高中物理《B 液体的基本性质》微课精讲+知识点+教案课件+习题
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知识点:
液体
1.液体的微观结构及物理特性
(1)从宏观看
因为液体介于气体和固体之间,所以液体既像固体具有一定的体积,不易压缩,又像气体没有形状,具有流动性。
(2)从微观看有如下特点
①液体分子密集在一起,具有体积不易压缩;
②分子间距接近固体分子,相互作用力很大;
③液体分子在很小的区域内有规则排列,此区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,并且杂乱无章排列,因而液体表现出各向同性;
④液体分子的热运动虽然与固体分子类似,但无长期固定的平衡位置,可在液体中移动,因而显示出流动性,且扩散比固体快。
2.液体的表面张力
如果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体面绷紧,所以叫液体的表面张力。
特别提醒:
(1)表面张力使液体自动收缩,由于有表面张力的作用,液体表面有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切。
(2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。
(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度有关。
四、液晶
1.液晶的物理性质
液晶具有液体的流动性,又具有晶体的光学各向异性。
2.液晶分子的排列特点
液晶分子的位置无序使它像液体,但排列是有序使它像晶体。
3.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷
液晶分子的排列是不稳定的,外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化,因而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等,都可以改变液晶的光学性质。
如计算器的显示屏,外加电压液晶由透明状态变为混浊状态。
视频教学:
练习:
1.下列说法正确的是( )
A.当分子间的距离增大时,分子间引力增大、斥力减小
B.温度高的物体内能一定大
C.第二类永动机违反了热力学第二定律
D.叶面上的小露珠呈球形是由于大气压力的作用
2.关于以下四幅图片的说法中,正确的是( )
A.图甲中,向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时,拉力大于玻璃板的重力,主要是受到大气压力的影响
B.图乙中,小女孩吹出的肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
C.图丙中,液体与玻璃杯壁接触的附着层的液体分子之间的分子力表现为引力
D.图丁中,石英沿垂直x轴晶面上的压电效应最显著,沿其他方向不明显,说明石英是多晶体
3.以下说法正确的是( )
A.液晶的分子势能与体积无关 B.晶体的物理性质都是各向异性的
C.温度升高,每个分子的动能都增大 D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
4.下列各种说法中不正确的是( )
A.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
B.0 ℃的铁和0 ℃的冰,它们的分子平均动能相同
C.温度低的物体内能小
D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关
5.下列说法中正确的是( )
A.扩散运动就是布朗运动
B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,故液体表面存在张力
C.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,所以它是非晶体
D.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故
6.下列说法正确的有( )
A.全息照片的拍摄是利用了光的衍射原理
B.因为液晶在一定条件下发光,所以可以用来做显示屏
C.光的偏振现象说明光是横波
D.光从其传播速度大的介质射向其传播速度小的介质时可能发生全反射
7.下列说法正确的是( )
A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
B.一定量
C.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大
D.水能浸润玻璃,其附着层分子间距大,分子力体现为引力
课件:
教案:
三维目标
知识与技能
1、知道液体的宏观性质(具有一定的体积,不易压缩,有流动性),
2、了解液体的微观结构:液体的微观粒子也在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子没
3、能用分子动理论的观点初步说明液体表面张力现象.
4、了解表面张力现象在实际中的应用,并能解释一些简单的自然现象.
过程与方法
1.运用能用分子动理论的观点初步说明液体表面张力现象.
2.理论联系实际,学习运用表面张力解释自然现象
情感、态度与价值观
通过对表面张力现象在实际中的应用,感受成功的喜悦,培养学生对科学研究的兴趣.
教学重点难点:
液体的微观结构及其宏观解释
教学方法:探究法
教具:多媒体课件
教学过程设计
引入新课
分子在不停的做无规则的运动,分子之间的的相互作用力使得分子聚集在一起,而分子的无规则运动又使它们分散开来,我们看到自然界中物质的三种状态:液态、气态和固态,便是由于分子的这两种作用而产生的三种不同的聚集状态。为了更好的研究微观分子的排布对物质宏观性质的影响,我们分别研究物质的固态、液态和气态——固体、液体和气体;前面,我们已经研究了固体,今天,我们来研究液体。
二、新课教学
1、对比液态、气态、固态研究液体的性质
问题:对比气体、固体,讨论液体与这两种物态的宏观性质具有哪些相似的特性?
教师提示:宏观性质有形状、颜色、硬度、延展性等等。
总结:
(1)、液体和气体没有一定的形状,是流动的。
(2)、液体和固体具有一定的体积;而气体的体积可以变化千万倍;
(3)、液体和固体都很难被压缩;而气体可以很容易的被压缩;
教师讲解:
通过上面的研究,我们发现,液体的性质介于气体和固体之间,它与固体一样具有一 定的体积,不易压缩,同时,又像气体一样没有固定的形状,具有流动性。这些性质由它的微观结构决定的。下面,我们来对比一下分子的这三种聚集形式。
2、液体的微观结构
如果我们假设,固态时物质体积为1,液化后的体积大约为10,汽化后的体积则为 。
板书:固态(体积1)→液态(体积大约10)→气态(体积 )
通过上面的对比,我们可以看出,液体分子的排布更接近固态,在宏观性质上表现出类似于固态的不可压缩性和体积不变性。 跟固体一样,液体分子间的排列也很紧密,分子间的作用力也比较强,在这种分子力的作用下,液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是不稳定的:边界、大小随时改变,液体就是由这种不稳定的小区域构成,而这些小区域又杂乱无章的排布着,使得液体表现出各向同性。非晶体的微观结构跟液体非常类似,可以看作是粘滞性极大的液体,所以严格说来,只有晶体才能叫做真正的固体。
教师出示表格对比:
固体 | 液体 | 气体 | |
体积对比 | 1 | 10 | |
单个分子表现 | 在固定的平衡位置附近做微小的振动 | 在非固定的平衡位置附近做振动 | 没有平衡位置 |
局部(小区域)表现 | 分子规则的排列 | 形成暂时的分子规则排布 | 无规则 |
宏观性质 | 各向异性 | 各向同性 | 各向同性 |
教师讲解:由于液体分子排布这种特点,使得液体具有一些特有的物理性质。
3、液体的表面张力
教师出示媒体课件(表面张力的系列图片展示)
自然界的水、流动的水银,炽热的铁水等等都是物质的液态形式。在观察这些液态景观时,我们会注意到:荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形,一滴汞能成为球形在玻璃板上滚动,这些现象的产生是什么原因呢?
这些现象都与液体表面的性质有关。跟气体接触的液面薄层叫做表面层。下面我们通过实验来研究液体表面层的性质。
实验1: 将一个拴有松弛棉线的铁丝环浸入肥皂水中再拿出来,使环上布满肥皂液膜,用烧热的针刺破棉线一侧的肥皂液膜。观察另一侧肥皂液膜的变化情况和棉线的形状。
学生观察并得出结论:环内棉线另一侧的肥皂液膜收缩,棉线变成张紧的弧形。
教师展示课件:表面张力实验的演示以及原理说明
实验表明,液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样,具有收缩的趋势。
教师分析:表面层里的分子要比液体内部稀疏一些(出示图片或者视频),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同,在通常的情况下可以认为它们之间的大小是相等的,而在表面层内,由于分子间距比较大,分子之间的作用力表现为引力,(如图所示)我们可以假想一个分界线 ,将液体表面分割成A、B两部分,由于表面分子之间的引力作用,A部分对B部分具有引力作用,使得 向A部分收缩,同样,B部分对A部分具有引力作用,使得 向B部分收缩,我们将液面各部分之间的相互吸引的力称作为表面张力,在表面张力的作用下液体表面形成一个“弹性薄膜”。
表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势,在体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积是最小的,所以露珠、水银、失重状态下的水滴等等呈现球形。
问题:请学生们分析下面这些现象,并解释产生的原因?
( 1 )将分币轻轻地放在一碗水的水面上,为什么分币会浮在水面上不沉下去?
这是由于表面张力使得液体表面形成一个张紧的薄膜,当分币放置上后,使得液体表面发生形变,产生弹力,这样受力平衡,所以分币会浮在水面上不沉下去。
处于表面层的液体分子,一方面受到上方气体分子作用,另一方面又受到下方液体分子作用。而液体分子比气体分子的作用强,所以,表面层分子排列比液体内部要稀疏些,分子间距离较液体内部也大一点.
4、浸润和不浸润解释
(1)、附着层内液体分子间的距离大于分子力平衡距离r0,附着层内分子间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,这样液体与固体间表现为不浸润.
(2)、附着层内液体分子间的距离小于分子力平衡距离r0,附着层内分子间的作用表现为斥力,附着层有收缩的趋势,这样液体与固体间表现为浸润.
5、毛细现象解释
液体浸润管壁,液体边缘部分的表面张力如图,表面张力使管中的液体上升,当液体的重力跟表面张力相等时,液面稳定,管子越细,液柱上升的越高.
6、液晶
像液体一样具有流动性,而其化学性质与某些晶体相似,具有各项异性的物质叫液晶
四、小结
1、对比液态、气态、固态研究液体的性质
2、液体的微观结构
3、液体的表面张力
4、浸润和不浸润解释
6、液晶:
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