高中物理人教版选修3-3同步辅导与检测课件：第9章 第2节 液体

液体的表面张力 1．实验 实验一： 把一根棉线的两端系于铁丝环上(棉线不要张紧)，然后把环浸入肥皂水里， 再拿出来，环上就布满了肥皂水的薄膜，观察这时的棉线是张紧还是松弛． 用热针刺破棉线左侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化． 重做这个实验，再用热针刺破棉线右侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变 化． 现象： ①刺破棉线左侧的薄膜，右侧的薄膜就会收缩，使棉线向右弯成弧形．
3．一种液体会润湿某种固体并附着在固体表面上，这种现象叫做________； 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，这种现象叫做 __________． 1．小 快 2．引力 绷紧 3．浸润 不浸润
4．浸润和不浸润是________的表现．当附着层的分子比液体内部稀疏时，分子 间的作用力表现为________，有________的趋势，这样的液体与固体之间表现为 ______． 5．浸润液体在细管中____________的现象，以及不浸润液在细管中________的 现象，称为毛细现象．当液体浸润管壁时，液面边缘部分的________使管中液体向上 运动．对于一定的液体和一定材质的管壁，管的________，液体所能达到的高度越 高． 6．液晶是一种特殊的物质，它既有液体的________，又像某些晶体那样具有 ________．不是所有物质都具有液晶态，通常________分子、________分子和 ________分子的物质容易具有液晶态． 4．分子力作用 引力 收缩 不浸润 5．上升 下降 表面张力 内径越细 6．流动性 光学各向异性 棒状 碟状 平板状
2．表面层
(1)液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层．
(2)表面层里的分子要比液体内部稀疏些，分子间距要比液体内部大． 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等，在 通常情况下可认为它们是相等的．
在表面层内，分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力．
3．表面张力 液体表面各部分之间相互吸引的力叫表面张力． 表面张力的作用效果：使液面具有收缩的趋势．
2F0 ρgr
所以管子越细，h越大，亦即毛细现象越明显．
1 r
1．液体不像固体那样具有一定的形状，而且液体能够流动，这说明液体分 子间的相互作用力比固体的________．液体扩散的速度比固体的__________． 2．液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层，分子比较稀疏，分子间
的距离大于r0，因此分子间的作用力表现为________，它的作用是使液体表面 ________，所以叫做液体的表面张力．
以下关于液体的说法正确的是(
)
A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看做是粘滞性极大的液体 B．液体的物理性质一般表现为各向同性 C．液体的密度总是小于固体的密度 D．所有的金属在常温下都是固体 解析：由液体的微观结构知A、B正确；有些液体的密度大于固体的密度， 例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密读，故C错；金属汞在常温下就是液体，故 D错． 答案：AB
变式迁移 1．关于液体，下列说法正确的是( )
A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体
B．液体表现出各向异性
C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现在固的平衡位置附近 做微小振动 D．液体的扩散比固体的扩散快
解析：液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不易被压缩，故A错； 液体由大量暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章的分布着，因而液体 表现出各向同性，故B错；液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动， 所不同的是液体没有固定的平衡位置，故C错． 答案：D
液体的微观结构 液体具有一定的体积，不易被压缩，没有固定的形状，具有流动性，这些特 点都是由它们的微观结构决定的． (1)液体分子的排列更接近于固体，是密集在一起的，因而液体具有一定的体 积，不易压缩． (2)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．
关于液体的表面张力，下述说法哪个是错误的(
A．表面张力的方向与液面相平行 B．表面张力是液面分子间作用力的宏观体现 C．表面层里分子距离比液体内部小些，分子间表现为引力 D．不论是水还是水银，表面张力都要使液面收缩
②刺破棉线右侧的薄膜，左侧的薄膜就会收缩，使棉线向左弯成弧形． 实验二： 把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂水的薄膜，观察此时的棉线圈是 松弛还是张紧． 用热针刺破棉线圈里的肥皂膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈有什么变化． 现象： 刺破棉线圈里的肥皂膜后，棉线圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形． 以上实验说明了什么？ 由以上两个实验可以看出：液体的表面就像张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋 势，为什么液体表面具有收缩的趋势呢？
(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，这就是液体具有流动性的原因.
(4)由于液体分子的移动比固体中分子移动容易得多，所以液体的扩散要比固 体的扩散快． 注：非晶体的微观结构跟液体非常相似，所以严格地说，只有晶体才叫真正 的固体．
固体、液体和物态变化
第2 节
液体
浸润液体在毛细管里上升的高度 如下图所示，设毛细管内半径为r，并设液面单位长度上的表面张力为F0.由于 毛细管内径很小，可以粗略认为沿着管壁的液面是竖直的．以液柱为研究对象，则： 竖直向上作用到液体上的表面张力为：F＝2πrF0.设液面高度为h，液体密度为ρ，则 竖直向下作用到液柱上的重力为G＝πr2ρgh. 当液柱静止时，有F＝G. 即2πrF0＝πr2ρgh，故h＝ 由此式可见，对同一液体(F0、ρ 相同，g为常数) 则h∝