由于表面张力的作用，水的表面层分子间表现为引力，使表面形成了弹性膜，使水黾可以停在水面上；由于表面张力的作用，使水表面层有收缩到表面积最小的趋势，因此叶面上的露珠呈球形，A、B均正确；滴入水中的红墨水很快散开和悬浮在水中的花粉做无规则运动，均说明水分子做无规则运动，与表面张力无关，C、D均错误3(多选)如图所示，液体浸润固体的是(
17、)BC由题图可以看出：B、C中附着层有扩张的趋势，而A、D中附着层具有面积减小的趋势，故B、C浸润固体4关于浸润与不浸润现象，下面几种说法正确的是()A水是浸润液体B水是不浸润液体C同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的D只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象C浸润或不浸润是指一种液体对某一种固体来说的，孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润例如水对玻璃浸润，而对荷叶就不浸润浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象只有选项C正确5对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图所示，对此有下列几种解释：甲图中表面层分子的分布比液体内部疏乙图中表面层分子的分布比液体内部密甲图中附着层分子的分布比液体内部密乙图中附着层分子的分布比液体内部疏，其中正确的是()A只有对B只有对C只有对D只有对B浸润的情况下，液体会沿着管壁上升，这是附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层分子相互排斥，同时表面层内分子相互吸引的结果；不浸润的情况下，液体会沿着管壁下降，这是附着层分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子表现为引力，同时表面层内分子相互吸引的结果，故B正确