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2019-2020年新課標人教版1-2選修一1.3《固體和液體》WORD教案5 一、教學目標 1．在物理知識方面的要求： （1）知道液體表面有收縮的趨勢；了解液體表面張力的意義和方向；了解表面張力系數(shù)。 （2）知道液體對固體有浸潤和不浸潤的特點。 （3）了解毛細現(xiàn)象及其生活和生產(chǎn)中的應用。 2．學習這部分知識時注意培養(yǎng)學生對自然現(xiàn)象的觀察能力。要通過對這部分知識的學習和這部分知識在生活、生產(chǎn)中的應用，來培養(yǎng)和激發(fā)學生對物理的興趣。 二、重點、難點分析 1．通過演示實驗，讓學生看到液體表面有收縮趨勢，液體對固體有浸潤和不浸潤，細管中液面上升和下降等現(xiàn)象。 2．液體表面收縮現(xiàn)象、浸潤與不浸潤現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象的分子動理論解釋是這節(jié)課的難點。表面張力的含義也是讓學生不易接受的概念，只能作初級的介紹。 三、教具 1．油滴在水和酒精混合液里呈球形：長方形玻璃缸、酒精和水適當?shù)谋壤齼冻苫旌弦?、車用機油，滴入水中呈圓球形懸浮其中。 2．帶有綿線的鐵絲環(huán)、有木把的鋼針、燒杯、肥皂液、酒精燈。 3．演示浸潤和不浸潤：水銀、水、玻璃板、鋅片、燒杯、實物投影幻燈。 4．演示毛細現(xiàn)象：一組毛細管（內(nèi)徑大小不同）、兩臂直徑不等的U形玻璃管（兩臂的直徑比例差別大些）、水、水槽、水銀、水銀槽、支架、實物投影幻燈。 四、主要教學過程 （一）引入新課 液體與固體、氣體相比較，它在宏觀上突出的特性是沒有一定形狀，具有流動性。但它具有一定的體積，而且不易壓縮，這方面特點比較接近固體。從微觀上看，液體內(nèi)部分子也是密集在一起的，分子間距較小，分子間相互作用力較大。液體分子運動主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小振動，在很小區(qū)域內(nèi)，液體分子是有規(guī)則排列的。但是液體分子區(qū)別于固體分子，液體分子沒有長期固定的平衡位置，不斷移動，造成液體具有流動性。 液體有很多區(qū)別于固體和氣體的性質(zhì)，今天只研究液體與氣體接觸的表面層的性質(zhì)和液體與固體的接觸層的一些性質(zhì)。 （二）新課教學過程 1．液體的表面現(xiàn)象 （1）演示實驗：長方形玻璃缸內(nèi)，潤滑機油在水和酒精混合液內(nèi)，呈圓球形懸浮。 我們知道相同體積的各種形狀中，只有球形物體的表面積最小。潤滑油在混合液內(nèi)呈球形，說明液體表面有收縮到最小的趨勢。 演示實驗：用肥皂水做實驗來證明液面有收縮趨勢。 ①把一根棉線拴在鐵絲上（棉線不要拉緊），鐵絲環(huán)在肥皂水里浸過后，環(huán)上出現(xiàn)肥皂水的薄膜，用熱針刺破鐵絲環(huán)上、棉線兩側(cè)肥皂水薄膜的任意一部分，造成棉線被另一側(cè)薄膜拉成弧形，棉線被拉緊。 ②把一個棉線圈拴在鐵絲環(huán)上，讓環(huán)上布滿肥皂水的薄膜。如果用熱針刺破棉線圈內(nèi)的那部分薄膜，外邊的薄膜會把棉線拉緊呈圓形。 以上實驗說明液體表面好像緊張的橡皮膜一樣，具有收縮的趨勢。 （2）液體表面具有收縮趨勢的微觀解釋 液體與氣體接觸的表面形成一薄層，叫表面層。由于表面層上方是氣體，所以表面層內(nèi)的液體分子受到周圍分子作用力小于液體內(nèi)部分子，表面層里的分子要比液體內(nèi)部分子稀疏一些，這樣表面層分子間引力比液體內(nèi)部更大一些。在液體內(nèi)部分子間引力和斥力處于平衡狀態(tài)，而表面層內(nèi)由于分子引力較大，因此表面層有收縮的趨勢。 （3）表面張力和表面張力系數(shù) 液體表面各個部分之間的相互吸引力，叫表面張力。如同一根彈簧被拉伸后，其中的一圈與另一圈之間有收縮作用一樣。 說明表面張力的方向垂直液面分界線，又與液面相切。 表面張力系數(shù)是液體表面上單位長度分界線上的表面張力。同一種液體溫度升高，表面張力系數(shù)減小。不同液體表面張力系數(shù)不同，如水銀的表面張力系數(shù)較大，而水又比酒精的表面張力系數(shù)大。 2．浸潤和不浸潤 （1）演示實驗：用實物投影幻燈來觀察浸潤和不浸潤現(xiàn)象。 兩塊方形潔凈的玻璃片上各滴一滴水和一滴水銀，觀察兩種液滴在玻璃片上的狀態(tài)。 再用潔凈的玻璃片分別浸入盛有水和水銀的燒杯內(nèi)，玻璃片從水中取出時其上附著一層水，而玻璃片從水銀中取出時玻璃片上不附著水銀。 （2）說明浸潤和不浸潤的定義 液體與固體接觸時，液體與固體的接觸面擴大而相互附著的現(xiàn)象叫做浸潤。如果接觸面趨于縮小而不附著，則叫做不浸潤。 （3）演示實驗：用實物投影幻燈來觀察燒杯內(nèi)水面和另一燒杯內(nèi)水銀面。 由于液體對固體有浸潤或不浸潤，造成液面在器壁附近上升或下降，液面彎曲，形成凹形或凸形的彎月面。 （4）浸潤和不浸潤的微觀解釋 液體與固體接觸處形成一個液體薄層，叫做附著層。附著層里的分子既受固體分子的吸引，又受到液體內(nèi)部分子的吸引。如果受到固體分子的吸引力較弱，附著層的分子就比液體內(nèi)部稀疏，在附著層里分子間吸引力較大，造成跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢，形成不浸潤。反之，如果附著層分子受固體分子吸引力相當強，附著層分子比液體內(nèi)部更密集，附著層就出現(xiàn)液體相互推斥的力，造成跟固體接觸的液體表面有擴展的趨勢，形成浸潤。 與學生討論課本中習題里講到的縫衣針放在水面上不沉沒、布雨傘不漏雨水等現(xiàn)象。 3．毛細現(xiàn)象 （1）演示實驗： 用實物投影幻燈來觀察幾根內(nèi)徑粗細不同的細玻璃管插入一淺水槽中，管內(nèi)水面高出水槽里水面，而且越細的管，水面上升得越高。 用兩側(cè)直徑大小不等的U形玻璃管，放入水銀后，細管內(nèi)水銀面低于粗管水銀面。 （2）毛細現(xiàn)象的定義： 浸潤液體在細管里上升的現(xiàn)象和不浸潤液體在細管里下降的現(xiàn)象，叫做毛細現(xiàn)象。 （3）毛細現(xiàn)象的解釋： 解釋浸潤液體在毛細管里上升的現(xiàn)象。浸潤液體與毛細管內(nèi)壁接觸的附著層有擴展的趨勢，造成液體與空氣接觸面彎曲，呈凹形彎曲，液面與管壁接觸的附近的表面張力是沿液面切線方向向上的。表面張力有使液面收縮趨勢，造成管內(nèi)液柱上升。直到表面張力向上的拉引作用與管內(nèi)升高的液柱重力平衡，管內(nèi)液體停止上升，液柱穩(wěn)定在一定的高度，如圖所示。細管越細，即管截面積小，那么液柱上升高度就越大。 可用相似的分析方法，解釋不浸潤液體在毛細管里下降的現(xiàn)象。 （4）舉例說明毛細現(xiàn)象的應用： 紙張、棉花脫脂后能夠吸水的原因在于其內(nèi)部有許多細小的孔道，起到毛細管作用。 田間農(nóng)作物的重要管理措施是鋤地松土，防止土地板結(jié)，其目的是破壞土壤里的毛細管使地下水分不會快速引上而蒸發(fā)掉。 （三）課堂小結(jié) 1．液體與氣體接觸的表面有收縮的趨勢，液面內(nèi)相鄰兩部分之間的彼此相互吸引力叫表面張力。 2．液體與固體接觸的表面存在著附著層，由于附著層有收縮和擴展兩種趨勢，形成液體對固體有浸潤和不浸潤現(xiàn)象。 3．毛細現(xiàn)象是液體對固體浸潤和不浸潤現(xiàn)象在細管中的體現(xiàn)。毛細現(xiàn)象在日常生活中經(jīng)常出現(xiàn)。