液体表面张力(上课用)
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液体的表面张力上课
R
又 R cos R cos( ) R cos r
h 2 2 cos
gR
gr
完全不润湿, , R r r , h 2 2 .
cos
gR gr
悬着水和气体栓塞现象
一、悬着水
水沿土壤颗粒间隙形成的毛细管上升，叫毛细管上升 水。土壤中的毛细管起着分配、保持土壤中的水分作用。 土壤毛细管中存在的水叫悬着水，如图，其在土壤毛细管 中能保持的原因是：
fA
(2)当 f附 < f内, 宏观上表现为液体不润湿固体。
A
f
3. 接触角
在液体与固体接触面的边界处任取一点，作液 体表面及固体表面的切线，这两切线通过液体内部 的夹角称接触角 ，用θ 表示。
⑴ ,液体润湿固体；
2
0 ，液体完全润湿固体。
⑵
,液体不润湿固体；
2
，液体完全不润湿固体。
定义：液体表面分子比内部分子所多出的势能增量的总 和称为液体的表面能，用E 表示。
B、任何系统的势能越小越稳定，所以表面层内 的分子有尽量挤入液体内部的趋势，即液面有 收缩的趋势，这种趋势在宏观上就表现为液体 的表面张力。
f
(3)量度
f l
则：f =αl 。
f
α为表面张力系数，数值上等于
单位长度直线段两侧液面的表面 张力，单位：N / m 。
B
球内分子：对A 的作用力
对称分布，合力为零。
对分子B：
其受合力与液面垂直， 指向液内。
F
A
在这样的力的作用下，液体表面的分子有被拉进液 体内部的趋势。
在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。
②从能量观点来分析
A、把分子从液 体内部移到 表面层，需 克服 f ⊥ 作 功
液体表面张力讲课
知识拓展
视频： 视频：酒精滴入红墨水 红墨水滴入酒精
结论： 结论： 不同液体其表面张力大小存在差异
微观解释） （2）液体表面张力产生的原因 微观解释） ）液体表面张力产生的原因(微观解释
从分子力的角度， 从分子力的角度，
汽 表面层 液体
表面层液体分子间距比较大 液体分子之间的相互作用 引力 主要表现为_______ 主要表现为_______
知识拓展
视频： 视频：酒精滴入红墨水 红墨水滴入酒精
结论： 结论： 不同液体其表面张力大小存在差异 不同液体其表面张力大小存在差异
五、作业 必做题：课本习题： 必做题：课本习题：第37页 1、2 页 、 选做题：把两枚硬币水平轻轻放在水面上， 选做题：把两枚硬币水平轻轻放在水面上，
硬币会漂浮着，用嘴轻轻吹气，使两枚硬币逐 硬币会漂浮着，用嘴轻轻吹气， 渐靠拢，当它们相距小于1cm 1cm时 渐靠拢，当它们相距小于1cm时，可以发现两 枚硬币会“自动”靠拢，最后聚集在一起， 枚硬币会“自动”靠拢，最后聚集在一起，为 什么？ 什么？
3.下列说法正确的是（ 下列说法正确的是（ 下列说法正确的是
）
A.小昆虫能在水面自由往来而不陷入水中，是液体 小昆虫能在水面自由往来而不陷入水中， 小昆虫能在水面自由往来而不陷入水中 表面张力在起作用 B.小木块能够负载水面上，是液体表面张力和重力 小木块能够负载水面上， 小木块能够负载水面上 平衡的结果 C.缝衣针浮在水面上不下沉，是重力和水的浮力平 缝衣针浮在水面上不下沉， 缝衣针浮在水面上不下沉 衡的结果 D.喷泉喷射到空中的水形成一个个球行的小水珠， 喷泉喷射到空中的水形成一个个球行的小水珠， 喷泉喷射到空中的水形成一个个球行的小水珠 是表面张力作用的结果
大学物理实验液体表面张力系数测定讲义
大学物理实验液体表面张力系数测定讲义液体表面张力系数测定一、实验简介液体具有尽量缩小其表面的趋势，好象液体表面是一张拉紧了的橡皮膜一样。
把这种沿着表面的、收缩液面的力称为表面张力。
表面张力的存在能说明物质处于液态时所特有的许多现象，比如泡沫的形成、润湿和毛细现象等等。
测定液体表面张力的方法很多，常用的有焦利氏秤法（拉脱法）、毛细管法、平板法、滴重法、最大泡压法等。
本实验采用焦利氏秤法（拉脱法）。
该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚。
二、实验原理液体表面层（其厚度等于分子的作用半径）内的分子所处的环境跟液体内部的分子是不同的。
表面层内的分子合力垂直于液面并指向液体内部，所以分子有从液面挤入液体内部的倾向，并使液体表面自然收缩想象在液面上划一条直线，表面张力就表现为直线两旁的液膜以一定的拉力相互作用。
拉力F 存在于表面层，方向恒与直线垂直，大小与直线的长度l 成正比，即 F ＝σl式中σ称为表面张力系数，它的大小与液体的成分、纯度、浓度以及温度有关。
三、实验方法金属丝框缓慢拉出水面的过程中，金属丝框下面将带起一水膜，当水膜刚被拉断时，诸力的平衡条件是/2F mg F =+而/F l σ= 得到2F mg lσ-=焦利秤的构造如图所示，它实际上是一种用于测微小力的精细弹簧秤。
一般的弹簧秤都是弹簧秤上端固定，在下端加负载后向下伸长，而焦利秤与之相反，它是控制弹簧下端的位置保持一定，加负载后向上拉动弹簧确定伸长值。
三线对齐为了保证弹簧下端的位置是固定的，必须三线对齐，即玻璃圆筒E上的刻线、小平面镜上的刻线、E上的刻线在小平面镜中的象，三者始终重合。
在力F作用下弹簧伸长Δl，根据虎克定律可知，在弹性限度内F = kΔl，将已知重量的砝码加在砝码盘中，测出弹簧的伸长量，由上式即可计算该弹簧的k值，由k值就可测外力F四、实验内容1、确定焦利氏秤上锥形弹簧的劲度系数(1) 把锥形弹簧，带小镜子的挂钩和小砝码盘依次安装到秤框内的金属杆上。
2.5液体表面张力(上课用)
液体的表面张力
使液体表面绷紧
知识巩固② 弯成弧形的棉线所受张力的方向怎样？
三、液体表面张力产生的原因（微观解释）
思考: 液体分子在表面层与它在液体、气体中分布有什么 不同，分子间作用力又是怎样的？
汽 表面层 液体
液体表面微观图
表面层分子间距 比较稀疏，
分子间距>r0 ， 分子间的作用表 现为相互吸引。
视频：在硬币上滴水（见硬币滴水视频）
水面凸起但水没有溢出
可见：水面是一张有弹性的膜
为什么液体的表面会形成一张有弹性的膜呢？
通过下面的实验和分析，我们将会 明白这是液体表面张力作用的结果。
实验一：
（1）请把系有棉线的铁环放入肥皂中， 拿出后，要使铁环上布满肥皂膜。
（2）刺破一侧的肥皂膜，仔细观察另 一侧肥皂膜和棉线的变化情况。
思考：（1）棉线的变化情况怎样？ （2）为什么会发生那样的变化？ （3）是否有力的作用存在？ （4）其方向是怎样的？
结论：液体表面存在张力，该方向在液面内。
在液体表面设想一条任意直线，把液面分成两个部分 表面张力方向垂直与所画的线MN，与液面垂直
①
F1
M
N
②
F2
液体表面张力的分析图
线两侧液体之间 的作用力为引力
液体及液体的表面张力
观察液体表面现象
•
荷 叶 上 的 露 珠 为 什 么 是 球 形 的 ？
• 为什么蜘 蛛网上的 水珠是圆 形的？
一、液体的特点和性质
1、具有一定的体积，不易被压缩。 2、具有流动性。
生活中的现象 1、叶子上的露珠为什么是球形的？或者 球形有什
么“特点”呢？
水分子之间存在作用的吸引力，水表面的分子在这种引力 的驱使下向内部移动，致使水表面收缩，表面积迅速缩小， 学过立体几何的人都知道，在体积一定的情况下，球的表 面积最小，这就是叶子上的水珠为什么总是球形的原因。
使液体表面绷紧
知识巩固② 弯成弧形的棉线所受张力的方向怎样？
三、液体表面张力产生的原因（微观解释）
思考: 液体分子在表面层与它在液体、气体中分布有什么 不同，分子间作用力又是怎样的？
汽 表面层 液体
液体表面微观图
表面层分子间距 比较稀疏，
分子间距>r0 ， 分子间的作用表 现为相互吸引。
视频：在硬币上滴水（见硬币滴水视频）
水面凸起但水没有溢出
可见：水面是一张有弹性的膜
为什么液体的表面会形成一张有弹性的膜呢？
通过下面的实验和分析，我们将会 明白这是液体表面张力作用的结果。
实验一：
（1）请把系有棉线的铁环放入肥皂中， 拿出后，要使铁环上布满肥皂膜。
（2）刺破一侧的肥皂膜，仔细观察另 一侧肥皂膜和棉线的变化情况。
思考：（1）棉线的变化情况怎样？ （2）为什么会发生那样的变化？ （3）是否有力的作用存在？ （4）其方向是怎样的？
结论：液体表面存在张力，该方向在液面内。
在液体表面设想一条任意直线，把液面分成两个部分 表面张力方向垂直与所画的线MN，与液面垂直
①
F1
M
N
②
F2
液体表面张力的分析图
线两侧液体之间 的作用力为引力
液体及液体的表面张力
观察液体表面现象
•
荷 叶 上 的 露 珠 为 什 么 是 球 形 的 ？
• 为什么蜘 蛛网上的 水珠是圆 形的？
一、液体的特点和性质
1、具有一定的体积，不易被压缩。 2、具有流动性。
生活中的现象 1、叶子上的露珠为什么是球形的？或者 球形有什
么“特点”呢？
水分子之间存在作用的吸引力，水表面的分子在这种引力 的驱使下向内部移动，致使水表面收缩，表面积迅速缩小， 学过立体几何的人都知道，在体积一定的情况下，球的表 面积最小，这就是叶子上的水珠为什么总是球形的原因。
液体表面张力(上课用)课件
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具有流动性 无确定形状
6
视频一：
生活中的现象
1、为什么是球形的？或者 球形有什么 “特点”呢？
2、为什么表面积总想“最小呢”？
猜想：液体表习交流PPT
7
为什么这只蜥蜴能 在水上行走？
为什么蛛网上的水 珠呈球状？
可见:液体表面会形成一层膜
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8
观察液体表面现象
为什么膜会被拉 得很大而不破裂？
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视频：在硬币上滴水（见硬币滴水视频）
水面凸起但水没有溢出
可见：水面是一张有弹性的膜
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为什么液体的表面会形成一张有弹性的膜呢？
通过下面的实验和分析，我们将会 明白这是液体表面张力作用的结果。
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一、液体表面张力的方向 实验一:
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二、液体表面张力产生的原因
思考: 液体分子在表面层与它在液体表、面气层体分中子分布间有距什 么不同，分子间作用汽力又是怎样的比？ 较稀疏，
表面层
分子间距>r0 ，
分子间的作用表
液体
现为相互吸引。
液体表面微观图
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N
线两侧液体之间
的作用力为引力
在 使表液 面液①体 张体表 力表面方面设向绷想垂紧一直条与任所意画直的线，MN把液面分成两个部分
•
形荷 的叶 ？上
的 露 珠 为 什 么 是 球
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• 为什么蜘 蛛网上的 水珠是圆 形的？
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复习提问： 固体（晶体）分子结构特点和性质？
分子结构特点：
《液体的表面张力》说课+片段教学33页PPT
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
《液体的表面张力》说课+ 片段教学
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
《液体的表面张力》说课+ 片段教学
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
液体的表面张力资料ppt课件
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2.液体表面层分子的分布特点 (1)液体内部分子的分布特点:液体内部的任何一个分子都会 受到邻近分子的引力和斥力,分子斥力作用的距离极小,分
子引力的作用距离相对较大,每个分子与最邻近的分子引
力和斥力相抵消,而较远处分子对这个分子的作用表现为 大小不等的引力,可以认为分子受到周围间隔数个分子的 吸引力,在液体内部的分子被其它分子包围,在各个方向上 受到邻近分子的引力是相等的,引力的合力为零.
B.分子的分布比液体内部密,分子间的作用力表现为斥力
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2.表面张力及其微观解释 一个薄层 (1)液体的表面层:液体与气体接触的表面存在的__________.
吸引 的力. (2)表面张力:液体表面层各部分间相互______
稀疏 即表面层分子 (3)产生原因:表面层分子的分布比内部______, 大 间距离比液体内部分子间的距离__________.
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c.液体的流动性:液体分子间距离小,分子密集在一起,液体分 子主要表现为在平衡位置附近做微小振动,但是,液体分子 没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体内移动,不 能形成特定的形状,这是液体具有流动性的原因. d.液体的扩散特点:液体中的扩散现象是由液体分子的运动产 生的.液体分子的移动比固体分子的移动要容易的多,所以 液体扩散比固体的扩散要快.
第三章 液体 第一节 液体的表面张力
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1.液体表面的收缩趋势 (1)液体的表面现象 小昆虫能在水面上跑来跑去,或停在水面上而不陷入水中;轻 浮 在水面上.仔细 放在水面上的钢针或硬币也能__________ 观察后发现,钢针或硬币被水面托住时,与它们接触的液面 橡皮膜 稍有弯曲,像压在张紧的______________上一样,这时液 支持力 面给了钢针或小物体向上的______________ 作用. 自由下落过程中的小液滴,或植物叶面上的小露珠也都呈现
4.液体的表面张力
阅读教材p38回答这个问题1产生液体表面层分子间距较大分子力表现为引力宏观表现为液体表面张力2定义液体表面层相邻部分间作用力3方向4作用效果1产生液体表面层分子间距较大分子力表现为引力宏观表现为液体表面张力2定义液体表面层相邻部分间作用力3方向4作用效果平行于液面垂直于界面指向面积收缩的方向使液面张紧并收缩到最小5液体表面张力现象及其应用液体表面张力现象及其应用5液体表面张力现象及其应用液体表面张力现象及其应用55液体表面张力现象及其应用液体表面张力现象及其应用一基本概念1产生
一、液体的微观结构
• 液体分子间距大约为r0，比气体小得多，略大于 固体分子间距； • 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； • 液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡 位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位 置去振动。
实验一，用针刺破某部分液膜ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ观察液膜和棉线发生的变化 实验二，将收缩线框浸入泡泡液中，松开观察发生的变化 结论：液膜具有收缩的特性
2、定义 液体表面层相邻部分间作用力 3、方向
4、作用效果
二、液体表面张力
1、产生 液体表面层分子间距较大，分子力表 现为引力，宏观表现为液体表面张力
2、定义 液体表面层相邻部分间作用力
3、方向 平行于液面垂直于界面，指向面积收 缩的方向
4、作用效果 使液面张紧并收缩到最小
5、液体表面张力现象及其应用
等体积的几何体，表面 积最小的是？
实验一，用针刺破某部分液膜，观察液膜和棉线发生的变化 实验二，将收缩线框浸入泡泡液中，松开观察发生的变化 结论：液膜具有收缩的特性，且使表面积收缩到最小
为什么会有这种特性呢？阅读教材P38，回答 这个问题
二、液体表面张力
一、液体的微观结构
• 液体分子间距大约为r0，比气体小得多，略大于 固体分子间距； • 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； • 液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡 位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位 置去振动。
实验一，用针刺破某部分液膜ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ观察液膜和棉线发生的变化 实验二，将收缩线框浸入泡泡液中，松开观察发生的变化 结论：液膜具有收缩的特性
2、定义 液体表面层相邻部分间作用力 3、方向
4、作用效果
二、液体表面张力
1、产生 液体表面层分子间距较大，分子力表 现为引力，宏观表现为液体表面张力
2、定义 液体表面层相邻部分间作用力
3、方向 平行于液面垂直于界面，指向面积收 缩的方向
4、作用效果 使液面张紧并收缩到最小
5、液体表面张力现象及其应用
等体积的几何体，表面 积最小的是？
实验一，用针刺破某部分液膜，观察液膜和棉线发生的变化 实验二，将收缩线框浸入泡泡液中，松开观察发生的变化 结论：液膜具有收缩的特性，且使表面积收缩到最小
为什么会有这种特性呢？阅读教材P38，回答 这个问题
二、液体表面张力
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实验二：
（1）请把系有棉线的铁环放入肥皂中， 拿出后，要使铁环上布满肥皂膜。 （2）刺破一侧的肥皂膜，仔细观察另 一侧肥皂膜和棉线的变化情况。
思考： （1）棉线的变化情况怎样？ （2）为什么会发生那样的变化？ （3）是否有力的作用存在？ （4）其方向是怎样的？
结论：液体表面存在张力，该方向在液面内。
课后作业
（1）完成书本后的习题：
第49页 1、2、3
（2）预习下面“浸润和不浸润” 内容
复习提问：
固体（晶体）分子结构特点和性质？
分子结构特点： 性质：
固体分子在平衡位置 附近做小振动 r0
固体分排列规则
有一定的体积， 不易被压缩 有确定的形状
各项异性
液体及液体的表面张力
一、液体的特点和性质
1、具有一定的体积，不易被压缩。
2、具有流动性。
二、液体的微观结构
不易被压缩， 有一定的体积
为什么这只蜥蜴 能在水上行走？
为什么蛛网上的 水珠呈球状？
可见:液体表面会形成一层膜
为什么液体的表面会形成一张有弹性的膜呢？
通过下面的实验和分析，我们将会 明白这是液体表面张力作用的结果。
一、液体表面张力的方向 实验一:
缝衣针停在水面
结论：液体表面对缝衣针有力的作用
思考： （1）液面对缝衣针的作用就是液体 的表面张力吗？ （2）如果不是，液体的表面张力在 液面到底是怎样作用的，方向 又是怎样的？
①
线两侧液体之间 的作用力为引力
F1
②
F2
液体的表面张力
M
液体表面张力的分析图
使液体表面绷紧
知识巩固① 蛛网上的水珠为何呈球状？
结论：表面张力会使液面收缩， 使其收缩到表面积最小。
知识巩固② 弯成弧形的棉线所受张力的方向怎样？
知识巩固③ 液面对回形针的作用是液体的表面张力吗？
不是
结论： 表面张力的作用是使液体表面形成一层薄膜 液面对回形针的作用其实是这层膜对它有向上 的弹力作用。（液体的表面张力平行于斜面）
1、液体分子在平衡位置附近振动。 2、液体分子的平衡位置时刻变动， 临时组合又临时瓦解。液体由大量 的暂时形成的杂乱无章的小区域构 成
具有流动性 无确定形状
生活中的现象
1、为什么是球形的？或者 球形有什么 “特点”呢？
2、为什么表面积总想“最小呢”？ 猜想：液体表面会形成一层膜，
且这层膜有收缩的趋势？
二、液体表面张力产生的原因
思考: 液体分子在表面层与它在体、气体中分布有什么 不同，分子间作用力又是怎样的？
汽 表面层 液体
表面层分子间距 比较稀疏， 分子间距>r0 ， 分子间的作用表 现为相互吸引。
液体表面微观图
在液体表面设想一条任意直线，把液面分成两个部分
表面张力方向垂直与所画的线MN
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