高中物理选修3--3第九章第二节《液体》新课教学课件.ppt

1、选修选修3 33 3 第九章第九章固体、液体和物态变化固体、液体和物态变化9.2液液 体体问题：问题：从宏观角度上看，液体与气体有什么样的相似性？从宏观角度上看，液体与气体有什么样的相似性？没有固定的形状，具有流动性。没有固定的形状，具有流动性。问题：问题：从宏观角度上看，液体与固体有什么样的相似性？从宏观角度上看，液体与固体有什么样的相似性？有一定的体积，不易被压缩。有一定的体积，不易被压缩。思考：思考：你能否从微观角度上分析液体在宏观上具有这种介你能否从微观角度上分析液体在宏观上具有这种介于固体与气体之间的性质？于固体与气体之间的性质？1.1.液体内部分子也是密集在一起的，分子间距较小，分

2、液体内部分子也是密集在一起的，分子间距较小，分子间相互作用力较大。子间相互作用力较大。与固体一样，有一定的体积，不易被压缩。与固体一样，有一定的体积，不易被压缩。2.2.液体分子的无规则运动主要表现为在平衡位置附近做液体分子的无规则运动主要表现为在平衡位置附近做微小振动，但没有长期固定的平衡位置。容易发生扩散。微小振动，但没有长期固定的平衡位置。容易发生扩散。与气体一样，没有固定的形状，具有流动性。与气体一样，没有固定的形状，具有流动性。思考：思考：观察下面四幅动态图，你知道是什么原因引起的吗？观察下面四幅动态图，你知道是什么原因引起的吗？蜥蜴在水面上奔跑蜥蜴在水面上奔跑水黾停在水面上水黾停在

3、水面上树叶上的水滴呈球形树叶上的水滴呈球形硬币漂浮在水面上硬币漂浮在水面上实验探究：实验探究：把一根细圆铁把一根细圆铁丝放在平滑的框架上，将丝放在平滑的框架上，将框架在肥皂水里浸过后，框架在肥皂水里浸过后，框架上出现一层肥皂水的框架上出现一层肥皂水的薄膜，用手轻轻刺破细圆薄膜，用手轻轻刺破细圆铁丝右侧肥皂水薄膜的任铁丝右侧肥皂水薄膜的任意一部分，你看到了什么意一部分，你看到了什么现象？现象？细圆铁丝在左侧肥皂薄膜的牵引下向左侧运动。细圆铁丝在左侧肥皂薄膜的牵引下向左侧运动。问题：问题：这种现象说明了什么这种现象说明了什么?说明液体表面好像是一张绷紧的橡皮膜，具有收说明液体表面好像是一张绷紧的橡

4、皮膜，具有收缩的趋势。缩的趋势。液体表面内存在相互作用的引力。一、表面张力：一、表面张力：1.1.表面层：表面层：指液体与气体接触位置处的液体薄层。指液体与气体接触位置处的液体薄层。2.2.定义：定义：指表面层各部分之间相互作用的引力。指表面层各部分之间相互作用的引力。3.3.作用效果：作用效果：使液体表面绷紧，具有收缩的趋势。使液体表面绷紧，具有收缩的趋势。4.4.方向：方向：与表面层相切，与分界线垂直。与表面层相切，与分界线垂直。NM2F1F问题：问题：表面张力究竟是如何产生的呢表面张力究竟是如何产生的呢?运用扫描隧道显微运用扫描隧道显微镜，你能否从微观角度加以分析？镜，你能否从微观角度加

5、以分析？水蒸汽水蒸汽表面层表面层液体内部液体内部 分析：分析：表面层里的分子表面层里的分子要比液体内部稀疏，在要比液体内部稀疏，在液体内部，分子间距在液体内部，分子间距在平衡位置的距离平衡位置的距离r r0 0左右，左右，分子力近似为分子力近似为0 0，而在，而在表面层内，由于分子间表面层内，由于分子间距大于距大于r r0 0，分子间的作用，分子间的作用力表现为引力力表现为引力.本质：本质：表面张力是表面表面张力是表面层分子间的分子力为引层分子间的分子力为引力时的宏观表现力时的宏观表现.涂蜡的玻璃板涂蜡的玻璃板 洁净的玻璃板洁净的玻璃板实验探究：实验探究：分别向一块洁净的倾斜玻璃板上和一块涂蜡

6、分别向一块洁净的倾斜玻璃板上和一块涂蜡的倾斜玻璃板上倒水，你看到了什么现象？的倾斜玻璃板上倒水，你看到了什么现象？水能够打湿洁净的玻璃板，且能够附在玻璃板上。水能够打湿洁净的玻璃板，且能够附在玻璃板上。水不能够打湿涂蜡的玻璃板，且不会附在涂蜡玻璃板上。水不能够打湿涂蜡的玻璃板，且不会附在涂蜡玻璃板上。二、浸润和不浸润：二、浸润和不浸润：浸润：浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。表面上的现象。不浸润：不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不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的现象。会附着在这种固体的表面的现象。1.1.定

7、义：定义：分析液体是浸润还是分析液体是浸润还是不浸润时，必须指明所针不浸润时，必须指明所针对的固体。对的固体。实验探究：实验探究：分别将水和水银装入两个玻璃管中，当液面稳分别将水和水银装入两个玻璃管中，当液面稳定后，你看到了什么现象？它们分别是什么原因引起的？定后，你看到了什么现象？它们分别是什么原因引起的？水的液面中央部位凹下，液面与器壁水的液面中央部位凹下，液面与器壁接触位置接触位置向上向上弯，是浸润现象引起的。弯，是浸润现象引起的。玻璃试管中的水玻璃试管中的水玻璃试管中的水银玻璃试管中的水银 水银的液面中央部位凸起，液面与器壁水银的液面中央部位凸起，液面与器壁接触位置接触位置向向下弯，是

8、不浸润现象引起的。下弯，是不浸润现象引起的。二、浸润和不浸润：二、浸润和不浸润：指液体与固体接触位置处的液体薄层。指液体与固体接触位置处的液体薄层。2.2.附着层：附着层：玻璃试管中的水玻璃试管中的水玻璃试管中的水银玻璃试管中的水银附着层附着层附着层附着层问题：问题：浸润现象究竟是如何产生的呢浸润现象究竟是如何产生的呢?运用扫描隧道显微运用扫描隧道显微镜，你能否从微观角度加以分析？镜，你能否从微观角度加以分析？液液体体内内部部附附着着层层固固体体 分析：分析：附着层里的液体附着层里的液体分子要比液体内部密集，分子要比液体内部密集，在液体内部，分子间距在液体内部，分子间距在平衡位置的距离在平衡位

9、置的距离r r0 0左右，左右，分子力近似为分子力近似为0 0，而在附，而在附着层内，由于分子间距着层内，由于分子间距小于小于r r0 0，分子间的作用力，分子间的作用力表现为斥力表现为斥力.附着层的附着层的液体有扩张的趋势。液体有扩张的趋势。本质：本质：浸润现象是附着浸润现象是附着层分子间的分子力为斥层分子间的分子力为斥力时的宏观表现力时的宏观表现.问题：问题：不浸润现象究竟是如何产生的呢不浸润现象究竟是如何产生的呢?运用扫描隧道显运用扫描隧道显微镜，你能否从微观角度加以分析？微镜，你能否从微观角度加以分析？液液体体内内部部附附着着层层固固体体 分析：分析：附着层里的分子附着层里的分子要比液

10、体内部稀疏，在要比液体内部稀疏，在液体内部，分子间距在液体内部，分子间距在平衡位置的距离平衡位置的距离r r0 0左右，左右，分子力近似为分子力近似为0 0，而在附，而在附着层内，由于分子间距着层内，由于分子间距大于大于r r0 0，分子间的作用力，分子间的作用力表现为引力表现为引力.附着层的附着层的液体有收缩的趋势。液体有收缩的趋势。本质：本质：不浸润现象是附不浸润现象是附着层分子间的分子力为着层分子间的分子力为引力时的宏观表现引力时的宏观表现.二、浸润和不浸润：二、浸润和不浸润：3.3.比较：比较：现象现象附着层分附着层分子分布子分布分子力分子力趋势趋势浸润浸润不浸润不浸润玻璃试管中的水玻

11、璃试管中的水玻璃试管中的水银玻璃试管中的水银密集稀疏斥力引力扩张收缩毛细现象上升下降实验探究：实验探究：分别将两端开口的玻璃细管竖直插入水和水银分别将两端开口的玻璃细管竖直插入水和水银中，当液面稳定后，观察管中水和水银的高度，你看到了中，当液面稳定后，观察管中水和水银的高度，你看到了什么现象？什么现象？玻璃细管中的水面高于槽中的水面。玻璃细管中的水面高于槽中的水面。玻璃细管插入水中玻璃细管插入水中玻璃细管插入水银中玻璃细管插入水银中 玻璃细管中的水银面低于槽中的水银面。玻璃细管中的水银面低于槽中的水银面。三、毛细现象：三、毛细现象：1.1.定义：定义：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细

12、管里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。下降的现象，叫做毛细现象。问题：问题：细玻璃管插入水中的毛细现象中液面为什么会中央细玻璃管插入水中的毛细现象中液面为什么会中央凹下，边缘上弯？凹下，边缘上弯？玻璃细管插入水中玻璃细管插入水中 水能够浸润玻璃，附着层液体分子比内水能够浸润玻璃，附着层液体分子比内部液体分子密集，分子力表现为斥力，附部液体分子密集，分子力表现为斥力，附着层有扩张的趋势。着层有扩张的趋势。问题：问题：液体与空气的接触面，还存液体与空气的接触面，还存在有什么力？其方向有什么特点？在有什么力？其方向有什么特点？能否作出该力的受力示意图？能否作出该

13、力的受力示意图？存在表面张力，方向与液面相切。存在表面张力，方向与液面相切。问题：问题：你能否总结出这种毛细现象你能否总结出这种毛细现象产生的原因？产生的原因？这种毛细现象是附着层分子斥力与表面这种毛细现象是附着层分子斥力与表面张力共同作用的结果。张力共同作用的结果。问题：问题：细玻璃管插入水银中的毛细现象中液面为什么会中细玻璃管插入水银中的毛细现象中液面为什么会中央凸起，边缘下弯？央凸起，边缘下弯？水银不浸润玻璃，附着层液体分子比内水银不浸润玻璃，附着层液体分子比内部液体分子稀疏，分子力表现为引力，附部液体分子稀疏，分子力表现为引力，附着层有收缩的趋势。着层有收缩的趋势。问题：问题：液体与空

14、气的接触面，还存液体与空气的接触面，还存在有什么力？其方向有什么特点？在有什么力？其方向有什么特点？能否作出该力的受力示意图？能否作出该力的受力示意图？存在表面张力，方向与液面相切。存在表面张力，方向与液面相切。问题：问题：你能否总结出这种毛细现象你能否总结出这种毛细现象产生的原因？产生的原因？这种毛细现象是附着层分子引力与表面这种毛细现象是附着层分子引力与表面张力共同作用的结果。张力共同作用的结果。玻璃细管插入水银中玻璃细管插入水银中三、毛细现象：三、毛细现象：2.2.产生原因：产生原因：毛细现象是附着层的分子力与表面张力毛细现象是附着层的分子力与表面张力共同作用的结果。共同作用的结果。3.

15、3.利用与防止：利用与防止：生活用的毛巾生活用的毛巾田间松土田间松土土壤中成长的植物土壤中成长的植物地基上铺一层油毡地基上铺一层油毡四、液晶态与液晶：四、液晶态与液晶：1.1.液晶态：液晶态：物质即具有液体物质即具有液体的流动性，又具有晶的流动性，又具有晶体物理性质的各向异体物理性质的各向异性的一种状态。性的一种状态。2.2.液晶：液晶：处于液晶态的物质叫液晶。处于液晶态的物质叫液晶。3.3.特点：特点：液晶是介于固体与液体之间的一种中间状态，分子排液晶是介于固体与液体之间的一种中间状态，分子排列有规则，但是不稳定。外界条件的微小变化会引起分子列有规则，但是不稳定。外界条件的微小变化会引起分子

16、排列的改变。排列的改变。【例题】下列关于表面张力方向的说法中正确的是（）A表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面垂直B表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面相切C表面张力产生在液体附着层，它的方向跟液面垂直D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BD【例题】关于表面张力下列叙述中哪些是正确的关于表面张力下列叙述中哪些是正确的（）A A液体表面张力随温度升高而增大液体表面张力随温度升高而增大B B液体尽可能的在收缩它的表面积液体尽可能的在收缩它的表面积C C液体表面层的分子比液体内部的分子具有更液体表面层的分子比液体内部的分子具有更大的分子势能大的分子势能D D液体表

17、面层的分子分布要比液体内部分子分液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布的紧密些布的紧密些BC【例题】如图中曲线为两根细棉线，将图示肥皂如图中曲线为两根细棉线，将图示肥皂膜中膜中a a和和b b两部分膜刺破后，残缺部分的形状将会变两部分膜刺破后，残缺部分的形状将会变为如图所示的那种情况为如图所示的那种情况 （）（）A【例题】对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图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：所示，对此有下列几种解释：表面层表面层I I内分子的分布比液体内分子的分布比液体内部疏内部疏 表面层表面层内分子的分布比液体内部密内分子的分布比液体内部密 附着

18、层附着层I I内分子的分布比液体内部密内分子的分布比液体内部密 附着层附着层内分子的分布比液内分子的分布比液体内部疏，其中正确的是（体内部疏，其中正确的是（）A A只有只有对对 B B只有只有、对对 C C只有只有、对对 D D全对全对B课堂小课堂小 结结一、液体的微观结构：一、液体的微观结构：1.1.液体内部分子也是密集在一起的，分子间距液体内部分子也是密集在一起的，分子间距较小，分子间相互作用力较大。较小，分子间相互作用力较大。与固体一样，有一定的体积，不易被压缩。与固体一样，有一定的体积，不易被压缩。2.2.液体分子的无规则运动主要表现为在平衡位液体分子的无规则运动主要表现为在平衡位置附

19、近做微小振动，但没有长期固定的平衡位置。置附近做微小振动，但没有长期固定的平衡位置。容易发生扩散。容易发生扩散。与气体一样，没有固定的形状，具有流动与气体一样，没有固定的形状，具有流动性。性。课堂小课堂小 结结二、表面张力：二、表面张力：1.1.表面层：表面层：指液体与气体接触位置处的液体薄层。指液体与气体接触位置处的液体薄层。2.2.定义：定义：指表面层各部分之间相互作用的引力。指表面层各部分之间相互作用的引力。3.3.作用效果：作用效果：使液体表面绷紧，具有收缩的趋势。使液体表面绷紧，具有收缩的趋势。4.4.方向：方向：与表面层相切，与分界线垂直。与表面层相切，与分界线垂直。分析：分析：表

20、面层里的分子要比液体内部稀疏，在液体内部，表面层里的分子要比液体内部稀疏，在液体内部，分子间距在平衡位置的距离分子间距在平衡位置的距离r r0 0左右，分子力近似为左右，分子力近似为0 0，而，而在表面层内，由于分子间距大于在表面层内，由于分子间距大于r r0 0，分子间的作用力表现为，分子间的作用力表现为引力引力.本质：本质：表面张力是表面层分子间的分子力为引力时的表面张力是表面层分子间的分子力为引力时的宏观表现宏观表现.5.5.微观解释：微观解释：课堂小课堂小 结结三、浸润和不浸润：三、浸润和不浸润：浸润：浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上

21、的现象。表面上的现象。不浸润：不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不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的现象。会附着在这种固体的表面的现象。1.1.定义：定义：分析液体是浸润还是分析液体是浸润还是不浸润时，必须指明所针不浸润时，必须指明所针对的固体。对的固体。指液体与固体接触位置处的液体薄层。指液体与固体接触位置处的液体薄层。2.2.附着层：附着层：课堂小课堂小 结结三、浸润和不浸润：三、浸润和不浸润：3.3.微观解释：微观解释：分析：分析：附着层里的液体分子要比液体内部密集，在液体内部，分子间距附着层里的液体分子要比液体内部密集，在液体内部，分子间距在平衡位置的距离在平

22、衡位置的距离r r0 0左右，分子力近似为左右，分子力近似为0 0，而在附着层内，由于分子间，而在附着层内，由于分子间距小于距小于r r0 0，分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力表现为斥力.附着层的液体有扩张的趋势。附着层的液体有扩张的趋势。本质：本质：浸润现象是附着层分子间的分子力为斥力时的宏观表现浸润现象是附着层分子间的分子力为斥力时的宏观表现.分析：分析：附着层里的分子要比液体内部稀疏，在液体内部，分子间距在平衡附着层里的分子要比液体内部稀疏，在液体内部，分子间距在平衡位置的距离位置的距离r r0 0左右，分子力近似为左右，分子力近似为0 0，而在附着层内，由于分子间距大于，而在附

23、着层内，由于分子间距大于r r0 0，分子间的作用力表现为引力分子间的作用力表现为引力.附着层的液体有收缩的趋势。附着层的液体有收缩的趋势。本质：本质：不浸润现象是附着层分子间的分子力为引力时的宏观表现不浸润现象是附着层分子间的分子力为引力时的宏观表现.浸润：浸润：不浸润：不浸润：课堂小课堂小 结结三、浸润和不浸润：三、浸润和不浸润：4.4.特点比较：特点比较：现象现象附着层分附着层分子分布子分布分子力分子力趋势趋势浸润浸润不浸润不浸润密集稀疏斥力引力扩张收缩毛细现象上升下降 浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体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。在细管里

24、下降的现象，叫做毛细现象。课堂小课堂小 结结四、毛细现象：四、毛细现象：1.1.定义：定义：2.2.产生原因：产生原因：毛细现象是附着层的分子力与毛细现象是附着层的分子力与表面张力共同作用的结果。表面张力共同作用的结果。课堂小课堂小 结结五、液晶态与液晶：五、液晶态与液晶：1.1.液晶态：液晶态：物质即具有液体的流动性，又具有晶体物理性质的各物质即具有液体的流动性，又具有晶体物理性质的各向异性的一种状态。向异性的一种状态。2.2.液晶：液晶：处于液晶态的物质叫液晶。处于液晶态的物质叫液晶。3.3.特点：特点：液晶是介于固体与液体之间的一种中间状态，分子排液晶是介于固体与液体之间的一种中间状态，分子排列有规则，但是不稳定。外界条件的微小变化会引起分子列有规则，但是不稳定。外界条件的微小变化会引起分子排列的改变。排列的改变。