三、固体和液体名师教学视频（文字实录）

固体和液体

教学目标：

1．知道固体可分为晶体和非晶体两大类，

2 ．知道晶体和非晶体在外形与物理性质上的差别。

3．知道晶体可分为单晶体和多晶体，通常说的晶体及性质是指单晶体，多晶体的性质与非晶体类似。

4．在物理知识方面的要求：

（1）知道液体表面有收缩的趋势；了解液体表面张力的意义和方向；了解表面张力系数。

（2）知道液体对固体有浸润和不浸润的特点。

（3）了解毛细现象及其生活和生产中的应用。

5．学习这部分知识时注意培养学生对自然现象的观察能力。要通过对这部分知识的学习和这部分知识在生活、生产中的应用，来培养和激发学生对物理的兴趣。

教学重难点：

重点：晶体和非晶体在外形与物理性质上的差别；通过演示实验，让学生看到液体表面有收缩趋势，液体对固体有浸润和不浸润，细管中液面上升和下降等现象。

难点：能用晶体的空间点阵说明其物理性质的各向异性；液体表面收缩现象、浸润与不浸润现象和毛细现象的分子动理论解释是这节课的难点。

教学方法：

观察、实验、推理等

教具

1．油滴在水和酒精混合液里呈球形：长方形玻璃缸、酒精和水适当的比例兑成混合液、车用机油，滴入水中呈圆球形悬浮其中。

2．带有绵线的铁丝环、有木把的钢针、烧杯、肥皂液、酒精灯。

3．演示浸润和不浸润：水银、水、玻璃板、锌片、烧杯、实物投影幻灯。

4．演示毛细现象：一组毛细管（内径大小不同）、两臂直径不等的U形玻璃管（两臂的直径比例差别大些）、水、水槽、水银、水银槽、支架、实物投影幻灯。

进行新课

一．晶体和非晶体

固体可分为晶体和非晶体两大类

例如各种金属、食盐、明矾、云母、硫酸铜、雪花、方解石、石英等都是晶体；玻璃、松香、沥青、蜂蜡、橡胶、塑料等都是非晶体。

晶体与非晶体的区别主要表现在：

（1）晶体具有天然的规则的几何形状，而非晶体无此特点。

例如：食盐粒都是正方体，硫酸铜也是正方体，雪花都是六角形的、明矾外形的八面体，水晶石为六面棱柱。

（2）晶体在不同方向上物理性质不同，而非晶体各方向上物理性质相同。

例如，将石蜡均匀涂在云母片上和玻璃板上，用烧红的钢针接触没有涂蜡的另一面。会看到云母上的石蜡熔化后的部分为椭圆形，玻璃板的导热性各方向相同，参看课本P33上的图9.1-5。 又如，硫酸铜具有单向导电性，方解石发生双折射现象，也表明它们分别在电学性质、光学性质上各方向不同。

又如，晶体有一定的熔点，而非晶体是缓慢变为液体的过程，无熔点。

有无一定的熔点是宏观上区分晶体和非晶体的重要依据，当不能从外形及各向异性来

第

1 页

共

4 页

第

2 页

共

4 页

鉴别是否是晶体时，只有根据有无一定熔点才能作出准确判断。

注意：并不是每种晶体在各种物理性质上都会表现出各向异性

晶体又可分为单晶体和多晶体，上述的两条晶体的特点一般说是单晶体的特点，多晶体中小晶粒的排列无规则、杂乱无章，各向异性的物理性质无从显示出来。

多晶体与非晶体的区别：

多晶体与非晶体相同点：无规则的几何外形同，物理性质各向同性

多晶体与非晶体不相同点：（1）组成晶体的晶粒却有规则的几何形状，这是多晶体与非晶体在内部结构上的区别。

（2）多晶体具有一定的熔点，而非晶体没有

2、晶体的微观结构

单晶体和非晶体性质上的不同，可以从它们的微观结构不同做出说明。组成单晶体的微粒（分子、原子或离子）在空间是按照一定的规律排列的。彼此相隔一定的距离排列成整齐的行列。通常把这样的微观结构称为空间点阵。

例如食盐的空间点阵如下图所示，这正是盐粒不管大小都是正方体的原因所在。

方解石对光产生双折射现象的原因，是因为它在各个方向上的折射率不同所致。云母片各方向上导热性质不同，是由其空间点阵决定的。

晶体的宏观性质是由晶体的微观结构决定的，可以通过晶体的微体结构初步解释晶体外形的规则性和物理性质的各向异性

教学中几个注意的问题：

（1）同一物质的微粒能够形成不同的空间结构，即物质的同分异构体，对碳的不同空间结构来说明这一点看课本P34上图9.1-7 的图片：石墨和金刚石的微观结构。

（2）晶体的微观结构模型并不代表晶体的真实情况，它只是组成晶体的物质微粒有规则排列的示意图。

（3）要认识到物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，以便扩大学生的眼界，避免出现片面的绝对化的错误认识。

二．液体的表面现象

（1）演示实验：长方形玻璃缸内，润滑机油在水和酒精混合液内，呈圆球形悬浮。

我们知道相同体积的各种形状中，只有球形物体的表面积最小。润滑油在混合液内呈球形，说明液体表面有收缩到最小的趋势。

第

2 页

共

4 页

第

3 页

共

4 页

演示实验：用肥皂水做实验来证明液面有收缩趋势。

①把一根棉线拴在铁丝上（棉线不要拉紧），铁丝环在肥皂水里浸过后，环上出现肥皂水的薄膜，用热针刺破铁丝环上、棉线两侧肥皂水薄膜的任意一部分，造成棉线被另一侧薄膜拉成弧形，棉线被拉紧。

②把一个棉线圈拴在铁丝环上，让环上布满肥皂水的薄膜。如果用热针刺破棉线圈内的那部分薄膜，外边的薄膜会把棉线拉紧呈圆形。

微课视频液体表面张力教材实验与创新实验（硬币装水、硬币“浮”在水面上，水不会从纱网中漏出）。

以上实验说明液体表面好像紧张的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。

（2）液体表面具有收缩趋势的微观解释

液体与气体接触的表面形成一薄层，叫表面层。由于表面层上方是气体，所以表面层内的液体分子受到周围分子作用力小于液体内部分子，表面层里的分子要比液体内部分子稀疏一些，这样表面层分子间引力比液体内部更大一些。在液体内部分子间引力和斥力处于平衡状态，而表面层内由于分子引力较大，因此表面层有收缩的趋势。

液体表面各个部分之间的相互吸引力，叫表面张力。如同一根弹簧被拉伸后，其中的一圈与另一圈之间有收缩作用一样。

说明表面张力的方向垂直液面分界线，又与液面相切。

表面张力系数是液体表面上单位长度分界线上的表面张力。同一种液体温度升高，表面张力系数减小。不同液体表面张力系数不同，如水银的表面张力系数较大，而水又比酒精的表面张力系数大。

三．浸润和不浸润

（1）演示实验：用实物投影幻灯来观察浸润和不浸润现象。

两块洁净的玻璃片上各滴一滴水和一滴水银，观察两种液滴在玻璃片上的状态。

再用洁净的玻璃片分别浸入盛有水和水银的烧杯内，玻璃片从水中取出时其上附着一层水，而玻璃片从水银中取出时玻璃片上不附着水银。

（2）说明浸润和不浸润的定义

液体与固体接触时，液体与固体的接触面扩大而相互附着的现象叫做浸润。如果接触面趋于缩小而不附着，则叫做不浸润。

（3）演示实验：用实物投影幻灯来观察烧杯内水面和另一烧杯内水银面。

由于液体对固体有浸润或不浸润，造成液面在器壁附近上升或下降，液面弯曲，形成凹形或凸形的弯月面。

（4）浸润和不浸润的微观解释

液体与固体接触处形成一个液体薄层，叫做附着层。附着层里的分子既受固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引。如果受到固体分子的吸引力较弱，附着层的分子就比液体内部稀疏，在附着层里分子间吸引力较大，造成跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润。反之，如果附着层分子受固体分子吸引力相当强，附着层分子比液体内部更密集，附着层就出现液体相互推斥的力，造成跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润。

讨论课本中习题里讲到的缝衣针放在水面上不沉没、布雨伞不漏雨水等现象。

四．毛细现象

（1）演示实验：

用实物投影幻灯来观察几根内径粗细不同的细玻璃管插入一浅水槽中，管内水面高出水槽里水面，而且越细的管，水面上升得越高。

用两侧直径大小不等的U形玻璃管，放入水银后，细管内水银面低于粗管水银面。

第

3 页

共

4 页

第

4 页

共

4 页

（2）毛细现象的定义：

浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。

（3）毛细现象的解释：

解释浸润液体在毛细管里上升的现象。浸润液体与毛细管内壁接触的附着层有扩展的趋势，造成液体与空气接触面弯曲，呈凹形弯曲，液面与管壁接触的附近的表面张力是沿液面切线方向向上的。表面张力有使液面收缩趋势，造成管内液柱上升。直到表面张力向上的拉引作用与管内升高的液柱重力平衡，管内液体停止上升，液柱稳定在一定的高度，如图所示。细管越细，即管截面积小，那么液柱上升高度就越大。

可用相似的分析方法，解释不浸润液体在毛细管里下降的现象。

（4）举例说明毛细现象的应用：

纸张、棉花脱脂后能够吸水的原因在于其内部有许多细小的孔道，起到毛细管作用。

田间农作物的重要管理措施是锄地松土，防止土地板结，其目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会快速引上而蒸发掉。

课堂小结

1.本节课讲解了晶体、非晶体、多晶体的之间的区别。

2.我们从微观的结构模型解释晶体的各向异性的属性。

3.液体与气体接触的表面有收缩的趋势，液面内相邻两部分之间的彼此相互吸引力叫表面张力。

4.液体与固体接触的表面存在着附着层，由于附着层有收缩和扩展两种趋势，形成液体对固体有浸润和不浸润现象。

5.毛细现象是液体对固体浸润和不浸润现象在细管中的体现。毛细现象在日常生活中经常出现。

第

4 页

共

4 页