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第1节液体的表面张力第3章液体1.理解液体的表面张力．(重点)2.通过分子动理论的观点解释表面张力的原因．(难点)第3章液体一、液体表面的收缩趋势1．实验：回形针、硬币漂在水面上(1)现象：当回形针或硬币漂浮在水面上时，托起回形针或硬币的水面____________，就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样．(2)结论：液面给回形针或硬币等小物品施加了_______的支持力．稍有弯曲向上2．实验：观察肥皂膜的变化(1)现象①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍_______．②肥皂膜里的棉线圈，当刺破圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜就会收缩，使棉线张紧，形成_______．(2)结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有_______的趋势．3．实验结论液体表面有一种_______的趋势．正是这种_______的趋势使露珠、乳滴等变为球形．拉回圆形收缩收缩收缩小木船漂浮在水面上是由水面的收缩趋势引起的吗？提示：不是．小木船漂浮在水面上是小木船受到了水的浮力引起的，而不是水面的收缩趋势引起的．二、表面张力及其微观解释1．表面层(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个_______．(2)特点：表面层分子的分布比液体内部_______．2．表面张力(1)定义：液体表面各部分间相互_______的力．(2)作用效果：由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能____的面积．而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积_______．因此小水珠、小露珠等都呈现_______．因露珠过大，所受重力影响不能忽略，因而呈________．在完全失重环境下，可形成标准的球形．薄层稀疏吸引小最小球形椭球形(1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势．()(2)表面张力是液体表面各部分间存在的相互吸引力．()(3)水黾可以停在水面上不是表面张力引起的．()提示：(1)√(2)√(3)×液体表面与液体内部分子分布特点1．液体内部分子的运动特点液体中的分子跟固体一样是密集排列在一起的，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，有时又重新形成．液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种小区域在杂乱无章地分布着．2．液体表面分子的分布液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时，因为外部空气和蒸汽分子对它的斥力很小，不起显著作用，它只受到内部分子的吸引力，因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大，使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大，一些动能大的分子就有可能冲出吸引力范围，成为蒸汽分子，结果造成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子间的距离就比较大(rr0)．(多选)关于液体的说法正确的是()A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D．液体的扩散比固体的扩散快[思路点拨]液体的性质来自于其内部及表面的分子分布特点．[解析]液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用不像固体中的那样强，所以选项B是正确的，选项A是错误的．液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动；也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易，所以其扩散也比固体的扩散快，选项C、D都是正确的．[答案]BCD表面张力的形成及其作用1．表面张力的形成(1)表面层：液体与气体接触的表面存在着一个薄层，叫表面层．(2)微观解释：液体与气体接触的表面层中的分子分布较内部稀疏，分子间距大于分子力平衡时的距离r0(而液体内部分子间的距离可以认为等于r0，分子间相互作用的引力和斥力可认为相等)，分子间的相互作用力表现为引力，从而使液体表面像一块张紧了的膜，各部分之间存在相互吸引的力，即表面张力．液体内部的分子受到邻近分子的引力在各个方向上的合力等于零．而液体表面层分子受到引力的合力指向液体的内部．(3)表面张力的方向：表面张力的方向，与液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图所示．2．表面张力的作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体面积趋于最小，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，滴在洁净玻璃上的水银滴呈球形．(由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下呈球形)(2)表面张力的大小除跟边界长度有关外，还跟液体的种类、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．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．(多选)有关液体表面张力的下列说法中正确的是()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[思路点拨]液体表面张力产生的原因是由于液体表面分子蒸发，使得分子间距离大于r0而产生引力，引力总是与液体表面相切，与液面任意一条分界线垂直．[解析]液体表面张力产生在液体表面层，与液面相切，B选项正确；如果在液体表面画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，引力方向与这条分界线垂直，D选项正确．[答案]BD1.对下列现象的成因解释正确的是()A．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B．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的表面张力与其重力平衡的结果C．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果D．液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张解析：选C.木块浮在水面上是浮力与其重力平衡，A错误；小昆虫在水面上不下陷是液膜对其弹力与其重力平衡，B错误；水在表面张力作用下，收缩到表面积最小，即球形，C正确；不论液面为凸面还是凹面，表面张力的效果总使表面收缩到最小，故D错误．液体表面张力的应用在铁丝框架上有一可以自由滑动的细铁丝ab，如图所示，铁丝长L＝20cm，框上布满着液膜，使液膜表面积增加ΔS＝200cm2，需要做多少功？(液体表面单位长度的表面张力d＝72×10－3N/m，摩擦可以不计)[思路点拨]本题的关键是弄清楚外力做的功和表面张力做的功大小相等．[解析]液膜形成表面张力，使液膜有收缩趋势，要使液膜增大，必须是外力克服表面张力做功，由于是液膜的两个表面，所以作用在ab杆上的表面张力F＝72×10－3×L×2＝0.144L.克服表面张力做功：W＝Fs′＝0.144Ls′＝0.144×ΔS＝2.88×10－3J.[答案]2.88×10－3J2.如图所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个()解析：选D.肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状．当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，所以棉线被拉成凹的圆弧形状，正确选项为D.本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放