液體
教學目標
1、知道液體的宏觀性質(具有一定的體積,不易壓縮,有流動性),從而了解液體的微觀結構:液體的微觀粒子也在平衡位置附近做微小的振動,但液體分子沒有固定不變的平衡位置.
2、能用分子動理論的觀點初步說明液體表面張力現(xiàn)象.了解表面張力現(xiàn)象在實際中的應用,并能解釋一些簡單的自然現(xiàn)象.
教學建議
1、表面張力產(chǎn)生的原因,主要是從分析液體表面層的分子分布比液體內(nèi)部稀疏得出的.液體表面分子間的相互作用表現(xiàn)為引力,在液體表面各部分間產(chǎn)生了相互吸引的力,即為表面張力.
2、對表面張力現(xiàn)象在實際中的應用,學生只要能從液體表面張力要使液面收縮到最小來解釋有關現(xiàn)象就可以
教學設計示例
一、課堂引入
分子在不停的做無規(guī)則的運動,分子之間的的相互作用力使得分子聚集在一起,而分子的無規(guī)則運動又使它們分散開來,我們看到自然界中物質的三種狀態(tài):液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài),便是由于分子的這兩種作用而產(chǎn)生的三種不同的聚集狀態(tài)。為了更好的研究微觀分子的排布對物質宏觀性質的影響,我們分別研究物質的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)——固體、液體和氣體;前面,我們已經(jīng)研究了固體,今天,我們來研究液體。
板書:第三節(jié) 液體
二、新課講解
1、對比液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)研究液體的性質
問題:對比氣體、固體,討論液體與這兩種物態(tài)的宏觀性質具有哪些相似的特性?
教師給一提示:宏觀性質有形狀、顏色、硬度、延展性等等。
教師總結:
(1)、液體和氣體沒有一定的形狀,是流動的。
(2)、液體和固體具有一定的體積;而氣體的體積可以變化千萬倍;
(3)、液體和固體都很難被壓縮;而氣體可以很容易的被壓縮;
教師講解:通過上面的研究,我們發(fā)現(xiàn),液體的性質介于氣體和固體之間,它與固體一樣具有一定的體積,不易壓縮,同時,又像氣體一樣沒有固定的形狀,具有流動性。這些性質是由它的微觀結構決定的。下面,我們來對比一下分子的這三種聚集形式。
2、液體的微觀結構
(教師在講解時,可以通過視頻演示來表現(xiàn)分子的三種聚集形式;可以參考媒體資料)
如果我們假設,固態(tài)時物質體積為1,液化后的體積大約為10,汽化后的體積則為 。
板書:固態(tài)(體積1)→液態(tài)(體積大約10)→氣態(tài)(體積 )
通過上面的對比,我們可以看出,液體分子的排布更接近固態(tài),在宏觀性質上表現(xiàn)出類似于固態(tài)的不可壓縮性和體積不變性。
跟固體一樣,液體分子間的排列也很緊密,分子間的作用力也比較強,在這種分子力的作用下,液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)做有規(guī)則的排列,這種區(qū)域是不穩(wěn)定的:邊界、大小隨時改變,液體就是由這種不穩(wěn)定的小區(qū)域構成,而這些小區(qū)域又雜亂無章的排布著,使得液體表現(xiàn)出各向同性。非晶體的微觀結構跟液體非常類似,可以看作是粘滯性極大的液體,所以嚴格說來,只有晶體才能叫做真正的固體。
教師出示表格對比:
固體
液體
氣體
體積對比
1
10
單個分子表現(xiàn)
在固定的平衡位置附近做微小的振動
在非固定的平衡位置附近做振動
沒有平衡位置
局部(小區(qū)域)表現(xiàn)
分子規(guī)則的排列
形成暫時的分子規(guī)則排布
無規(guī)則
宏觀性質
各向異性
各向同性
各向同性
教師講解:由于液體分子排布這種特點,使得液體具有一些特有的物理性質。
3、液體的表面張力
教師出示媒體課件(表面張力的系列圖片展示)
自然界的水、流動的水銀,熾熱的鐵水等等都是物質的液態(tài)形式。在觀察這些液態(tài)景觀時,我們會注意到:荷葉上的小水滴和草上的露珠會呈球形,一滴汞能成為球形在玻璃板上滾動,這些現(xiàn)象的產(chǎn)生是什么原因呢?
這些現(xiàn)象都與液體表面的性質有關。跟氣體接觸的液面薄層叫做表面層。下面我們通過實驗來研究液體表面層的性質。
實驗1: 將一個拴有松弛棉線的鐵絲環(huán)浸入肥皂水中再拿出來,使環(huán)上布滿肥皂液膜,用燒熱的針刺破棉線一側的肥皂液膜。觀察另一側肥皂液膜的變化情況和棉線的形狀。
學生觀察并得出結論:環(huán)內(nèi)棉線另一側的肥皂液膜收縮,棉線變成張緊的弧形。
教師展示課件:表面張力實驗的演示以及原理說明
實驗表明,液體的表面層好像是繃緊的橡皮膜一樣,具有收縮的趨勢。
教師分析:
表面層里的分子要比液體內(nèi)部稀疏一些(出示圖片或者視頻),在液體內(nèi)部,分子間既存在引力,又存在斥力,引力和斥力的數(shù)量級相同,在通常的情況下可以認為它們之間的大小是相等的,而在表面層內(nèi),由于分子間距比較大,分子之間的作用力表現(xiàn)為引力,(如圖所示)我們可以假想一個分界線 ,將液體表面分割成A、B兩部分,由于表面分子之間的引力作用,A部分對B部分具有引力作用,使得 向A部分收縮,同樣,B部分對A部分具有引力作用,使得 向B部分收縮,我們將液面各部分之間的相互吸引的力稱作為表面張力,在表面張力的作用下液體表面形成一個“彈性薄膜”。
表面張力的作用使得液體表面具有收縮的趨勢,在體積相等的各種形狀的物體中,球形物體的表面積是最小的,所以露珠、水銀、失重狀態(tài)下的水滴等等呈現(xiàn)球形。
問題:請學生們分析下面這些現(xiàn)象,并解釋產(chǎn)生的原因?
(1)雨傘的傘面有細小的孔,為什么水不會從孔里漏下去?(因為水將紗線浸濕后,在紗線孔隙中形成水膜,水膜的表面張力使得雨水不致漏下.)
(2)將分幣輕輕地放在一碗水的水面上,為什么分幣會浮在水面上不沉下去?
這是由于表面張力使得液體表面形成一個張緊的薄膜,當分幣放置上后,使得液體表面發(fā)生形變,產(chǎn)生彈力,這樣受力平衡,所以分幣會浮在水面上不沉下去。
三、典型例題解析(參考典型例題)
四、小結
五、分析課后習題
液體
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