2018学年第二学期高二物理选修3-3第9章第二节《 液体》学案

选修3-3 第九章固体、液体和物态变化
第2节液体
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学习目标：
1.了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因.
2.了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象及毛细现象，了解毛细现象的产生原因.
3.了解液晶的特点及其应用．
【新知探究】
一、液体的微观结构液体的表面张力
[导学探究]如图2所示是液体表面附近分子分布的大致情况．
图2
请结合图片思考：
(1)液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？
(2)液体像气体一样没有固定的形状，具有流动性，而又像固体一样具有一定的体积，不易被压缩，液体的这些特点是由什么决定的？
(3)小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木块浮在水面上的道理相同吗？
[知识深化]
1．液体表面张力的成因分析
(1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面层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．
(3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜．
2．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，在完全失重条件下才呈球形)．
(2)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．
例1关于液体的表面张力，下列说法正确的是()
A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力
C．液体的表面张力随温度的升高而增大
D．表面张力的方向与液面垂直
例2如图3所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使框架布满肥皂膜，然后将P 和Q两部分的肥皂膜刺破，线的形状将变成下列选项图中的()
图3
二、浸润和不浸润及毛细现象
[导学探究](1)把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来，可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银，从水中取出的玻璃上会沾上一层水，为什么会出现上述两种不同的现象呢？
(2)如图4所示，在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤的水分，你知道这是为什么吗？
图4
[知识深化]
1．浸润和不浸润的形成原因
(1)附着层内分子受力情况
液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．(2)浸润的成因
当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体．
(3)不浸润的成因
当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体．
(4)浸润和不浸润是发生在两种材料(液体与固体)之间的，与这两种物质的性质都有关系，不能单说哪一种材料浸润或不浸润．例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润铅．
2．毛细现象的产生原因
毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系．
如图5所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低．
图5
例3(多选)将不同材料制成的甲、乙两细管插入相同的液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则()
A．液体对甲材料是浸润的
B．液体对乙材料是浸润的
C．甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中发生的是毛细现象
D．若甲、乙两管的内径变小，则甲管内液面更低，乙管内液面更高
例4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．附着层里液体分子间的引力强
C．固体分子对附着层里的液体分子的吸引力比液体内部分子的吸引力弱
D．固体分子对附着层里的液体分子的吸引力比液体内部分子的吸引力强
三、液晶
[导学探究]液晶是指液态晶体，这种说法对吗？
[知识深化]液晶的特点
1．液晶具有流动性，具有液体的特点．
2．液晶在不同方向上光学性质不同．
3．在不同方向上液晶分子的排列情况不同．
4．液晶受到外界影响时，物理性质会发生明显的变化．
例5(多选)关于液晶，下列说法中正确的有()
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．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化
【课堂练习】
1.(液体的表面张力)下列现象中，不是由于液体的表面张力造成的是()
A．船浮于水面上
B．硬币或钢针浮于水面上
C．绸布伞有缝隙但不漏雨水
D．锋利的玻璃片，用酒精灯烧一定时间后变钝了
2．(浸润和不浸润现象)(多选)关于浸润和不浸润现象，下列说法中正确的是()
A．水银是浸润液体，水是不浸润液体
B．在内径小的容器里，如果液体能浸润容器壁，则液面成凹形，且液体在容器内上升C．如果固体分子对液体分子的引力较弱，就会形成浸润现象
D．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
3．(液晶)关于液晶，下列说法中不正确的是()
A．液晶态是介于固态和液态之间的中间态
B．液晶具有流动性
C．液晶表现出各向同性
D．液晶表现出各向异性
【归纳整理】。