2019高中物理第三章第4节液体的表面张力课件教科版

D．表面层中的分子间的距离小于平衡距离，因此分子间
的作用力很强
[思路点拨] 能从微观角度理解表面张力的形成原因是 处理该类问题的关键。
[解析] 表面层里的分子距离比液体内部大些，即表面层 里的分子分布要比液体内部稀疏些，分子力表现为引力，表 面引力就是表面层分子引力的宏观表现，表面张力方向与液 面相切，因此 B、C 正确，A、D 错误。
[答案] BC
液体表面的收缩趋势
液体表面张力表面张力及其微观解释表 概面 念层

作用的效果
1．处在液体表面层的分子与液体内部分子相比较有 ( )
A．较小的势能
B．较大的势能
C．相同的势能
较大的动能
解析：液体内部的分子距离可以认为是平衡时的距离，表面
层的分子距离比内部分子距离大，根据分子势能与距离的关
C．喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠 D．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体 表面的张力作用
[解析] 慢慢向酒杯中注入水，由于表面张力的作用，使液体 表面呈一弧形，即使稍高出杯口，水也不会流出来，故 A 项正确； 小木块浮于水面上，实际上小木块的一部分已经陷入水中(排开一 部分水)，受到的是水的浮力作用而非表面张力作用，因此 B 选项 错误；喷到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作 用且又处于完全失重状态，因此形成球状水珠，故 C 项正确；仔细 观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比 周围水面稍下陷。但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非 常好的膜上一样，因此，这是液体的表面张力在起作用。浮在水面 上的缝衣针与小昆虫情况一样，故 D 选项正确。[答案] ACD
液体的微观结构的解释 1.液体分子之间的相互作用不像固体中的微粒那样强，液体 分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是暂时形成的， 边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成。液体由大量 的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， 因而液体表现出各向同性。 2．液体具有一定的体积：液体分子的排列更接近于固体，液 体中的分子密集在一起，相互作用力大，主要表现为在平衡位置 附近做微小的振动，所以液体具有一定的体积，不容易被压缩。
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。 也就是说，洁净水的表面具有更大的收缩趋势。
(1)表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层 中大量分子间的引力的宏观表现。凡液体与气体接触的表面 都存在表面张力。
5．毛笔插入水中，笔毛就散开，拿出来后笔毛就会合拢在一 起，试解释这一现象。 解析：毛笔插入水中后，每根笔毛都受各个方向相同的水分 子的作用力，笔毛相当于只受自身弹力的作用，故呈散开状 态；拿出水面后，外层的笔毛受水的表面张力作用，总要使 其表面收缩至最小，因而会合拢在一起。 答案：见解析
棉线圈将成为圆形。 答案：C
3．一枚硬币浮于水面，关于硬币受力情况的下列说法中正确
的是
()
A．重力、浮力和表面张力
B．重力和表面张力
C．重力和水面的支持力
D．重力和表面张力的竖直分量 解析：硬币浮于水面是表面张力在起作用，其作用是在水面
上(表面层)形成一个膜，正是这个膜托住了硬币，即膜对硬
币的支持力与其重力平衡。而表面张力作用于液体的表面层，
第4节
液体的表面张力
一、液体的微观结构 1．分子距离：液体不易被 压缩 ，表明液体分子之间的 距离 很小 。 2．液体具有流动性：液体不像固体那样具有一定的_形__状_， 而且液体能够 流动 。
3．分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力 要小 。
二、液体的表面张力 1．概念：液体的表面就像紧绷着的橡皮膜，它有着一种_收__缩__ 的趋势。液体表面存在的这种收缩力叫做表面张力。 2．特点：使液体的表面积趋向 最小 。 3．成因：在液体的表面层分子间距较大，分子间表现为_引__力__。 [特别提醒] 液体的宏观特性及现象都是由分子的微观结构决定的，因此， 在解决有关液体问题时，要从分子的微观结构特点着手分析。
1．关于液体的微观结构，下列说法正确的是
()
A．液体分子间距离很大，相互作用力很弱
B．液体分子在杂乱无章地运动，无任何规律性
C．液体分子在振动，但无确定的平衡位置
D．液体分子排列整齐，在确定的平衡位置附近振动
解析：液体很难压缩，说明液体分子间距较小，故 A 错误；液 体分子在永不停息地做无规则热运动，单个分子运动无规律， 但大量分子运动表现出统计规律，故 B 错误；液体分子在振动， 由于流动性，无确定的平衡位置，故 C 正确，D 错误。 答案：C
(2)液体不同层面的分子疏密程度不同。 (3)在液体内部，引力和斥力大小相近。在液体表面层， 整体上表现为引力是液体表面张力产生的原因。
2．液体表面具有收缩趋势的原因是
()
A．液体可以流动
B．液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离
C．与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力
D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离 解析：由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的
1．判断：(1)荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液
面扩张的结果。
()
(2)液体表面张力形成的原因是液体表面层的分子分布比
内部密集。
()
(3)表面层中分子力表现为引力。
()
答案：(1)× (2)× (3)√
2．思考：分析小液珠均为球型的原因。 提示：液体的表面张力有使液体表面积收缩到最小的趋势， 而在体积相同的情况下，球的表面积最小，故均为球形。
(4)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。
2．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。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，在失重条件下 才呈球形。
并不是作用于液面的物体上。综上所述，C 正确。答案：C
4．[多选]下列现象中，由于液体表面张力而引起的是( ) A．同一液体在不同形状的容器内，体积相同 B．两滴水银相互接触，立即合成一滴 C．新的棉织品水洗后都要缩水 D．小昆虫能在水面上自由走动 解析：同一体积的液体在不同容器内有不同的形状，这是由 液体分子的排列规律决定的，与表面张力无关，A 错误；两 滴水银的接触，新的棉织品水洗后，小昆虫轻趴在水面上， 都将受到液体的表面张力的作用，B、C、D 正确。 答案：BCD
[借题发挥] 表面张力不是向上的力，是表面各部分相互 吸引的力。
对表面张力的理解 [例 2] [多选]关于液体的表面张力，下列说法中正确的是
A．表面张力方向与液面垂直
()
B．表面张力是液体表面层中任一分界线两侧大量分子相
互作用力的宏观表现
C．表面层里的分子分布要比液体内部稀疏些，分子力表
现为引力
对液体表面张力的理解
1.液体表面张力的形成 (1)分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比 液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的 距离大。 (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，使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表 面层内分子力作用的结果。
系可知，处在液体表面层的分子势能较大，故只有 B 对。 答案：B
2．做这样的实验：如图所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，
再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥皂的薄膜。如果用
热针刺破棉线里那部分薄膜，则棉线圈将成为
()
A．椭圆形
B．长方形
C．圆形
D．任意形状
解析：液体在表面张力的作用下有收缩到最小的趋势，因此
3．液体分子间的距离小，相互作用力很大，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。但液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置 附近振动一小段时间以后，又转移到另一个平衡位置附近去 振动，即液体分子可以在液体中移动，没有一定的形状，这 就是液体具有流动性的原因。
液体中的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中容易得多，所以液体的扩散要比固体 的扩散快。
距离，所以表面层分子间的相互作用表现为引力；这种引力
使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力(即表面张力)，
表面张力使液体表面具有收缩的趋势。答案：D
生活中的表面张力现象
[例 1] [多选]以下说法正确的是
()
A．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不
会流出来
B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡 的结果