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人教版高中物理选择性必修3第2章第5节液体第一课时教学设计
课题
| 液体
| 单元
| 2
| 学科
| 物理
| 年级
| 高二
| 学习
目标
| 物理观念:知道表面张力的概念和实验现象，并能解释相关的自然现象。
科学思维:理解液体的微观结构，能解释表面张力产生的原因。
科学探究:掌握探究表面张力的实验，学会与他人交流合作，提高动手能力和观察探究能力。
科学态度与责任:通过对自然现象的分析，体验科学规律的应用价值，培养探索科学的兴趣。
| 重点
| 理解液体的微观结构，能解释表面张力产生的原因。
| 难点
| 知道表面张力的概念和实验现象，并能解释相关的自然现象。
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教学过程
| 教学环节
| 教师活动
| 学生活动
| 设计意图
| 导入新课
| 在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中，比一比看谁放入的曲别针数量最多，而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗?
| 观察演示实验。并尝试解释有关现象。
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以趣味小实验引入新课，得到与常识相悖的实验现象。由现象提出问题，以此达到吸引学生注意力的目的。
| 讲授新课
| 一、液体的微观结构
1．液体的性质
介于气体和固体之间，具有一定的体积，不易压缩，没有一定的形状，具有流动性，液体表现出各向同性．
2、液体的微观结构
液体的分子间距离大约为r0，相互作用较强，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似。
但液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。
3、非晶体的微观结构与液体相似，只有晶体才能叫做真正的固体。
二、液体的表面张力
1、液体的表面层特点
液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫做表面层
表面层分子间距比较稀疏，分子间距>r0 ，分子间的作用表现为相互吸引。
2、表面张力
在液体表面设想一条任意直线，把液面分成两个部分，线两侧液体之间的作用力为引力。
液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力。
表面张力方向与液面相切，垂直于所画的线MN。
3、表面张力的作用
表面张力会使液面收缩， 使其收缩到表面积最小。
在体积相同的各种形状中，球形表面积最小，故表面张力要使液滴收缩成球形。
思考：为什么有了表面张力，液滴就有了呈球形的趋势？为什么液滴越小，形状就越接近球形？
【点拨】表面张力的作用是使液面收缩，而在体积相同的各种形状中，球形表面积最小，故表面张力要使液滴收缩成球形，但由于重力作用，液滴会呈椭球形，因液滴越小，重力的影响越小，故液滴越小，形状就越接近球形．如果完全消除重力的影响，如处在完全失重状态的宇宙飞船中，再大的液滴也会收缩成规则的球形．
4、 用表面张力解释现象
思考：液面对缝衣针的作用是液体的表面张力吗？
结论：表面张力的作用是使液体表面形成一层薄膜,液面对回形针的作用其实是这层膜对它有作用 。
课堂练习1、如图所示,金属框上阴影部分表示肥皂膜,它被棉线分割成a、b两部分。若肥皂膜的a部分用热针刺破,棉线的形状是下图中的哪一个( )
解析：液体表面的分子数目较少,分子间距大于r0,分子间表现为引力,即液体的表面张力,表面张力的作用效果是使液体的表面积减小,因此若将肥皂膜的a部分用热针刺破,b部分液体由于表面张力作用,表面积缩小将细线绷紧,故呈现A所示的形状,故A正确,BCD错误。
规律方法： 分析表面张力问题的两点注意
1.表面张力是液体表面层中大量分子间引力的宏观表现。
2.表面张力的方向与液面相切。
课堂练习2、(多选)关于液体表面张力,下列说法中正确的有( )
A.甲图中露珠呈球形,这是地球引力作用的结果
B.乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,产生表面张力
C.丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的浮力作用
D.丁图中液体表面张力方向与液面平行(相切)
解析:甲图中露珠呈球形,这是液体表面张力的结果,故A错误;乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,从而产生表面张力,故B正确;丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的表面张力作用,故C错误;丁图中液体表面张力方向与液面平行(相切),故D正确。
答案:BD
| 学习液体的微观结构，为解释上课开始时的实验现象做好知识铺垫。
理解液体表面层分子排列的特点。
明确液体表面张力的概念。
思考为什么水滴接近球形。
观看表面张力现象视频，利用表面张力的原理来解释相关现象。
完成课堂练习。
| 引导学生学会从本质上去分析问题。从液体的微观结构上来分析回形针不能从水面下沉的原因。
用图画直观的展现液体表面层分子的排列特点，让学生理解表面层分子之间的相互作用已为吸引力。
结合生活中常见的现象，知道液体表面张力在日常生活中的应用。
通过对各种现象的解释，加强学生对表面张力的理解。
加深对表面张力的理解。
| 拓展提高
| 1、纯水为什么吹不出大泡泡？
水本身不太能吹出泡泡。要想让泡泡大一些、保存时间长一些，必须加入肥皂。
普通的水，由于水分子互相吸引，彼此紧密连结，使水滴表面看起来像是覆盖着一层薄膜，这就是俗称的“表面张力现象”。
普通水的表面张力比较大，而当我们在水中加入肥皂时，会将表面张力减少到约为普通水的三分之一。因为表面张力降低了，水和肥皂混合成的肥皂水具有延展性，可以形成比较大的肥皂泡泡的薄膜。
2、关于液体表面张力的正确理解是( )
A.表面张力是液体表面发生形变引起的
B.表面张力是液体表面层内分子间引力大于斥力而引起的
C.表面张力是液体表面层内分子单纯具有一种引力而引起的
D.表面张力就其本质来说也是万有引力
解析液体表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大些,分子间的引力大于分子斥力,分子间的相互作用表现为引力,故A、C、D错误,B正确。
答案B
3、我们有时会发现,有些硬币可以浮在水面上,这是因为( )
A.硬币所受的重力与表面张力和浮力的合力平衡
B.硬币所受的重力与浮力平衡
C.硬币所受的重力与表面张力平衡
D.表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对硬币产生一个向上的支持力,硬币所受的重力与支持力平衡。
解析这一现象是表面张力作用的结果。由于硬币密度大于水的密度,硬币放入水中会下沉,而硬币表面由于经常和手接触,有一层油膜,这一层油膜使硬币与水不浸润。将硬币轻轻放在平静的水面时,表面张力使水面收缩形成一个膜,正是这个膜托住了硬币,即膜对硬币的支持力与硬币所受的重力平衡。故D正确。
| 思考讨论拓展提高中的相关知识。
| 通过小组讨论的方法，让学生更好的理解表面张力的概念，并且能利用表面张力的概念解决实际问题。
| 课堂小结
| 一、液体的微观结构
液体的分子间距离大约为r0，相互作用较强，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似。
二、液体的表面张力
液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力
表面张力方向与液面相切，垂直于所画的线MN
| 建立本节课知识框架。
| 帮助学生总结知识，升华知识，加深对知识的理解。
| 板书
| 一、液体的微观结构
二、液体的表面张力
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