【高中物理】液体 高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第三册）

高中物理选择性必修第三册 第二章：气体、固体和液体 第5节:液体第5节：液体 导入新课 我们我们发现发现;一些昆虫可以停在水面上一些昆虫可以停在水面上;叶面上的露珠呈球形叶面上的露珠呈球形这这些现象表明，液体表面可能具有与内部不同的性质。些现象表明，液体表面可能具有与内部不同的性质。演示小实验观察肥皂膜和棉线的变化观察肥皂膜和棉线的变化 刺破棉线左侧刺破棉线左侧的薄膜，的薄膜，右侧右侧的薄膜就会的薄膜就会收收缩缩，使棉线向右弯成弧形；，使棉线向右弯成弧形；刺破棉线圈里刺破棉线圈里的肥皂膜后，棉线的肥皂膜后，棉线圈外圈外的薄的薄膜就会膜就会收缩收缩，使棉线圈张紧成圆形。，使棉线圈张紧成圆形。刺破棉线右侧刺破棉线右侧的薄膜，的薄膜，左侧左侧的薄膜就会的薄膜就会收缩收缩，使棉线向左弯成弧形。使棉线向左弯成弧形。液体的表面液体的表面就好像张紧的橡皮膜就好像张紧的橡皮膜一样，一样，具有收缩的趋势具有收缩的趋势。实验现象问题2：为什么会出现上述现象？演示小实验 一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力表面层表面层分子比较稀疏分子比较稀疏，分子间距，分子间距rr0 r r0 0分子间作用力表现为分子间作用力表现为引力引力。1 1、液体的表面层特点、液体的表面层特点线两侧液体之间的作用力为引力液体的表面张力使液面收缩使液面收缩绷紧绷紧，使其收缩到表面积最小。，使其收缩到表面积最小。一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力2 2、液体的表面张力、液体的表面张力(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之间的吸引力。（3）方向：平行于液面（与液面相切）。（4）效果：使液面张紧并收缩。1 1 2 2 M NF21F12液体表面液体表面由于是任意画的，所以这种力在液体表面层内的各个方向上都存在由于是任意画的，所以这种力在液体表面层内的各个方向上都存在。3 3、液体表面张力的作用效果、液体表面张力的作用效果 表面张力会使液面收缩表面张力会使液面收缩 表面张力会使液面收缩，使其收缩到表面积最小。表面张力会使液面收缩，使其收缩到表面积最小。周长相同时，圆面积最大。周长相同时，圆面积最大。一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力1 1、还记得、还记得普通高中教科书物理必修第一册普通高中教科书物理必修第一册中展示的中展示的“太空授课太空授课”画面吗？在空间站里，水滴的形画面吗？在空间站里，水滴的形状是一个完美的球形。生活中我们还经常看到荷叶上的露珠呈扁平球形等现象。你能解释这是为什么吗状是一个完美的球形。生活中我们还经常看到荷叶上的露珠呈扁平球形等现象。你能解释这是为什么吗？表面张力的作用是使液面收缩，而在表面张力的作用是使液面收缩，而在体积相同体积相同的各种的各种形状中，形状中，球形表面积最小球形表面积最小，如果如果完全消除重力的影响完全消除重力的影响，再大的液滴也会收缩成规则的球形再大的液滴也会收缩成规则的球形。但但由于重力作用由于重力作用，液滴会，液滴会呈呈扁平球扁平球，因，因液滴越小，重力的影响越小，故液滴越液滴越小，重力的影响越小，故液滴越小，形状就越接近球形小，形状就越接近球形。一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力2 2、为什么那么多曲别针沉入杯中水却还没溢出？为什么水黾可以停在水面上？、为什么那么多曲别针沉入杯中水却还没溢出？为什么水黾可以停在水面上？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薄膜。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薄膜。薄膜薄膜对水黾的对水黾的作用力作用力使其停在水面上使其停在水面上薄膜薄膜有收缩的趋势，有收缩的趋势，“包裹包裹”着水杯的杯口。着水杯的杯口。一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力 一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力一、液体的表面张力 二二二二、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润水可以润湿玻璃，但水不能润湿蜡。水可以润湿玻璃，但水不能润湿蜡。1 1、浸润和不浸润现象、浸润和不浸润现象不浸润：不浸润：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的现象。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的现象。浸润：浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象：2 2、浸润的微观解释、浸润的微观解释附着层附着层固固体体液液体体附着层：液体和固体接触位置形成的液体薄膜附着层：液体和固体接触位置形成的液体薄膜固体分子固体分子对附着层内液体分子的吸对附着层内液体分子的吸引力引力大于大于液体内部液体内部分子间的吸引分子间的吸引附着层内分子比液体附着层内分子比液体内部密集（内部密集（r r0 0）附着层内分附着层内分子相互吸引子相互吸引附着层有附着层有收缩趋势收缩趋势一种液体浸不浸润固体与一种液体浸不浸润固体与两种物质性质两种物质性质有关有关 二二二二、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润观察毛细现象观察毛细现象细细玻璃管内水的液面比槽中玻璃管内水的液面比槽中水面水面高高管的管的内径越小内径越小，上述，上述现象就越明显现象就越明显。细细玻璃管内水银液面比槽中玻璃管内水银液面比槽中水银面水银面低低 二二二二、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润毛细管毛细管内外液面的高度差内外液面的高度差与毛细管的内径有与毛细管的内径有关关，毛细管，毛细管内径越小内径越小，高度差越大高度差越大。3 3、毛细现象、毛细现象:浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。当管中液体上升到一定高度时，当管中液体上升到一定高度时，管内高为管内高为h的液体所受的液体所受重力重力与表面张力平衡，与表面张力平衡，液面稳定在一定的高度液面稳定在一定的高度。mg由于由于液体浸润管壁液体浸润管壁，液面弯曲。液体，液面弯曲。液体表面张力表面张力形成向上的拉力形成向上的拉力，这个力，这个力使管中液体向上运动使管中液体向上运动。毛细管：毛细管：能够发生毛细现象的细管叫做毛细管。能够发生毛细现象的细管叫做毛细管。毛细现象的产生原因：毛细现象的产生原因：液体浸润管壁液体浸润管壁FF 二二二二、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润F压力差压力差液体不浸润管壁液体不浸润管壁FF由于由于液体不浸润管壁液体不浸润管壁，液面弯曲。液体，液面弯曲。液体表面张力形成向下的拉力表面张力形成向下的拉力，这个力，这个力使管使管中液体向下运动中液体向下运动。当管中液体下降到一定深度时，管内当管中液体下降到一定深度时，管内外高度差为外高度差为h，管内外的压力差管内外的压力差与与表表面张力平衡面张力平衡，液面稳定在一定的高度。，液面稳定在一定的高度。毛细管毛细管内外液面的高度差内外液面的高度差与毛细管的内径有关与毛细管的内径有关，毛细管，毛细管内径越小内径越小，高度差越大高度差越大。二二二二、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润4 4、毛细现象的应用、毛细现象的应用墨汁上升墨汁上升酒精沿灯芯升到顶端酒精沿灯芯升到顶端土壤里有很多毛细管土壤里有很多毛细管农民锄地农民锄地破坏破坏土壤里的毛细管土壤里的毛细管，要，要保存地下的水分保存地下的水分。如果想把地下的水分引上来如果想把地下的水分引上来，就不仅要保持土壤里的毛细管，就不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们变得更细，这时就要用磙子压紧土壤而且还要使它们变得更细，这时就要用磙子压紧土壤 二二二二、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润、浸润与不浸润构成液晶的分子为构成液晶的分子为有机分子有机分子，大多为棒状大多为棒状，其，其棒长多为棒直径的棒长多为棒直径的5 5倍以上倍以上，由于这种长棒状的分子由于这种长棒状的分子结构，使得结构，使得分子集合体在没有外界干扰的情况下趋向分子集合体在没有外界干扰的情况下趋向分子相互平行排列。分子相互平行排列。液晶具有液体的液晶具有液体的流动性流动性，但在，但在低温时低温时液晶会凝固成结晶态，液晶会凝固成结晶态，不仅分子的取向是有序的，而不仅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的且分子重心的位置也是有序的当当温度升高温度升高时，晶体中时，晶体中分子的热运动增强，使分子的热运动增强，使分子重心位置的有序性分子重心位置的有序性消失，消失，转为液晶态转为液晶态当当温度进一步升高温度进一步升高时，分子时，分子取向有序性也消失，完全进取向有序性也消失，完全进入无序的状态，入无序的状态，变成液态变成液态1 1、液晶的分子形状及分子排列特征、液晶的分子形状及分子排列特征 液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。上具有晶体分子的规则排列的性质。三、液晶三、液晶三、液晶三、液晶2 2、液晶具有光学各向异性、液晶具有光学各向异性 有些物质有些物质在在特定的温度范围之内具有液晶态特定的温度范围之内具有液晶态；另；另一些物质一些物质，在适当的溶剂中溶解时在适当的溶剂中溶解时，在，在一定的浓度范围一定的浓度范围具有液晶态。具有液晶态。入射光的偏振方向与液晶分子长轴的方向成不同夹角时，液晶对光的折射率不同。因入射光的偏振方向与液晶分子长轴的方向成不同夹角时，液晶对光的折射率不同。因此，此，一束非偏振光射入液晶层后一束非偏振光射入液晶层后再射出时，由于液晶折射率的各向异性会再射出时，由于液晶折射率的各向异性会产生两束光程产生两束光程不同的光不同的光。这样两束光在出射点矢量叠加（等效于干涉），我们在显微镜下就可以观察。这样两束光在出射点矢量叠加（等效于干涉），我们在显微镜下就可以观察到某种色光。到某种色光。3 3、在脑、肌肉和视网膜等多种人体组织中都发现了液晶结构、在脑、肌肉和视网膜等多种人体组织中都发现了液晶结构大脑大脑肌肉肌肉视网膜视网膜三、液晶三、液晶三、液晶三、液晶4.液晶的一般用途 三、液晶三、液晶三、液晶三、液晶课 堂 小 结液体液体微观结构微观结构流流动性动性难压缩难压缩附着层附着层浸润浸润不浸润不浸润毛细现象毛细现象上升上升下降下降细管越细高度差越大细管越细高度差越大液面下凹液面下凹液面上凸液面上凸表面层表面层张张力力球球液晶液晶第四态第四态流动性流动性各向异性各向异性液体特液体特性性晶体特晶体特性性1 1关于草、树叶上的露珠呈球形的原因，下列说法中正确的是（）关于草、树叶上的露珠呈球形的原因，下列说法中正确的是（）A A露珠呈球形只是因为重力的作用露珠呈球形只是因为重力的作用B B露珠受到重力的影响比表面张力小得多，露珠呈球形只能是因为表面张力的作用露珠受到重力的影响比表面张力小得多，露珠呈球形只能是因为表面张力的作用C C重力和表面张力互相平衡，露珠呈球形是因为水的黏合力重力和表面张力互相平衡，露珠呈球形是因为水的黏合力D D露珠呈球形是因为重力和表面张力同时作用的结果露珠呈球形是因为重力和表面张力同时作用的结果B高中物理选择性必修第三册 第二章：气体、固体和液体 第5节:液体2 2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，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（乙管内水面高出管外水面。下列说法正确的是（）A A水与甲管的现象叫做浸润，水与乙管的现象叫做不浸润水与甲管的现象叫做浸润，水与乙管的现象叫做不浸润B B与甲管接触附着层内的水分子之间的作用表现为斥力与甲管接触附着层内的水分子之间的作用表现为斥力C C两图现象