Question

以下說(shuō)法正確的是

A．小昆蟲(chóng)能在水面上自由來(lái)往而不陷入水中靠的是液體表面張力在起作用

B．小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果

C．縫衣針浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的結(jié)果

D．噴泉噴射到空中的水形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果

Answer 1

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解析：仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，小昆蟲(chóng)在水面上站定或行進(jìn)過(guò)程中，其腳部位置比周?chē)�水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，因此，這是液體的表面張力在起作用，浮在水面上的縫衣針與小昆蟲(chóng)情況一樣，故A選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；小木塊浮于水面上時(shí)，木塊的下部實(shí)際上已經(jīng)陷入水中(排開(kāi)一部分水)受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非表面張力在起作用，因此，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；噴泉噴到空中的水分散時(shí)每一小部分的表面都有表面張力在起作用且又處于失重狀態(tài)，因而形成球狀水珠(體積一定情況下以球形表面積為最小，表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢(shì))，故D選項(xiàng)正確。本題正確答案應(yīng)為A和D。

思路點(diǎn)撥：本題考察的是液體表面張力產(chǎn)生的原因以及表面張力與浮力的本質(zhì)區(qū)別。判斷小物體浮于水面是表面張力在起作用還是浮力在起作用的關(guān)鍵在于看小物體是否有一部分浸沒(méi)在水中，浸沒(méi)則受浮力作用；反之，則是表面張力在起作用。

小結(jié)：浮力的實(shí)質(zhì)是物體在下表面與上表面所受的壓力之差。表面張力的實(shí)質(zhì)是液體表面層內(nèi)各部分之間的相互吸引力，是分子力的宏觀體現(xiàn)。需要注意的是，表面張力作用于液體的表面層里，并不是作用于液面上的物體上。昆蟲(chóng)與縫衣針漂浮于水面上是表面張力在起作用，其作用是在水面上形成一個(gè)膜(表面層)，正是這個(gè)膜托住了昆蟲(chóng)與縫衣針，即膜對(duì)它們的支持力與其重力平衡。當(dāng)然，在與縫衣針和昆蟲(chóng)下邊緣接觸的凹形水膜(表面層)中形成的表面張力的豎直分量的總和就等于膜對(duì)縫衣針或昆蟲(chóng)的支持力，而支持力又等于其重力，這才是本質(zhì)問(wèn)題。