2019-2020年新課標(biāo)教科版3-3選修三2.4《液晶》WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標(biāo)教科版3-3選修三2.4《液晶》WORD教案1 【例1】把一根縫衣針小心地放在水面上,可以把水面壓彎而不沉沒(méi),為什么? 【分析】根據(jù)液面被壓彎后對(duì)縫衣針產(chǎn)生的力的特點(diǎn)即可解釋. 【答】當(dāng)針?lè)旁谒嫔习阉鎵簭潟r(shí),仍處于水的表面層以上,就好像放在彈性薄膜上一樣.作用在針上的力有:(1)重力G、豎直向下.(2)水面的托力N.由于水面的表面張力使被壓彎的水面收縮,有使它力圖恢復(fù)原來(lái)的水平狀態(tài)的趨勢(shì),壓彎處水面產(chǎn)生的表面張力方向如圖所示,使彎曲液面對(duì)針產(chǎn)生豎直向上的托力.(3)水面壓彎后水產(chǎn)生的靜壓力F′.結(jié)果,縫衣針就在重力、水面托力、水的靜壓力的共同作用下處于平衡狀態(tài),所以可以不致沉沒(méi). 【說(shuō)明】(1)由于縫衣針常與手指接觸,使針的表面附有一層油脂,可以不被水浸潤(rùn),所以仍能處于水的表面層以上.如果用酒精棉花把縫衣針洗擦干凈后小心地用鑷子夾放在水面上,由于針的表面層已不再有油脂,會(huì)被水浸潤(rùn),縫衣針就會(huì)沉沒(méi)下去了.(2)不能認(rèn)為針的重力被液體的表面張力相平衡.因?yàn)楸砻鎻埩κ且好娓鞑糠种g的相互作用力,并不作用在針上.(3)由于鋼針很細(xì),置于水面上形成的水面高度差很小,因此產(chǎn)生的靜壓力很小可忽略不計(jì)。 【例2】網(wǎng)孔較小的篩子里盛有少量的水時(shí),水不會(huì)從網(wǎng)孔中流出.試解釋這一現(xiàn)象. 【解】網(wǎng)孔較小的篩子里盛有少量水時(shí),在每個(gè)網(wǎng)孔下面都有微微凸出的水滴(如圖1所示).如果將凸出網(wǎng)孔的水滴從靠近根部的地方分隔為上下兩部分,那么在它們的分界線處,下部水滴表面要受到上部水滴根部表面的表面張力f的作用(如圖2所示).由于表面張力f的豎直分力可與下部水滴的重量保持平衡,所以水才不會(huì)從篩子的網(wǎng)孔中流出. 【例3】如圖1所示,如果用一根細(xì)玻璃管將兩個(gè)半徑大小不同的肥皂泡連通起來(lái),那么這兩個(gè)肥皂泡的大小將如何變化? 【解】在肥皂泡的表面上,各部分液面間的表面張力是跟液面相切的,若取單位面積表面作分析可知,作用于單位面積表面邊界上的表面張力f的合力F,將使這一表面對(duì)泡內(nèi)的氣體產(chǎn)生一附加壓力,從而形成附加壓強(qiáng)(如圖2所示),球形肥皂泡的半徑越小,表面的曲率越大,每單位面積表面邊界上表面張力f的臺(tái)力F越大,即單位面積表面產(chǎn)生的附加壓力越大,因而肥皂泡表面對(duì)泡內(nèi)氣體的附加壓強(qiáng)也就越大.由此可知,對(duì)半徑較小的肥皂泡來(lái)說(shuō),泡內(nèi)的氣體將被壓入到半徑較大的肥皂泡中去,從而變得越來(lái)越小,直至消失.半徑較大的肥皂泡則隨著氣體被壓入而逐漸變大. 【例4】如圖,把橄欖油滴入水和酒精的混合液里,當(dāng)混合液的密度與橄欖油密度相同時(shí),滴入的橄欖油呈球狀懸浮在液體中,為什么? 【分析】根據(jù)油滴的受力情況和表面層的特點(diǎn)即可解釋. 【答】滴入混合液中的油滴,受到豎直向下的重力和液體對(duì)它豎直向上的浮力作用.由于油的密度與液體的密度相同,使得油滴好像處于失重狀態(tài).油滴在表面張力的作用力,收縮液面有使液面盡量減小的趨勢(shì).因?yàn)樵谕w積的幾何體中,球表面的面積最小,所以油滴在表面張力作用下收縮成球狀懸浮在混合液內(nèi). 【說(shuō)明】表面張力的大小與液面邊界線長(zhǎng)度(設(shè)為L(zhǎng))成正比,可以表示為: f=αL 式中α稱為表面張力系數(shù),它表示液面單位長(zhǎng)度的邊界線上所受的表面張力的大?。恋拇笮∨c液體性質(zhì)、溫度以及液體內(nèi)是否有雜質(zhì)有關(guān).溫度升高時(shí),液體的表面張力系數(shù)減小.實(shí)驗(yàn)中用燒熱的針容易刺破液膜,就是這個(gè)道理.通常情況下,液體內(nèi)含有雜質(zhì)時(shí)的表面張力系數(shù)也會(huì)減?。? 【例5】在宇宙飛船中放一個(gè)盛有液體的容器,將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象? 【分析】應(yīng)分液體浸潤(rùn)容器和不浸潤(rùn)容器兩情況,根據(jù)物體處于失重狀態(tài),在分子力作用下的表現(xiàn)加以討論. 【答】當(dāng)液體浸潤(rùn)容器時(shí),附著層內(nèi)分子較液體內(nèi)部分子分布密時(shí),分子斥力占優(yōu)勢(shì),使液面沿器壁擴(kuò)展,由于盛有液體的容器置于宇宙飛船中,處于失重狀態(tài),液體重力為零。在表面張力的作用下,液體會(huì)不斷地沿著器壁上升,直至全部流失。 當(dāng)液體不浸潤(rùn)容器時(shí),附著層內(nèi)分子較液體內(nèi)部分子分布稀時(shí),分子引力占優(yōu)勢(shì),具有收縮趨勢(shì),而液體又處于失重狀態(tài),所以它不再粘附在器壁上,整個(gè)附著層變成表面層,使液體收縮成一個(gè)球形液滴. 【說(shuō)明】在內(nèi)徑較小的容器里,浸潤(rùn)液體形成凹彎月面,不浸潤(rùn)液體形成凸彎月面.觀察液面的位置時(shí),浸潤(rùn)液體以凹彎月面底部為準(zhǔn);不浸潤(rùn)液體以凸彎月面頂部為準(zhǔn).如圖所示. 【例6】在表面張力的作用下,水沿毛細(xì)管上升后,水的溫度將[ ] A.升高 B.降低 C.不變 D.上述三情況都可能 【分析】水沿毛細(xì)管上升后,這部分水的勢(shì)能增加.由于整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有從外界吸收能量,因此,這部分水增加的勢(shì)能只能由水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來(lái).所以,水沿毛細(xì)管上升的過(guò)程中,水溫將稍微下降. 【說(shuō)明】本題如不從能的轉(zhuǎn)化和守恒上考慮,會(huì)覺(jué)得很棘手.由于在毛細(xì)管中的水的勢(shì)能增加量很小,所以水溫的變化也極為微?。? 【例7】將一充滿水銀的細(xì)管氣壓計(jì)下端浸在水銀容器中,其讀數(shù)為p0=0.950105Pa.試求: (1)水銀柱的高度; (2)考慮到毛細(xì)現(xiàn)象后,試問(wèn)真實(shí)大氣壓強(qiáng)為多大?已知細(xì)管直徑d=2.0mm,接觸角θ=π,水銀的表面張力系數(shù)σ=0.490N/m. (3)若允許測(cè)量的相對(duì)誤差為0.1%,則管徑所能允許的最小值dmin是多少? 【分析】若不考慮毛細(xì)現(xiàn)象,水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)就等于大氣壓強(qiáng)。若考慮毛細(xì)現(xiàn)象,由于水銀與玻璃相互間不浸潤(rùn),水銀柱的高度比沒(méi)有毛細(xì)現(xiàn)象時(shí)有所降低。所降低的那部分水銀柱的重力等于水銀的表面張力。 【解:】(1)由于ρgh=p0,所以 (2)水銀與玻璃相互間不浸潤(rùn),所以考慮到毛細(xì)現(xiàn)象的作用,水銀柱的高度比沒(méi)有毛細(xì)現(xiàn)象時(shí)有所降低,故真實(shí)的大氣壓強(qiáng)為 =0.96105 pa 答:水銀柱的高度是0.712m;真實(shí)大氣壓強(qiáng)應(yīng)是0.960105Pa;為使ε≤0.1%,細(xì)管半徑不得小于1.04cm. 【例8】*以下說(shuō)法正確的是 [ ] A.玻璃是晶體,它有規(guī)則的幾何形狀 B.單晶體和多晶體都具有各向異性的物理性質(zhì) C.荷葉上的小水滴呈球形,這是表面張力使液面收縮的結(jié)果。 D.形成液體表面張力的原因是由于液體表現(xiàn)層的分子分布比內(nèi)部稀疏 【分析】由單晶體、多晶體、非晶體的主要區(qū)別可知,加工后的玻璃有規(guī)則的幾何外形,但物理性質(zhì)各向同性,且沒(méi)有溶點(diǎn),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;多晶體由于是單晶體無(wú)規(guī)則排列而成,表現(xiàn)為各向同性,故選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的.對(duì)液體來(lái)說(shuō),因?yàn)楸砻鎸拥姆肿臃植急葍?nèi)部稀疏,所以液體的表面有張力,這一張力作用的結(jié)果要使液體的表面收縮到最小,而體積相同的液體呈球體時(shí)表面積最小,故荷葉上的小水滴呈球形.所以選項(xiàng)C、D均正確. 【答】CD- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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