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2.5 液体
人教版高中物理选择性必修3第二章第5节
问题与思考
在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中，比一比看谁放入的曲别针数量最多，而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗？
一、液体的表面张体
我们发现：一些昆虫可以停在水面上，叶面上的露珠呈球形……这些现象可能与哪些因素有关呢？
可能与液体表面的某些性质有关。液体表面有什么性质呢？
停留在水面的水黾
叶面上的露珠
1. 把一条细棉线的两端分别系在铁环的两侧，要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里，再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化。
实验探究
观察肥皂膜和棉线的变化
实验探究
实验探究
观察肥皂膜和棉线的变化
1. 把一条细棉线的两端分别系在铁环的两侧，要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里，再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化。
2. 把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。

实验探究
观察肥皂膜和棉线的变化
实验探究
2. 把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。

实验探究
观察肥皂膜和棉线的变化
现象：
棉线圈被拉紧程圆形。
结论：
液体的表面就好像张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。
实验探究
观察肥皂膜和棉线的变化
现象：
棉线被拉紧程弧形。
汽体
表面层
液体
液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫做表面层。表面层分子比较稀疏，分子间距>r0 。
表面层分子间的作用表现为相互吸引。
分子间的距离大于某一数值r0时，分子力表现为引力，小于r0时表现为斥力，如果分子间的距离等于r0，分子力为0。
一、液体的表面张体
1、表面层
F合
设想在液体表面任意画一条线MN，把液体表面分为1、2两部分，MN两侧的液体之间存在着一对与MN垂直、大小相等、方向相反的作用力，这种力在液体表面层内的各个方向上都存在，力的方向总是跟液面相切，且与分界面垂直。这种力使液体表面绷紧，叫做液体的表面张力。
（1）
（2）
表面张力方向垂直与所画的线MN
一、液体的表面张体
2、表面张力
请解释以下现象。
思考与讨论
装满水的杯中放入几枚曲别针，
杯中的水不会溢出
水黾停留在水面上
叶面上的露珠呈扁球形
神州号空间站中水珠呈球形
为什么空间站中的水滴呈完美的球形，地球上荷叶表面的水滴呈扁球形？
一种液体会润湿某种固体并附着在固体表面，这种现象叫浸润。
一种液体不会润湿某种固体也不会附着在固体表面，这种现象叫不浸润。
水滴在玻璃上
水滴在蜡块上
1. 浸润和不浸润
一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。
二、浸润和不浸润
2、浸润的微观解释
附着层：液体和固体接触位置形成的液体薄膜
固体分子对附着层液体分子的吸引力大于液体内部分子的吸引
附着层内分子比液体内部密集（r附着层分子相互排斥
附着层有扩展趋势
固体
液体
液体浸润固体
二、浸润和不浸润
附着层
附着层：液体和固体接触位置形成的液体薄膜
固体分子对附着层液体分子的吸引力小于液体内部分子的吸引
附着层内分子比液体内部稀疏（r>r0）
附着层分子相互吸引
附着层有收缩趋势
二、浸润和不浸润
3、不浸润的微观解释
固体
液体
附着层
液体不浸润固体
浸润和不浸润现象在日常生活和自然界中都是十分常见的。
脱脂棉
游禽用嘴将油脂涂在羽毛上
生活中的浸润和不浸润
当液体装入容器，液面与器壁接触的位置是弯曲的，向上弯的是浸润，向下弯的是不浸润。
玻璃试管中的水银面
玻璃试管中的水面
二、浸润和不浸润
4、毛细现象
浸润
不浸润
演示实验
浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。
4. 毛细现象
二、浸润和不浸润
水在细管里上升
水在塑料笔芯里下升
5、毛细现象产生的原因
液体浸润管壁,液面向上弯曲
液体边缘部分表面张力使管中液体上升
液体重力与液面边缘使其向上的力平衡
液面稳定
二、浸润和不浸润
F
F
G
锄松土壤破坏毛细管有利于保存地下水分
碾压土壤使毛细管变细有利于植物吸收深层水分
二、浸润和不浸润
有些物体内部有许多细小的孔道，这些孔道起到了毛细管的作用，例如土壤中就有很多毛细管。
液晶由有机分子构成，大多为棒状，在没有外界干扰的情况下趋向分子相互平行排列。
液晶态是介于固态和液态之间的一种物质状态，既有液体的流动性，有在一定程度上具有警惕分子的规则排列的性质。分子取向排列的液晶具有光学各向异性。
三、液晶
1、液晶的特点
结晶态
液晶态
液晶具有液体的流动性，随着温度由低到高，液晶会由结晶态变为液晶态和液态。
液态
液晶的特性决定了它的用途，它不光在显示技术、电子工业、航空工业等多方面都有广泛的应用。薄片状液晶是生物膜的主要构成部分，在脑、肌肉和视网膜等多种人体组织中都发现了液晶结构，有关液晶的研究液晶成为物理科学与生命科学的一个重要结合点。
2、液晶的应用
三、液晶
液体
液体的表面张力
浸润和不浸润
与表面张力有关的现象
产生表面张力的原因
课堂小结
表面张力
液晶
浸润
浸润现象的成因
不浸润
不浸润现象的成因
毛细现象的成因
毛细现象
液晶的应用
液晶的特点
牛刀小试
1．（单选题）人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是（　　）
A．水滴因表面张力具有收缩趋势
B．水滴和防水布料发生了浸润现象
C．水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力
D．水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定
A
牛刀小试
2．（单选题）如图所示，下图实验1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；规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，下图实验2为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是（　　）?
A．实验1棉线圈将成为椭圆形
B．实验1则棉线圈将成为正方形
C．实验2该材料对水是浸润的
D．实验2该材料对水是不浸润的
D
牛刀小试
3．（单选题）如图所示，将不同材料制作的甲、乙细管竖直插入水中，甲管内水面低于管外水面，乙管内水面高出管外水面。下列说法正确的是（ ）
A．水与甲管的现象叫做浸润，水与乙管的现象叫做不浸润
B．与甲管接触附着层内的水分子之间的作用表现为斥力
C．两图现象均是毛细现象
D．用乙管材料制作防水衣防水效果比甲管材料好
C
4. 把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝。这是什么缘故?
玻璃熔烧后，它的表面层面在表面张力作用下，收缩到最小面积，从而使尖端变圆润。
牛刀小试
同学们再见！

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