第3章-第1节 液体的表面张力
表面张力
2、 表面能
从功能关系来考察表面张力系数与液 体表面能的关系。见图5-6。
12
外力所作的功为
E A S S
（J· m-2）
即增加单位液面所增加的势能。 由上式可知， α 在数值上等于增加单位液 面时外力所作的功，从能量的角度看，其大小 等于增加单位液面时所增加的表面自由能。 那么液体表面能的减小可以通过下面任 一种自动过程来实现：
2
一、 表面张力和表面能
1、 表面张力
液体具有收缩其表面，使表面积 达到最小的趋势。这说明液体表面存 在着张力，这种张力称为表面张力。 表面张力产生的原因，可以用分 子间相互作用的分子力来加以解释。
3
分子间的平衡距离r0的数量级约 为10-10m。 当两个分子间的距离 r = r0 时，分 子间的作用力为零。
当两分子间的距离大于r0而在10-10～ 10-9m时，分子间的作用力表现为引力; 而当分子间的距离大于 10-9m时， 引力很快趋于零。
4
如果以10-9m为半径作一球面， 显然则只有在这个球面内的分子才 对位于球心上的分子有作用力。
分子作用球 ——分子引力作用范围是 半径为 10-9m 的球形，球的半径称为 分子作用半径。
3、肺泡的表面张力
表面活性物质在呼吸过程中起着重要 的作用： 1、稳定肺泡；2、减少呼吸功。
36
37
人的肺泡总数约为3亿个，各个肺泡的 大小不一，而且有些肺泡是相连的。 在充满空气的肺中，既有肺组织的弹 性力，又有衬在肺泡表面液层组成的 气、液界面上的表面张力。 而对于肺充气来说，大部分压力是来 克服表面张力的。 肺泡的表面液层中分布着有一定量的、 由饱和卵磷脂和脂蛋白组成的表面活性 物质，起降低表面张力系数的作用。
高中物理第3章液体第1节液体的表面张力课件鲁科选修3_3
球形。若露珠过大， 最小 。因此小水珠、小露珠等都呈现_____ 积_____
椭球形 ，完全失重环境下，可形 重力影响不能忽略，则呈 ________
成标准的球形。
[跟随名师· 解疑难]
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)分子力的特点： 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 分子力作用的结果。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 如图 311 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圈里那部分薄 膜，则棉线圈将成为 A．椭圆形 C．圆形 ( B．长方形 D．任意形状 )
图 311
解析：由于表面张力的作用，当刺破棉线圈里的薄膜时，棉线 圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。
答案：C
表面张力及其微观解释
[自读教材· 抓基础] 1．表面层 (1)定义：
薄层 。 液体与气体接触的表面存在的一个_____
(2)特点：
稀疏 。 表面层分子的分布比液体内部_____
2．表面张力 (1)定义：
吸引 的力。 液体表面各部分间相互_____
(2)作用效果：
小 由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能 ____
(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 312 所示。
鲁科版高中物理选修33第3章 第1节液体的表面张力公开课教学课件共21张PPT
五、知识拓展：防水透气面料
防水透气面料是一种新 型的纺织面料，其成份由 的高分子防水透气材料加 上布料复合而成。
六、小结
§3.1 液体的表面张力
1.产生原因：表面层 r> r0 引力 （微观）
2.定义：液体表面各部分间相互吸引的力（宏观） 3.方向：沿着液面的切线方向 4.作用效果：让液面绷紧，表面积收缩到最小 5.不同种类的液体，表面张力不同
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
二、合作探究：液体表面作用力的特点
结论：液面有收缩至表面积最小的趋势。
慢镜头——肥皂泡的破灭
三、理论分析：液体表面张力的微观解释
思考2：液面为什么会有收缩的趋势？
四、学以致用：用表面张力来解释相关问题
1.辨析：液面对硬币的作用是液体的表面张力吗？
不是
四、学以致用：用表面张力来解释相关问题
2.把纸片撒在水面上，滴入一滴肥皂水，纸片为何会迅速散开？
四、学以致用：用表面张力来解释相关问题
3.你知道生活中哪些现象与液体的表 面张力有关？你能用液体的表面张力来 解释这些现象吗？
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/142021/8/142021/8/142021/8/148/14/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月14日星期六2021/8/142021/8/142021/8/14 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/142021/8/142021/8/148/14/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/142021/8/14August 14, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/142021/8/142021/8/142021/8/14
表面实验课程设计
表面实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握表面张力的概念，理解其产生原因及作用；2. 帮助学生了解不同物质表面张力的差异，以及这些差异在实际生活中的应用；3. 使学生掌握表面活性剂的作用原理，并能解释其在洗涤、乳化等方面的应用。
技能目标：1. 培养学生通过实验观察、记录和分析表面现象的能力；2. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力；3. 培养学生合作、沟通、表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学实验的兴趣，激发他们的探究欲望；2. 培养学生严谨、实事求是的学习态度，提高他们对科学研究的尊重；3. 引导学生关注生活中的化学现象，认识到化学知识在生活中的重要性。
课程性质：本课程为实验课程，侧重于实践操作和观察分析。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们对化学实验充满好奇，具有一定的观察能力和动手能力，但需要进一步引导和培养。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，注重实践操作与理论知识的结合，提高学生的综合素养。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 表面张力概念：讲解表面张力的定义，引导学生理解液体与气体接触时产生的现象。
教材章节：第三章第五节“液体的表面张力”2. 表面张力产生原因及作用：分析表面张力产生的原因，探讨表面张力在自然界和生活中的作用。
教材章节：第三章第五节“液体的表面张力”3. 表面活性剂原理：介绍表面活性剂的定义、分类和作用原理，解释其在洗涤、乳化等方面的应用。
教材章节：第四章第一节“表面活性剂”4. 表面实验操作：组织学生进行实验，观察不同液体表面的现象，测量表面张力，分析数据。
教材章节：实验教程第四章“表面张力实验”5. 实际应用案例分析：分析生活中表面张力及表面活性剂的应用实例，如洗涤剂、乳化剂等。
教材章节：第四章第三节“表面活性剂的应用”教学内容安排与进度：第一课时：讲解表面张力概念、产生原因及作用；第二课时：介绍表面活性剂原理，组织学生进行表面实验操作；第三课时：分析实验结果，讲解实际应用案例，总结课程要点。
2024-2025学年高一生物学必修1(人教版)上课课件第3章-第1节细胞膜的结构和功能
高中生物
判断题 1. 细胞膜组成成分包括：脂质、蛋白质、糖类 （ √ ） 2. 变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同 （ × ） 3. 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 （ √ ） 4. 在普通光学显微镜下，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见 （ × ） 5. 细胞膜能控制物质进出细胞的作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质也可能进入细 胞（ √ ）
B 项正确。组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋
C. 细胞膜的流动性是细胞融合的基础［2019·江苏卷］（ ） 白质分子是可以运动的，即细胞膜具有一定的
D. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
流动性，这是细胞融合的基础，C 项正确。细
［2017·全国Ⅰ卷］（ ）
胞膜具有控制物质进出细胞的功能，台盼蓝不
【解析】具有识别作用的糖脂分子 只分布在细胞膜的外侧，故脂双层 是不完全对称的，A 项错误；磷脂 分子的疏水端在膜的内部，水溶性 分子或离子不能自由通过，具有屏 障作用，B 项错误；膜中的蛋白质大 多能运动，但某些起连接功能的蛋 白质不能运动，C 项错误；有些膜 蛋白起着细胞标志物的作用，能识 别并接受来自细胞内外的化学信号， D 项正确。 【答案】D
高中生物
例 2 ［高考重组题］判断下列说法是否正确：
【解析】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，
A. 细胞膜的基本结构是脂双层 ［2020·北京卷］（ ）
A 项正确。可用荧光染料标记细胞膜上的蛋白
新教材高中生物必修一第3章 第1节 细胞膜的结构和功能
第1节细胞膜的结构和功能一、细胞膜的功能1．将细胞与外界环境分隔开使细胞成为相对独立的系统，保障细胞内部环境的相对稳定。
2．控制物质进出细胞3．进行细胞间的信息交流(1)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入()(2)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用()(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构()答案(1)×(2)√(3)×易错警示对细胞间信息交流的两个认知误区(1)三种信息交流方式是发生于细胞与细胞之间的，而不是细胞内的信息交流。
(2)细胞间信息交流并非都依赖于细胞膜上的受体蛋白，如通过细胞通道的信息交流方式，而某些通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息都依赖于细胞膜上的受体蛋白。
1．鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。
用它染色时，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色。
为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？据此推测，细胞膜具有什么功能？提示活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞，台盼蓝染料是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不能被染色，死细胞的细胞膜不能控制物质进出细胞，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。
据此推测：细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
2．请结合以下实例进行分析：(1)胰岛B细胞通过分泌胰岛素促进肝细胞合成肝糖原。
(2)向某高等植物的一个细胞中注入荧光染料(能发出荧光的染料)，染料迅速扩散到相邻的细胞内。
(3)海洋或河流中存在着很多不同物种的精子和卵细胞，只有同一物种的精子与卵细胞才能发生结合。
上述实例说明细胞膜还具备什么功能？上述实例分别是通过何种方式来完成这项功能的？提示进行细胞间的信息交流。
(1)通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息；(2)通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息；(3)通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息。
规律方法判断细胞是否具有活性的方法及依据(1)判断方法：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。
第1节液体的表面张力
液体的表面张力课前导学
二维码
②．下列关于液体表面张力的说法，正确的有()
．液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些
．液体表面层分子间的引力大于液体内部分子间的引力，因而产生表面张力
．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因
图2－4－5 图2－4－6
⑤．在天平的左盘挂一根细铁丝（浮力不计），右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图2－4－6所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则
．由于铁丝离开水面沾上液体，重量增加而使天平平衡被破坏，左端下降。
高中物理 课件第3章-第1节 液体的表面张力
液体表面层与液体内部分子分布特点
表面层
液体内部
分子密度
稀疏
密集
分子间距 d 10－10 m<d<10－9 m
d＝10－10 m
分子力 表现为引力(合力) 斥力与引力平衡(合力为零)
表现
表面有收缩趋势
不易被压缩
表面张力及其应用
[先填空] 1．表面层 (1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层 ． (2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏 ．
[合作探讨] 探讨：如图 3-1-1 所示是液体表面附近分子分布的大致情况．请结合图片思 考：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？
图 3-1-1 【提示】 液体表面层内分子间距离较大，大于分子在平衡位置的距离， 分子力表现为引力．
[核心点击] 1．液体内部分子的运动特点 在液体内部，每个分子周围有许多分子．当某个分子从平衡位置向某一方 向运动时，它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引，另一方面又要受 到所靠拢的那个方向的分子的推斥．引力和斥力的数量级相同，通常可认为其 大小相等，因此，液体内部分子只能在平衡位置附近振动，分子间距等于 r0.
【提示】 液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使小水珠变 成球形．
[合作探讨] 探讨 1：生活中有些昆虫能在水面上轻松地跑来跑去，甚至在水面上“亭亭 玉立”．它们是受到什么的作用做到的？
【提示】 水的表面张力作用．
探讨 2：在液体表面画一条直线，线两侧的液体之间的作用力是表面张力， 那么表面张力的作用是什么？
【答案】 BDE
5．将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，下列关于与硬币重力相 平衡的力的说法，不正确是( )
【导学号：30110029】 A．水面的支持力 B．水的表面张力 C．水的浮力和表面张力的合力 D．水的浮力和空气浮力的合力 E．水面支持力的产生是由于水的表面张力
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1节液体的表面张力
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稍有弯曲，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向上的支持力．
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拉回．
②肥皂膜里的棉线圈，当刺破圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形．
(2)结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势．
3．实验结论
由实验知，液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使露珠、乳滴等变为球形．
1．液体的表面都有收缩的趋势．(√)
2．昆虫不落入水中，是因为受到了向上的支持力．(√)
3．体积相同的各种形状物体中，球形物体表面积最大．(×)
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由小木船受到了水对船的浮力引起
的，而不是由水面的收缩趋势引起的．
探讨：如图3-1-1所示是液体表面附近分子分布的大致情况．请结合图片思考：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？
图3-1-1
【提示】液体表面层内分子间距离较大，大于分子在平衡位置的距离，分子力表现为引力．
1．液体内部分子的运动特点
在液体内部，每个分子周围有许多分子．当某个分子从平衡位置向某一方向运动时，它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引，另一方面又要受到所靠拢的那个方向的分子的推斥．引力和斥力的数量级相同，通常可认为其大小相等，因此，液体内部分子只能在平衡位置附近振动，分子间距等于r0.
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，结果形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(r＞r0)．
1．关于液体表面的收缩趋势，错误的说法是()
A．因为液体表面分子的分布比内部密集，所以有收缩趋势
B．液体表面分子的分布和内部相同，所以有收缩趋势
C．因为液体表面分子的分布比内部稀疏，所以有收缩趋势
D．液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用，使液体表面有收缩趋势
E．液体表面层分子间距r>r0，分子力为引力
【解析】液体表面层内分子比液体内部分子分布稀疏．在液体内部分子间
的距离是r＝r0，分子引力和分子斥力相等，对外表现的分子力为零．在表面层，分子间的距离是r>r0，分子间的作用力表现为相互吸引，它的作用是使液体表面绷紧，有收缩的趋势，A、B错误，正确；表面层上方的气体分子对液体表面分子的吸引力很小，可以忽略，不是使液体表面收缩的原因，故D错误．【答案】
2．关于液体表面张力产生的原因：液体表面层分子比较(填“稀疏”或“紧密”)，分子间引力斥力(填“大于”或“小于”)
【解析】在液体的表面层，时刻进行的蒸发现象，使得其内的分子比较稀疏，分子间距离比较大，分子间的引力和斥力都较小，但斥力小得更多一些，因此，分子间引力大于斥力．
【答案】稀疏大于
液体表面层与液体内部分子分布特点
1．表面层
(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层．
(2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏．
2．表面张力
(1)定义：液体表面各部分间相互吸引的力．
(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小的面积．而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．因此小水珠、小露珠等都呈现球形．若露珠过大，重力影响不能忽略，则呈椭球形．完全失重环境下，可形成标准的球形．
1．小孩用细管蘸肥皂水，吹出球形的肥皂泡是因表面张力所致．(√)
2．缝衣针漂浮在水面上是因表面张力所致．(√)
3．注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致．(×)
清晨起来，如果你到开满鲜花的公园散步，会发现花蕊上沾满了露珠，很好看．可你想过没有，花蕊上的小水珠为什么呈球形呢？
【提示】液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使小水珠变成球形．
探讨1：生活中有些昆虫能在水面上轻松地跑来跑去，甚至在水面上“亭亭玉立”．它们是受到什么的作用做到的？
【提示】水的表面张力作用．
探讨2：在液体表面画一条直线，线两侧的液体之间的作用力是表面张力，那么表面张力的作用是什么？
【提示】表面张力的作用是使液体表面绷紧．
1．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．
2．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3-1-2所示．
图3-1-2
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．4．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．
3．下列有关表面张力的说法中，正确的是()
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．表面张力的作用是使液体表面收缩
C．温度变化时，液体的表面张力不会变化
D．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故
E．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
【解析】表面张力的作用效果是使液体表面收缩；由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形；表面张力也与温度有关，故B、D、E正确．
【答案】
4．下列说法正确的是()
A．表面张力就是分子力
B．表面张力是表面层分子力的宏观表现
C．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡
D．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关
E．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势
【解析】表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子力，故A选项错误，B正确；缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与
重力平衡，选项C错误；表面张力的大小与液面上分界线的长短有关，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此D、E选项正确．
【答案】
5．将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，下列关于与硬币重力相平衡的力的说法，不正确是()
【导学号：30110029】A．水面的支持力
B．水的表面张力
C．水的浮力和表面张力的合力
D．水的浮力和空气浮力的合力
E．水面支持力的产生是由于水的表面张力
【解析】硬币受到重力和水面给予的支持力作用而平衡，表面张力是水面上各部分水之间的作用力的合力，而不是硬币受到的力；当然支持力的产生是由于水的表面张力；硬币并没有浸入水中，故不受浮力作用．故A、E正确，B、C、D错误．
【答案】
表面张力问题的分析方法
1．产生条件：存在液体与空气相接触的表面．
2．产生原因：表面层中液体分子之间距离较大，整体表现为引力，形成各部分相互吸引的特点．
3．现象：液体的表面层像张紧的弹性膜一样，有使液体表面收缩到最小的趋势．。