2024-2025學(xué)年高中物理第二章固體、液體和氣體第5節(jié)液體的表面張力教學(xué)設(shè)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(shè)計思路親愛的同學(xué)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(jié)課，我會帶著你們從生活中的現(xiàn)象出發(fā)，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(xué)習(xí)，用科學(xué)的眼光去發(fā)現(xiàn)，一起去感受物理世界的奇妙！??????二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.發(fā)展科學(xué)探究能力，通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，理解表面張力的概念和作用。

2.培養(yǎng)科學(xué)思維能力，運用物理原理解釋生活現(xiàn)象，提升問題解決能力。

3.強化科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，尊重實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

同學(xué)們之前學(xué)習(xí)了力學(xué)的基礎(chǔ)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(guān)內(nèi)容中，大家對分子間作用力和物質(zhì)狀態(tài)變化也有了一定的認(rèn)識。這些知識為理解液體的表面張力奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

高中學(xué)生對物理學(xué)科普遍保持較高的興趣，特別是對生活中的物理現(xiàn)象有較強的探究欲望。在實驗操作方面，同學(xué)們具備一定的動手能力，能夠按照實驗步驟進(jìn)行操作。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分同學(xué)更傾向于通過實驗直觀感受物理規(guī)律，而另一部分同學(xué)則更偏好通過理論推導(dǎo)來理解概念。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學(xué)習(xí)液體的表面張力時，同學(xué)們可能會遇到以下困難和挑戰(zhàn)：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(yīng)用，需要將理論知識與實際情境相結(jié)合；三是實驗操作中可能遇到的誤差和問題，需要同學(xué)們具備一定的實驗技能和問題解決能力。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，旨在幫助學(xué)生克服這些困難，提升他們的物理素養(yǎng)。四、教學(xué)資源-實驗器材：水、肥皂水、酒精、滴管、玻璃板、細(xì)線、放大鏡

-軟硬件資源：電腦、投影儀、電子白板

-課程平臺：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)

-信息化資源：相關(guān)教學(xué)視頻、實驗演示軟件

-教學(xué)手段：多媒體課件、互動討論、小組合作五、教學(xué)過程設(shè)計一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)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(xué)生直觀感受液體的表面張力現(xiàn)象。

2.提出問題：引導(dǎo)學(xué)生們思考這些現(xiàn)象背后的科學(xué)原理，激發(fā)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(xué)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(diào)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(chǎn)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(yīng)用（5分鐘）

-列舉液體表面張力在生活中的應(yīng)用實例，如肥皂泡、水滴等。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.實驗演示：展示肥皂泡實驗，讓學(xué)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(yīng)用，如農(nóng)業(yè)灌溉、醫(yī)療領(lǐng)域等。

3.練習(xí)題：發(fā)放練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)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(huán)節(jié)（10分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)問題情境：提出與液體表面張力相關(guān)的問題，讓學(xué)生們分組討論并嘗試解決。

2.學(xué)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(xué)生的展示進(jìn)行點評，指出優(yōu)點和不足，并給予指導(dǎo)。

4.總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強調(diào)液體表面張力的概念、特點和應(yīng)用。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考：如何將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活，提高自身綜合素質(zhì)？

2.學(xué)生分享：鼓勵學(xué)生分享在日常生活中運用物理知識解決問題的經(jīng)歷。

3.總結(jié)：強調(diào)物理知識在生活中的重要性，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。

教學(xué)過程總用時：45分鐘

注意：在教學(xué)過程中，教師可根據(jù)學(xué)生的實際情況靈活調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和內(nèi)容，確保教學(xué)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(chǎn)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(nèi)部分子的吸引力大于外部分子的吸引力，導(dǎo)致表面層分子向內(nèi)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(xiàn)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(yīng)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(xiàn)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(shù)：通過測量液滴在固體表面的鋪展面積，計算表面張力系數(shù)。

-肥皂膜法：通過測量肥皂膜體積，計算表面張力系數(shù)。

7.表面張力在科學(xué)研究中的應(yīng)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(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

-材料科學(xué)：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(xué)：表面張力在生物膜的形成和細(xì)胞表面現(xiàn)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(nèi)外壓強差為0.01Pa，求肥皂泡的表面張力。

解答：根據(jù)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(zhì)量，g為重力加速度。液滴的質(zhì)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(jù)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(nèi)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(nèi)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(jù)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(xué)反思今天這節(jié)課，我?guī)ьI(lǐng)同學(xué)們一起探索了液體的表面張力，感覺收獲頗豐。在回顧教學(xué)過程時，我想從以下幾個方面進(jìn)行反思：

首先，導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計我覺得挺成功的。通過播放生活中的現(xiàn)象視頻，同學(xué)們很快就對表面張力產(chǎn)生了興趣。他們對于露珠、水滴等常見現(xiàn)象的探究欲望被激發(fā)出來，這為接下來的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

在講授新課的過程中，我發(fā)現(xiàn)同學(xué)們對于表面張力的定義和形成原因理解得比較快。但是，當(dāng)涉及到表面張力的特點和應(yīng)用時，部分同學(xué)顯得有些吃力。這說明我們在講解這些內(nèi)容時，需要更加細(xì)致和深入，結(jié)合實際生活中的例子來幫助他們更好地理解。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，我設(shè)計了幾個與實際生活相關(guān)的練習(xí)題，目的是讓學(xué)生們將所學(xué)知識應(yīng)用到實際問題中。從同學(xué)們的練習(xí)情況來看，他們對于這些題目掌握得還不錯，但是個別同學(xué)在解決一些較為復(fù)雜的題目時，還是顯得有些迷茫。這提醒我，在今后的教學(xué)中，我需要更加注重培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和問題解決能力。

課堂提問環(huán)節(jié)，我嘗試通過提問引導(dǎo)同學(xué)們思考，但是發(fā)現(xiàn)有些問題過于簡單，沒有激發(fā)出他們更深入的思考。今后，我會設(shè)計更具挑戰(zhàn)性的問題，以激發(fā)同學(xué)們的求知欲和探索精神。

在師生互動環(huán)節(jié)，我盡量讓每個同學(xué)都有機會參與到討論中來，但是也發(fā)現(xiàn)有些同學(xué)在表達(dá)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(xué)中，更多地鼓勵同學(xué)們發(fā)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