2024-2025學年高中物理第二章固體、液體和氣體第5節液體的表面張力教學設計1粵教版選修3-3課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設計思路親愛的同學們，咱們今天要一起探索的是液體的神秘世界，具體來說是液體的表面張力。這節課，我會帶著你們從生活中的現象出發，一步步揭開液體的表面張力之謎。想象一下，清晨露珠晶瑩剔透，水面荷葉上的水珠怎么滾來滾去，還有雨水為什么能聚成小球，這些都是液體表面張力的杰作。咱們邊實驗邊學習，用科學的眼光去發現，一起去感受物理世界的奇妙！??????二、核心素養目標1.發展科學探究能力，通過實驗觀察和數據分析，理解表面張力的概念和作用。

2.培養科學思維能力，運用物理原理解釋生活現象，提升問題解決能力。

3.強化科學態度與責任，尊重實驗數據，培養嚴謹的科學態度。三、學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

同學們之前學習了力學的基礎知識，對力的概念、作用效果以及簡單機械原理有所了解。在氣體和固體的相關內容中，大家對分子間作用力和物質狀態變化也有了一定的認識。這些知識為理解液體的表面張力奠定了基礎。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高中學生對物理學科普遍保持較高的興趣，特別是對生活中的物理現象有較強的探究欲望。在實驗操作方面，同學們具備一定的動手能力，能夠按照實驗步驟進行操作。學習風格上，部分同學更傾向于通過實驗直觀感受物理規律，而另一部分同學則更偏好通過理論推導來理解概念。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：

在學習液體的表面張力時，同學們可能會遇到以下困難和挑戰：一是理解表面張力的概念，需要抽象思維；二是分析表面張力在生活中的應用，需要將理論知識與實際情境相結合；三是實驗操作中可能遇到的誤差和問題，需要同學們具備一定的實驗技能和問題解決能力。通過本節課的學習，旨在幫助學生克服這些困難，提升他們的物理素養。四、教學資源-實驗器材：水、肥皂水、酒精、滴管、玻璃板、細線、放大鏡

-軟硬件資源：電腦、投影儀、電子白板

-課程平臺：學校教學管理系統

-信息化資源：相關教學視頻、實驗演示軟件

-教學手段：多媒體課件、互動討論、小組合作五、教學過程設計一、導入環節（5分鐘）

1.創設情境：播放一段關于露珠、荷葉上的水珠以及雨水形成水滴的動畫或視頻，讓學生直觀感受液體的表面張力現象。

2.提出問題：引導學生們思考這些現象背后的科學原理，激發他們的求知欲。

3.小組討論：分組討論液體表面張力的可能原因，讓學生們初步感知表面張力的概念。

二、講授新課（20分鐘）

1.液體表面張力的定義（5分鐘）

-講解液體表面張力的概念，強調液體分子間的相互作用。

2.液體表面張力的形成原因（5分鐘）

-分析液體表面張力產生的原因，包括分子間作用力和表面自由能。

3.液體表面張力的特點（5分鐘）

-介紹液體表面張力的特點，如表面收縮、形成水滴等。

4.液體表面張力在生活中的應用（5分鐘）

-列舉液體表面張力在生活中的應用實例，如肥皂泡、水滴等。

三、鞏固練習（10分鐘）

1.實驗演示：展示肥皂泡實驗，讓學生觀察并分析表面張力的作用。

2.小組討論：分組討論表面張力在不同場景中的應用，如農業灌溉、醫療領域等。

3.練習題：發放練習題，讓學生鞏固所學知識，并運用到實際問題中。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問：液體表面張力對我們的生活有哪些影響？

2.提問：如何利用液體表面張力解決實際問題？

五、師生互動環節（10分鐘）

1.創設問題情境：提出與液體表面張力相關的問題，讓學生們分組討論并嘗試解決。

2.學生展示：每組選派代表展示討論成果，分享解決問題的思路和方法。

3.教師點評：對學生的展示進行點評，指出優點和不足，并給予指導。

4.總結：總結本節課的學習內容，強調液體表面張力的概念、特點和應用。

六、核心素養拓展（5分鐘）

1.引導學生思考：如何將所學知識應用于實際生活，提高自身綜合素質？

2.學生分享：鼓勵學生分享在日常生活中運用物理知識解決問題的經歷。

3.總結：強調物理知識在生活中的重要性，激發學生繼續學習的興趣。

教學過程總用時：45分鐘

注意：在教學過程中，教師可根據學生的實際情況靈活調整教學節奏和內容，確保教學效果。六、知識點梳理1.液體的表面張力定義：

-液體表面張力是指液體表面層分子間相互吸引力所產生的一種使液體表面盡可能縮小的力。

2.液體表面張力的形成原因：

-液體表面層分子受到內部分子的吸引力大于外部分子的吸引力，導致表面層分子向內拉，形成表面張力。

3.液體表面張力的特點：

-表面張力使液體表面具有收縮趨勢，表現為液體表面盡可能形成最小面積。

-表面張力可以使液體形成球形，因為球形表面積最小。

-表面張力影響液滴在固體表面的鋪展程度。

4.液體表面張力的應用：

-液滴在固體表面的鋪展：表面張力使液體在固體表面鋪展，形成均勻的薄膜。

-肥皂泡的形成：表面張力使肥皂分子在液體表面形成薄膜，包裹住氣體，形成肥皂泡。

-液滴的滾動：表面張力使液滴在固體表面滾動，形成最小摩擦力路徑。

-液滴的形狀：表面張力使液滴呈現出球形，因為球形表面積最小。

5.影響液體表面張力的因素：

-液體的種類：不同液體的分子間作用力不同，表面張力也不同。

-溫度：溫度升高，分子運動加劇，表面張力減小。

-表面活性劑：表面活性劑可以降低液體的表面張力。

6.表面張力的測量方法：

-表面張力系數：通過測量液滴在固體表面的鋪展面積，計算表面張力系數。

-肥皂膜法：通過測量肥皂膜體積，計算表面張力系數。

7.表面張力在科學研究中的應用：

-表面活性劑的研究：表面活性劑可以改變液體的表面張力，廣泛應用于工業、農業、醫藥等領域。

-材料科學：表面張力在材料表面的處理和改性中具有重要意義。

-生物科學：表面張力在生物膜的形成和細胞表面現象中具有重要作用。七、典型例題講解例題1：一個直徑為2cm的肥皂泡，其內外壓強差為0.01Pa，求肥皂泡的表面張力。

解答：根據表面張力公式F=2γR，其中γ為表面張力，R為肥皂泡的半徑。肥皂泡的半徑R=直徑/2=2cm/2=1cm=0.01m。代入公式得F=2γ×0.01m=0.02γ。由壓強公式P=F/A，其中A為肥皂泡的面積，A=4πR2。代入壓強差和面積得0.01Pa=0.02γ/(4π×0.01m2)。解得γ=0.01Pa×(4π×0.01m2)/0.02=0.01N/m。

例題2：一滴水在水平玻璃板上形成圓形液滴，其直徑為2cm，若水的表面張力為0.07N/m，求液滴的重力。

解答：液滴的重力G=mg，其中m為液滴的質量，g為重力加速度。液滴的質量m=ρV，ρ為水的密度，V為液滴的體積。液滴的體積V=(π/4)R3，R為液滴的半徑，R=直徑/2=2cm/2=1cm=0.01m。代入公式得m=ρ×(π/4)×(0.01m)3。液滴的表面積A=πR2，表面張力F=γA。液滴的重力與表面張力平衡，即G=F。代入表面張力公式得mg=γπR2。解得G=γπR2=0.07N/m×π×(0.01m)2。

例題3：一個液滴在固體表面鋪展，液滴的體積為1cm3，液滴與固體表面的接觸角為30°，求液滴的表面積。

解答：液滴的表面積A=πR2，其中R為液滴的半徑。液滴的體積V=(4/3)πR3。根據體積公式解得R=(3V/(4π))^(1/3)。液滴的表面積A=πR2=π[(3V/(4π))^(1/3)]2。代入液滴體積V=1cm3，得A=π[(3cm3/(4π))^(1/3)]2。計算得A≈0.785cm2。

例題4：一個肥皂泡的內外壓強差為0.02Pa，若肥皂泡的體積為0.5cm3，求肥皂泡的表面張力。

解答：肥皂泡的體積V=4/3πR3，其中R為肥皂泡的半徑。肥皂泡的內外壓強差ΔP=F/A，其中F為表面張力，A為肥皂泡的面積。肥皂泡的面積A=4πR2。代入公式得ΔP=2γ/R。解得γ=2ΔPR。代入肥皂泡的體積和壓強差得γ=2×0.02Pa×(3V/(4π)^(1/3))。計算得γ≈0.0068N/m。

例題5：一個液滴在固體表面鋪展，液滴的體積為2cm3，液滴與固體表面的接觸角為45°，求液滴的表面積。

解答：液滴的表面積A=πR2，其中R為液滴的半徑。液滴的體積V=(4/3)πR3。根據體積公式解得R=(3V/(4π))^(1/3)。液滴的表面積A=πR2=π[(3V/(4π))^(1/3)]2。代入液滴體積V=2cm3，得A=π[(3cm3/(4π))^(1/3)]2。計算得A≈2.25cm2。八、教學反思今天這節課，我帶領同學們一起探索了液體的表面張力，感覺收獲頗豐。在回顧教學過程時，我想從以下幾個方面進行反思：

首先，導入環節的設計我覺得挺成功的。通過播放生活中的現象視頻，同學們很快就對表面張力產生了興趣。他們對于露珠、水滴等常見現象的探究欲望被激發出來，這為接下來的學習奠定了良好的基礎。

在講授新課的過程中，我發現同學們對于表面張力的定義和形成原因理解得比較快。但是，當涉及到表面張力的特點和應用時，部分同學顯得有些吃力。這說明我們在講解這些內容時，需要更加細致和深入，結合實際生活中的例子來幫助他們更好地理解。

在鞏固練習環節，我設計了幾個與實際生活相關的練習題，目的是讓學生們將所學知識應用到實際問題中。從同學們的練習情況來看，他們對于這些題目掌握得還不錯，但是個別同學在解決一些較為復雜的題目時，還是顯得有些迷茫。這提醒我，在今后的教學中，我需要更加注重培養學生的邏輯思維能力和問題解決能力。

課堂提問環節，我嘗試通過提問引導同學們思考，但是發現有些問題過于簡單，沒有激發出他們更深入的思考。今后，我會設計更具挑戰性的問題，以激發同學們的求知欲和探索精神。

在師生互動環節，我盡量讓每個同學都有機會參與到討論中來，但是也發現有些同學在表達自己的觀點時不夠自信。為了改善這一點，我計劃在今后的教學中，更多地鼓勵同學們發表自己的看法，并給予積極的反饋。

此外，我還注意到，在講解一些較為抽象的概念時