2018-2019版高中物理 第三章 固體和液體 3 液晶 4 液體的表面張力課件 教科版選修3-3.ppt
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3液晶4液體的表面張力,第三章固體和液體,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.了解液晶的特點(diǎn)及其應(yīng)用.2.了解液體的基本性質(zhì).3.理解液體的微觀結(jié)構(gòu).4.知道液體的表面張力,了解表面張力形成的原因.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、液晶,1.液晶(1)液晶態(tài):處于與之間的過(guò)渡狀態(tài).(2)液晶:處于的物質(zhì).2.分子結(jié)構(gòu)分子排列在液晶中的有序性介于固體和液體之間.3.液晶顯示(1)液晶分子的排列會(huì)因外界條件的變化而變化,由此引起液晶________的改變.(2)液晶顯示器的應(yīng)用非常廣泛.,固態(tài),液態(tài),液晶態(tài),光學(xué)性質(zhì),二、液體的微觀結(jié)構(gòu),1.分子距離:液體不易被,表明液體分子之間的距離.2.液體具有流動(dòng)性:液體不像固體那樣具有一定的,而且液體能夠.3.分子力:液體分子間的作用力比固體分子間的作用力要.,三、奇異的表面張力現(xiàn)象及其成因,1.概念:液體的表面好像張緊的橡皮膜,它具有的趨勢(shì).液體表面存在的這種收縮力叫做表面張力.2.特點(diǎn):使液體的表面積趨向.3.成因:在液體的表面層分子間距較大,分子間表現(xiàn)為.,壓縮,很小,形狀,流動(dòng),小,收縮,最小,引力,1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)液晶即為液體.()(2)液體之所以不易被壓縮是因?yàn)橐后w分子間無(wú)空隙.()(3)表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢(shì).()(4)表面張力是分子力的宏觀表現(xiàn).()(5)昆蟲(chóng)可以在水面上自由走動(dòng)是表面張力在起作用.(),[即學(xué)即用],答案,,,√,√,√,2.雨傘布料經(jīng)緯線間空隙很小,小水珠落在傘面上由于________的作用,不能透過(guò)空隙.,答案,表面張力,重點(diǎn)探究,液晶是指液態(tài)晶體,這種說(shuō)法對(duì)嗎?,一、液晶,[導(dǎo)學(xué)探究],答案,答案這種說(shuō)法不對(duì),液晶不是晶體,只是與某些晶體相似,具有各向異性.,1.液晶的主要性質(zhì)(1)液晶具有晶體的各向異性.(2)液晶具有液體的流動(dòng)性.(3)液晶分子的排列特點(diǎn):液晶分子的排列特點(diǎn)是從某個(gè)方向上看液晶分子的排列比較整齊,但是從另一個(gè)方向看,液晶分子的排列是雜亂無(wú)章的.(4)液晶的物理性質(zhì):液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響(如電場(chǎng)、壓力、光照、溫度等)下發(fā)生改變.,[知識(shí)深化],2.液晶的主要應(yīng)用(1)向列型液晶在外加電壓影響下,液晶的分子排列會(huì)發(fā)生改變,使液晶由透明變?yōu)椴煌该鳎サ綦妷河只謴?fù)透明.利用向列型液晶的這種性質(zhì)可以制成各種液晶顯示器.(2)膽甾型液晶在溫度改變時(shí)會(huì)改變顏色.隨著溫度的升高,色彩按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序變化,溫度下降時(shí)又按相反順序變色,而且靈敏度很高,在不到1℃的溫差內(nèi)就可以顯出整個(gè)色譜.利用液晶的這種溫度效應(yīng)可以探測(cè)溫度.,特別提醒(1)液晶既具有液體的特點(diǎn),也具有晶體的特點(diǎn),但它既不是液體,也不是晶體,它是獨(dú)立于液體和晶體之外的一種特殊流體.(2)天然液晶不多,大多是人工合成的,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)幾千種有機(jī)化合物具有液晶態(tài).,例1(多選)關(guān)于液晶的分子排列,下列說(shuō)法正確的是A.液晶分子在特定方向排列整齊B.液晶分子的排列不穩(wěn)定,外界條件的微小變動(dòng)會(huì)引起液晶分子排列的變化C.液晶分子的排列整齊且穩(wěn)定D.液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定,√,答案,解析,√,解析液晶分子在特定方向上排列比較整齊,故選項(xiàng)A正確;液晶分子排列不穩(wěn)定,外界條件的微小變動(dòng)會(huì)引起液晶分子排列的變化,故選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;液晶分子排列的不穩(wěn)定導(dǎo)致其物理性質(zhì)不穩(wěn)定,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.,二、液體的微觀結(jié)構(gòu),為什么液體具有一定的體積、不易壓縮,卻沒(méi)有一定的形狀?,[導(dǎo)學(xué)探究],答案,答案液體微粒像固體的一樣也是緊密靠近的,所以液體具有一定的體積,不易壓縮.但液體微粒之間的相互作用不像固體中的那么強(qiáng),微粒會(huì)從一個(gè)平衡位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平衡位置,所以液體具有流動(dòng)性,沒(méi)有一定的形狀.,1.液體分子之間的相互作用不像固體中的微粒那樣強(qiáng),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)域是暫時(shí)形成的,邊界和大小隨時(shí)改變,有時(shí)瓦解,有時(shí)又重新形成.液體由大量的這種暫時(shí)形成的小區(qū)域構(gòu)成,這種小區(qū)域雜亂無(wú)章地分布著,因而液體表現(xiàn)出各向同性.2.液體具有一定的體積:液體分子的排列更接近于固體,液體中的分子密集在一起,相互作用力大,主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動(dòng),所以液體具有一定的體積,不容易被壓縮.,[知識(shí)深化],3.液體分子間的距離小,相互作用力很大,液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似,主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動(dòng).但液體分子沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平衡位置,在一個(gè)平衡位置附近振動(dòng)一小段時(shí)間以后,又轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平衡位置附近去振動(dòng),即液體分子可以在液體中移動(dòng),沒(méi)有一定的形狀,這就是液體具有流動(dòng)性的原因.特別提醒液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的.分子在液體里的移動(dòng)比在固體中容易得多,所以液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快.,答案,例2關(guān)于液體,下列說(shuō)法正確的是A.液體的性質(zhì)介于氣體和固體之間,更接近氣體B.液體表現(xiàn)出各向異性C.液體分子的熱運(yùn)動(dòng)與固體類似,主要表現(xiàn)為在固定的平衡位置附近做微小振動(dòng)D.液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快,解析,√,解析液體分子間距離與固體分子間距離接近,都不易被壓縮,故A錯(cuò);液體由大量暫時(shí)形成的小區(qū)域構(gòu)成,這種小區(qū)域雜亂無(wú)章的分布著,因而液體表現(xiàn)出各向同性,故B錯(cuò);液體分子與固體分子都在平衡位置附近做微小振動(dòng),所不同的是液體分子沒(méi)有固定的平衡位置,故C錯(cuò);液體的擴(kuò)散要比固體的擴(kuò)散快,故D對(duì).,三、奇異的表面張力現(xiàn)象及其成因,如圖1所示是液體表面附近分子分布的大致情況.請(qǐng)結(jié)合圖片思考:液體表面層內(nèi)的分子距離和分子力各有什么特點(diǎn)?,[導(dǎo)學(xué)探究],答案,答案表面層內(nèi)分子間距離大于r0,分子間作用力表現(xiàn)為引力.,圖1,1.液體表面張力的形成(1)分子分布特點(diǎn):由于蒸發(fā)現(xiàn)象,表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏,即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大.(2)分子力特點(diǎn):液體內(nèi)部分子間引力、斥力基本上相等,而液體表面層分子之間距離較大,分子力表現(xiàn)為引力.(3)表面特性:表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面好像一層繃緊的膜.所以說(shuō)表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果.,[知識(shí)深化],(4)表面張力的方向:表面張力的方向和液面相切,垂直于液面上的各條分界線,如圖2所示.,圖2,2.表面張力的作用:表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì),使液體表面積趨于最小.而在體積相同的條件下,球形的表面積最小.如吹出的肥皂泡呈球形,滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形.但由于受重力的影響,往往呈扁球形,在失重條件下才呈球形.3.表面張力的大?。撼烁纸缇€長(zhǎng)度有關(guān)外,還跟液體的性質(zhì)和溫度有關(guān).一般情況下,溫度越高,表面張力就越小.另外,雜質(zhì)也會(huì)明顯地改變液體的表面張力大小.比如潔凈的水有很大的表面張力,而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小.也就是說(shuō),潔凈水的表面具有更大的收縮趨勢(shì).,特別提醒(1)表面張力不是指?jìng)€(gè)別分子間的相互引力,而是表面層中大量分子間的引力的宏觀表現(xiàn).凡液體與氣體接觸的表面都存在表面張力.(2)液體不同層面的分子疏密程度不同.(3)在液體內(nèi)部,引力和斥力大小相近.在液體表面層,整體上表現(xiàn)為引力是液體表面張力產(chǎn)生的原因.,答案,例3關(guān)于液體的表面張力,下列說(shuō)法正確的是A.表面張力是液體內(nèi)部各部分之間的相互作用力B.液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏,分子力表現(xiàn)為引力C.液體的表面張力隨溫度的升高而增大D.表面張力的方向與液面垂直,解析,√,解析液體表面層分子較液體內(nèi)部稀疏,故分子力表現(xiàn)為引力,表面張力的方向沿液面的切線方向,與分界線垂直.表面張力是液體表面層分子間的作用力,隨溫度的升高,液體表面層分子間的距離增大,引力作用隨之減小,所以表面張力減小,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.,答案,例4如圖3所示,金屬框架的A、B間系一個(gè)棉線圈,先使框架布滿肥皂膜,然后將P和Q兩部分的肥皂膜刺破,線的形狀將變成下列選項(xiàng)圖中的,解析,解析由于液體表面張力的作用,液體表面有收縮到最小的趨勢(shì),故C正確.,圖3,√,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(液晶)(多選)關(guān)于液晶,下列說(shuō)法中正確的有A.液晶是一種晶體B.液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的,具有各向異性C.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化,答案,1,2,3,√,√,解析,解析液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間,雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊,具有各向異性,但分子的空間排列是不穩(wěn)定的,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;外界條件的微小變化都會(huì)引起液晶分子排列的變化,從而改變液晶的某些性質(zhì);溫度、壓力、外加電壓等因素變化時(shí),都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì).,1,2,3,2.(液體的微觀結(jié)構(gòu))(多選)關(guān)于液體和固體,以下說(shuō)法正確的是A.液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強(qiáng)B.液體分子同固體分子一樣,也是密集在一起C.液體分子的熱運(yùn)動(dòng)沒(méi)有長(zhǎng)期固定的平衡位置D.液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快,答案,1,2,3,√,解析,√,√,1,2,3,解析液體具有一定的體積,是液體分子密集在一起的緣故,但液體分子間的相互作用不像固體分子的那樣強(qiáng),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;液體具有流動(dòng)性是因?yàn)橐后w分子熱運(yùn)動(dòng)的平衡位置不固定,正是因?yàn)槲⒘T谝后w里的移動(dòng)比在固體中容易,所以其擴(kuò)散速度比固體的擴(kuò)散速度快,選項(xiàng)C、D均正確.,3.(液體的表面張力)如圖4所示,金屬框上陰影部分表示肥皂膜,它被棉線分割成a、b兩部分.若將肥皂膜的a部分用熱針刺破,棉線的形狀是下圖中的哪一個(gè),答案,1,2,3,解析,圖4,√,1,2,3,解析肥皂膜未被刺破時(shí),作用在棉線兩側(cè)的表面張力互相平衡,棉線可以有任意形狀.當(dāng)把a(bǔ)部分肥皂膜刺破后,在b部分肥皂膜表面張力的作用下,棉線將被繃緊.又液體表面有收縮到面積最小的趨勢(shì),正確選項(xiàng)為D.,- 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