高中物理9.2液体教案新人教版选修3_3

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：
①液体和气体没有一定的形状，是流动的。

②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；
③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
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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。

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”。