液體的表面張力教學(xué)設(shè)計(jì)?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)理解表面張力的概念，知道表面張力是液體表面層特有的性質(zhì)。了解表面張力產(chǎn)生的原因，能運(yùn)用分子動(dòng)理論解釋表面張力現(xiàn)象。掌握表面張力的方向，能通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察并描述表面張力的表現(xiàn)，如液體的球形、液滴的收縮、浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象等。理解表面張力系數(shù)的物理意義，知道它與哪些因素有關(guān)，會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的相關(guān)計(jì)算。2.過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)觀察生活中的表面張力現(xiàn)象，如露珠的形成、小昆蟲(chóng)在水面上行走等，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和提出問(wèn)題的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，如觀察肥皂膜的收縮、探究影響液體表面形狀的因素等，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和分析歸納能力。通過(guò)理論分析，運(yùn)用分子動(dòng)理論解釋表面張力產(chǎn)生的原因，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和科學(xué)思維能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)通過(guò)對(duì)表面張力現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受自然界的奇妙，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和探索欲望。在小組合作實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和交流能力。通過(guò)了解表面張力在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，如浮選技術(shù)、農(nóng)業(yè)噴灌等，體會(huì)物理知識(shí)與實(shí)際生活的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)表面張力的概念和方向。表面張力產(chǎn)生的原因，能用分子動(dòng)理論進(jìn)行解釋。表面張力系數(shù)的物理意義及相關(guān)簡(jiǎn)單計(jì)算。2.教學(xué)難點(diǎn)從分子動(dòng)理論角度理解表面張力產(chǎn)生的原因。通過(guò)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確觀察和分析表面張力現(xiàn)象，并能用表面張力的知識(shí)解釋相關(guān)現(xiàn)象。三、教學(xué)方法1.講授法：講解表面張力的基本概念、產(chǎn)生原因、方向及表面張力系數(shù)等知識(shí)，使學(xué)生對(duì)本節(jié)課的核心內(nèi)容有系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。2.實(shí)驗(yàn)法演示實(shí)驗(yàn)：通過(guò)教師的演示，如液體表面收縮實(shí)驗(yàn)、浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)實(shí)驗(yàn)等，讓學(xué)生直觀地觀察表面張力現(xiàn)象，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：安排學(xué)生進(jìn)行小組合作實(shí)驗(yàn)，如觀察肥皂膜的收縮、探究影響液體表面形狀的因素等，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中深入探究表面張力的相關(guān)知識(shí)。3.討論法：組織學(xué)生討論生活中常見(jiàn)的表面張力現(xiàn)象及相關(guān)問(wèn)題，如為什么露珠是球形的、為什么小昆蟲(chóng)能在水面上行走等，激發(fā)學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，加深對(duì)表面張力知識(shí)的理解。4.多媒體輔助教學(xué)法：利用圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等多媒體資源，展示表面張力現(xiàn)象及其微觀解釋，幫助學(xué)生更好地理解抽象的物理概念和現(xiàn)象，如用動(dòng)畫(huà)展示液體表面分子間的作用力情況，用視頻播放生活中各種與表面張力有關(guān)的有趣場(chǎng)景。四、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1.展示圖片展示荷葉上滾動(dòng)的露珠圖片，提問(wèn)：同學(xué)們，看到這張荷葉上晶瑩剔透的露珠，你們有沒(méi)有想過(guò)為什么露珠會(huì)呈現(xiàn)球形呢？展示小昆蟲(chóng)在水面上行走的圖片，提問(wèn)：小昆蟲(chóng)那么輕，為什么不會(huì)沉入水中，反而能在水面上自由行走呢？2.引入課題這些有趣的現(xiàn)象都與液體的一種特殊性質(zhì)表面張力有關(guān)。今天我們就一起來(lái)探究液體的表面張力。（二）新課教學(xué)（30分鐘）1.表面張力的概念（5分鐘）講解通過(guò)剛才展示的露珠和小昆蟲(chóng)在水面行走的現(xiàn)象，我們可以發(fā)現(xiàn)液體表面好像有一層繃緊的薄膜，使液體表面有收縮的趨勢(shì)，這種收縮的力就叫做表面張力。舉例比如我們用細(xì)鐵絲做一個(gè)圓環(huán)，浸在肥皂液中后取出，環(huán)上會(huì)形成一層肥皂膜。用燒熱的針刺破膜的一側(cè)，另一側(cè)的肥皂膜會(huì)立即收縮把圓環(huán)拉成圓形，這就是表面張力使液體表面收縮的表現(xiàn)。2.表面張力產(chǎn)生的原因（10分鐘）分子動(dòng)理論解釋結(jié)合分子動(dòng)理論，引導(dǎo)學(xué)生思考液體表面層分子的分布情況。講解：液體表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大一些。根據(jù)分子間作用力的特點(diǎn)，分子間距離大于平衡距離$r_0$時(shí)，分子間表現(xiàn)為引力。所以液體表面層分子間存在著相互吸引的力，這就是表面張力產(chǎn)生的原因。動(dòng)畫(huà)演示利用動(dòng)畫(huà)展示液體表面層分子間的引力情況，讓學(xué)生更直觀地理解表面張力產(chǎn)生的微觀機(jī)制。對(duì)比分析將液體內(nèi)部和表面層分子的受力情況進(jìn)行對(duì)比。液體內(nèi)部分子間的引力和斥力相互平衡，而表面層分子由于一側(cè)是氣體，分子間的作用力主要表現(xiàn)為引力，從而使液體表面有收縮的趨勢(shì)。3.表面張力的方向（5分鐘）實(shí)驗(yàn)演示進(jìn)行液體表面收縮實(shí)驗(yàn)。在水平放置的金屬框架上，有一層肥皂膜，用燒熱的針刺破膜的一側(cè)，觀察另一側(cè)肥皂膜的收縮情況。講解引導(dǎo)學(xué)生觀察肥皂膜收縮時(shí)的形狀變化，分析表面張力的方向。表面張力的方向與液面相切，且垂直于液面上的各條分界線。例如，在上述實(shí)驗(yàn)中，肥皂膜收縮時(shí)，表面張力的方向就是沿著膜的切線方向，使膜向圓形收縮。4.表面張力系數(shù)（5分鐘）講解概念為了描述表面張力的大小，我們引入表面張力系數(shù)這個(gè)物理量。表面張力系數(shù)$\sigma$等于液體表面相鄰兩部分之間的拉力$F$跟它們的分界線長(zhǎng)度$L$的比值，即$\sigma=\frac{F}{L}$。單位及意義表面張力系數(shù)的單位是$N/m$。它的大小與液體的種類、溫度等因素有關(guān)。表面張力系數(shù)越大，表面張力就越大，液體表面收縮的趨勢(shì)就越明顯。簡(jiǎn)單計(jì)算示例給出一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如已知某液體表面相鄰兩部分之間的拉力為$2N$，分界線長(zhǎng)度為$1m$，讓學(xué)生計(jì)算表面張力系數(shù)。通過(guò)這個(gè)例子，讓學(xué)生初步掌握表面張力系數(shù)的計(jì)算方法。（三）實(shí)驗(yàn)探究（15分鐘）1.實(shí)驗(yàn)一：觀察肥皂膜的收縮（5分鐘）實(shí)驗(yàn)器材鐵框、肥皂液、燒熱的針。實(shí)驗(yàn)步驟將鐵框浸在肥皂液中，取出后鐵框上形成一層肥皂膜。用燒熱的針小心地刺破膜的一側(cè)，觀察另一側(cè)肥皂膜的收縮情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象肥皂膜迅速收縮，最終變成圓形。分析討論引導(dǎo)學(xué)生思考肥皂膜收縮的原因，討論表面張力在這個(gè)過(guò)程中的作用，進(jìn)一步加深對(duì)表面張力概念的理解。2.實(shí)驗(yàn)二：探究影響液體表面形狀的因素（10分鐘）提出問(wèn)題液體的表面形狀會(huì)受到哪些因素的影響呢？猜想假設(shè)讓學(xué)生分組討論，猜想可能影響液體表面形狀的因素，如液體的種類、容器的形狀、外界環(huán)境等。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)每組根據(jù)自己的猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。例如，一組同學(xué)可以選擇水和酒精兩種不同的液體，分別倒入相同形狀的容器中，觀察它們表面的形狀；另一組同學(xué)可以將水倒入不同形狀的容器中，觀察水表面形狀的變化等。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。分析總結(jié)各小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，共同分析討論，總結(jié)出影響液體表面形狀的因素。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手操作能力和分析歸納能力。（四）表面張力在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用（10分鐘）1.生活中的應(yīng)用展示圖片并講解展示露珠、雨滴的圖片，解釋為什么它們是球形的。由于表面張力的作用，液體表面有收縮成最小表面積的趨勢(shì)，而在體積相同的情況下，球形的表面積最小，所以露珠和雨滴通常呈球形。展示昆蟲(chóng)在水面行走的視頻，分析小昆蟲(chóng)能在水面上行走的原因。小昆蟲(chóng)受到重力作用，但由于液體表面張力的支撐，使其不會(huì)沉入水中。2.生產(chǎn)中的應(yīng)用浮選技術(shù)講解：在選礦工業(yè)中，常常利用表面張力的原理進(jìn)行浮選。將礦石磨成粉末后放入水中，加入浮選劑。某些礦物顆粒會(huì)附著在氣泡上，隨著氣泡上升到水面，從而實(shí)現(xiàn)與其他礦物的分離。這是因?yàn)楦∵x劑能夠改變礦物顆粒表面的性質(zhì)，使其表面張力與水不同，從而能附著在氣泡上。農(nóng)業(yè)噴灌介紹：在農(nóng)業(yè)噴灌中，利用噴頭將水噴成細(xì)小的水滴。這些水滴由于表面張力的作用，會(huì)盡量保持球形，從而使水能夠更均勻地噴灑在農(nóng)作物上，提高灌溉效率，同時(shí)減少水資源的浪費(fèi)。提問(wèn)討論讓學(xué)生思考生活和生產(chǎn)中還有哪些地方應(yīng)用了表面張力的原理，組織學(xué)生進(jìn)行討論，然后請(qǐng)幾位同學(xué)分享自己的想法，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)表面張力應(yīng)用的理解。（五）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括表面張力的概念、產(chǎn)生原因、方向、表面張力系數(shù)以及表面張力在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用等。2.強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)，如表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子間的引力，表面張力的方向與液面相切且垂直于液面上的各條分界線，表面張力系數(shù)的物理意義及相關(guān)計(jì)算等。3.對(duì)學(xué)生在本節(jié)課中的表現(xiàn)，包括實(shí)驗(yàn)操作、小組討論、回答問(wèn)題等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)觀察生活中的表面張力現(xiàn)象，進(jìn)一步探究相關(guān)知識(shí)。（六）課堂練習(xí)（5分鐘）1.下列關(guān)于表面張力的說(shuō)法中，正確的是（）A.表面張力的作用是使液體表面伸張B.表面張力的作用是使液體表面收縮C.有些小昆蟲(chóng)能在水面上行走，這是由于有表面張力的緣故D.用滴管滴液滴，滴的液滴總是球形，這是由于表面張力的緣故2.液體表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離______，所以液體表面層分子間的作用表現(xiàn)為_(kāi)_____力，正是這種力使液體表面有______的趨勢(shì)。3.已知某種液體的表面張力系數(shù)為$0.07N/m$，在該液體表面上有一條長(zhǎng)為$5cm$的分界線，求分界線兩側(cè)液體之間的拉力大小。（七）布置作業(yè)（課后完成）1.書(shū)面作業(yè)完成課本上相關(guān)的練習(xí)題，鞏固本節(jié)課所學(xué)的表面張力的知識(shí)。查閱資料，了解更多表面張力在生活和科技領(lǐng)域的應(yīng)用，并寫(xiě)一篇簡(jiǎn)短的報(bào)告。2.實(shí)踐作業(yè)觀察生活中還有哪些現(xiàn)象可以用表面張力來(lái)解釋，記錄下來(lái)并與同學(xué)交流。嘗試自己設(shè)計(jì)一個(gè)與表面張力有關(guān)的小實(shí)驗(yàn)，下節(jié)課與同學(xué)們分享。五、教學(xué)反思通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)液體的表面張力有了較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)多種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用，如講授、實(shí)驗(yàn)、討論、多媒體輔助等，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、分析歸納能力和科學(xué)思維能力。在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，學(xué)生積極參與，小組合作完成了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)表面張力現(xiàn)象有了更直觀的感受和深入的理解。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，部分學(xué)生操作不夠熟練，影響了實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和效果，在今后的教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的指導(dǎo)。在講解表面張力產(chǎn)生的原因時(shí)，雖然利用分子動(dòng)理論進(jìn)行了分析，并通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示幫助學(xué)生理解，但仍有部分學(xué)生對(duì)這一抽象概念理解不夠透徹，在今后的教學(xué)中可以結(jié)