教科版物理选修3-3全册课件-第三章-4.ppt

1、4液体的表面张力液体的表面张力目标导航目标导航1.知道液晶的分子结构特点，了解液晶的特知道液晶的分子结构特点，了解液晶的特性及应用性及应用2了解液体的微观结构了解液体的微观结构3通过观察和实验，知道液体的表面张力通过观察和实验，知道液体的表面张力现象，能用液体的微观结构解释液体的表面现象，能用液体的微观结构解释液体的表面张力现象张力现象新知初探新知初探自学导引自学导引一、液晶一、液晶1.什么是液晶：像液体一样具有什么是液晶：像液体一样具有_性，一种介于性，一种介于_和和_之间的中之间的中间态物质间态物质2.液晶的分子结构：分子位置的有序性丧液晶的分子结构：分子位置的有序性丧失，与液体中大体相同

2、的方式自由地来回失，与液体中大体相同的方式自由地来回运动，运动，流动流动固态固态液态液态但仍倾向于保持在固体中确定的取向，分子但仍倾向于保持在固体中确定的取向，分子排列在液晶中的有序性介于排列在液晶中的有序性介于_和和_之间如图之间如图331.固体固体液体液体图图331.3.液晶显示：液晶分子的排列会因温度、液晶显示：液晶分子的排列会因温度、_、摩擦、摩擦、_作用、容器表面作用、容器表面的差异等外界条件的微小变动而发生变化，的差异等外界条件的微小变动而发生变化，液晶显示就是通过加液晶显示就是通过加_来改变其光来改变其光学性质的学性质的 二、液体的表面张力二、液体的表面张力1.液体的微观结构液体

3、的微观结构压强压强电磁电磁电压电压液体分子间距离很小，分子间作用力比固体液体分子间距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力要弱液体有一定的体积，不分子间作用力要弱液体有一定的体积，不易压缩，具有易压缩，具有_性，比固体扩散速度性，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：液体表面层中的分液体表面张力的成因：液体表面层中的分子要比液体内部子要比液体内部_些些流动流动快快收缩收缩稀疏稀疏在表面层，分子间相互作用力表现为在表面层，分子间相互作用力表现为_这些相互吸引力的宏观表现就是这些相互

4、吸引力的宏观表现就是液体的表面张力如图液体的表面张力如图332.引力引力图图332.要点探究要点探究讲练互动讲练互动要点要点1对液晶的认识对液晶的认识1.特点特点(1)液晶具有液体的流动性；液晶具有液体的流动性；(2)液晶具有光学上的各向异性；液晶具有光学上的各向异性；(3)液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质；质；(4)有些物质在特定的温度范围之内具有液晶有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态；有些物质溶解在适当的溶剂中，在一定态；有些物质溶解在适当的溶剂中，在一定的浓度范围内具

5、有液晶态；不是所有物质都的浓度范围内具有液晶态；不是所有物质都具有液晶态；具有液晶态；(5)天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的成的2.液晶的应用液晶的应用液晶可以用作显示元件，液晶在生物医学、液晶可以用作显示元件，液晶在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要作用，液晶电子工业、航空工业中都有重要作用，液晶可以作为显示元件，有一种液晶，受外加电可以作为显示元件，有一种液晶，受外加电压的影响，会由透明状态变成浑浊状态，去压的影响，会由透明状态变成浑浊状态，去掉电压，又恢复透明，当输入电信号，加上掉电压，又恢复透明，当输入电信号，加上适当电压，透明的液晶变得

6、浑浊，从而显示适当电压，透明的液晶变得浑浊，从而显示出设定的文字或数码出设定的文字或数码 (2012眉山一中高二检测眉山一中高二检测)关于液晶，关于液晶，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A液晶是一种晶体液晶是一种晶体B液晶分子的空间排列是稳定的，具有各液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性向异性C液晶的光学性质随温度的变化而变化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液晶的光学性质随外加电压的变化而变化化【精讲精析精讲精析】液晶的微观结构介于晶体和液液晶的微观结构介于晶体和液体之间体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，

7、具有各向异性，但分子的排列是不稳定齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项的，选项A、B错误外界条件的微小变化都错误外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变某些性质，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选项化时，都会改变液晶的光学性质选项C、D正确综上所述，该题的答案为正确综上所述，该题的答案为C、D.【答案答案】CD【易误警示易误警示】本题易误选本题易误选A、B.错误原因错误原因一是盲目认为液晶是晶体，二是由于液晶分一是盲目认为液晶是晶体，二是由于液晶分子空间排列是有序的

8、，具有各向异性，因此子空间排列是有序的，具有各向异性，因此认为是晶体忽视了可自由移动性认为是晶体忽视了可自由移动性变式训练变式训练1.下列关于液晶的各种描述中正确的是下列关于液晶的各种描述中正确的是()A液晶具有流动性液晶具有流动性B液晶内部分子的排列是很稳定的，不受液晶内部分子的排列是很稳定的，不受外界因素的影响外界因素的影响C液晶表现出各向异性液晶表现出各向异性D液晶态是一些特殊化合物在任何环境下液晶态是一些特殊化合物在任何环境下表现出的固有状态表现出的固有状态 解析：选解析：选AC.液晶是一种既具有液体流动液晶是一种既具有液体流动性，又像晶体一样具有光学各向异性的物性，又像晶体一样具有光

9、学各向异性的物质质,其内部分子排列不稳定，当外界条件发生其内部分子排列不稳定，当外界条件发生微小变动时，分子排列将会有显著变化液微小变动时，分子排列将会有显著变化液晶态是某些化合物在特定条件下表现出的一晶态是某些化合物在特定条件下表现出的一种状态由此可知种状态由此可知A、C正确正确,B、D错误错误要点要点2对液体微观结构及性质的理解对液体微观结构及性质的理解1.液体的微观结构液体的微观结构液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附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近做微小的振动，但

10、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，有时的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成又重新形成液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这液体由大量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种小区域杂乱无章地分布着2.液体的宏观特性液体的宏观特性(1)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无各向同性：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章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性同性(2)一定体积：液体分子的排列更接近于固一定体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集

11、在一起，体，液体中的分子密集在一起，分子间距接近于分子间距接近于r0，相互间的束缚作用强，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积以液体具有一定的体积(3)流动性：液体分子能在平衡位置附近做微流动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因动性的原因(4)扩散特点：液体中扩散现象是由液体分子扩散特点：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运动产生

12、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中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快散快 对于液体，下列说法不正确的是对于液体，下列说法不正确的是()A液体的性质介于固体和气体之间液体的性质介于固体和气体之间B液体分子在平衡位置附近做微小振动和液体分子在平衡位置附近做微小振动和移动，因而液体具有流动性移动，因而液体具有流动性C液体表面层分子间距离小于液体内部分液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，表面张力为斥力子间距离，表面张力为斥力D液体表面层分子间距离大于液体内部分液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面张力为引力子间距离，表面张力为引力【精讲精析精

13、讲精析】由于液体分子平均距离一般大由于液体分子平均距离一般大于固体分子平均距离，小于气体分子平均距于固体分子平均距离，小于气体分子平均距离，其性质介于固、气之间，所以离，其性质介于固、气之间，所以A对；液对；液体分子没有确定的平衡位置，故具有流动体分子没有确定的平衡位置，故具有流动性，性，B对；表面层内的分子距离大于液体内对；表面层内的分子距离大于液体内部的分子距离，分子力表现为引力，表面张部的分子距离，分子力表现为引力，表面张力是分子力的宏观表现，故表面张力为引力是分子力的宏观表现，故表面张力为引力，力，C错错D对对【答案答案】C【方法总结方法总结】注意对气体、液体和固体微注意对气体、液体和

14、固体微观结构及性质的理解观结构及性质的理解变式训练变式训练2.关于液体，下列各种说法中正确的是关于液体，下列各种说法中正确的是()A液体性质介于气体与固体之间，更接近液体性质介于气体与固体之间，更接近于气体于气体B液体表现出各向异性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的振动现为在固定的平衡位置附近做微小的振动D液体的扩散比固体的扩散快液体的扩散比固体的扩散快解析：选解析：选D.液体的性质介于气体与固体之液体的性质介于气体与固体之间，更接近于固体，间，更接近于固体，A错液体分子只在很错液体分子只在很小的区域内有规则

15、地排列，并且这些小区域小的区域内有规则地排列，并且这些小区域又杂乱无章地分布，因而液体表现出各向同又杂乱无章地分布，因而液体表现出各向同性，性，B错液体分子的热运动与固体类似，错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，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但平衡位置在不断移动，但平衡位置在不断移动，C错液体分子在错液体分子在液体中移动较固体分子在固体中移动更容液体中移动较固体分子在固体中移动更容易，液体的扩散较固体快，易，液体的扩散较固体快，D正确正确要点要点3对表面张力的理解和应用对表面张力的理解和应用1.液体的表面张力的形成液体的表面张力的形成(1)分子分布特点：

16、由于蒸发现象，液体表面分子分布特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏分子分布比内部分子稀疏(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力分子力特点：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产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜的膜(4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面表面张力的方向：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相切，垂直于液面上的各条分界线

17、如图333所示所示图图3332.表面张力及其作用表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液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，球形的表面积最小例如，吹出的肥皂下，球形的表面积最小例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球泡呈球形，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，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在失重条件下才呈球形(2)表面张力的形成原因是表面层表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气液体跟空气接触的一个薄层接触的一个薄层)中分子间距离大，分子

18、间的中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力相互作用表现为引力(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关外，还跟液体的种类、温度有关特别提醒特别提醒(1)在体积相等的各种形状的物体中，球形在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小，所以草叶上的露珠、小物体的表面积最小，所以草叶上的露珠、小水银滴等，都因表面张力使液面收缩而呈水银滴等，都因表面张力使液面收缩而呈球形球形(2)表面张力是跟液面相切的如果液面是平表面张力是跟液面相切的如果液面是平面，表面张力就在这个平面上；如果液面是面，表面张力就在这个平面上；如果液面是曲面，表面

19、张力就在这个曲面的切面上曲面，表面张力就在这个曲面的切面上作用在任何一部分液面上的表面张力，总是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跟这部分液面的分界线垂直(3)表面张力是根据效果命名的力，是液体的表面张力是根据效果命名的力，是液体的表面层内大量分子力的宏观表现表面层内大量分子力的宏观表现 下列说法正确的是下列说法正确的是()A表面张力就是分子力表面张力就是分子力B水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡的重力相平衡C表面张力的大小跟液面上分界线的长短表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关有关D液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋

20、液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势势【精讲精析精讲精析】表面张力是液体表面层内分表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子力故子力故A选项错误；缝衣针在水面上静止选项错误；缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡，是液膜对其弹力与重力平衡，B选项错误；选项错误；表面张力的大小与液面上分界线的长短有表面张力的大小与液面上分界线的长短有关，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此关，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此C、D选项正确选项正确【答案答案】CD【方法总结方法总结】本题主要考查了表面张力的本题主要考查了表面张力的产生、大小和作用效果

21、正确理解表面张力产生、大小和作用效果正确理解表面张力是解题的关键是解题的关键变式训练变式训练3.下列有关表面张力的说法中，正确的是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是由于表面张力的缘故解析：选解析：选BCD.表面张力的作用效果是使液体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；由于表面张力使缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形液滴收缩成球形