Question

以下說法正確的是

A．小昆蟲能在水面上自由來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個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)，小昆蟲在水面上站定或行進(jìn)過程中，其腳部位置比周圍水面稍下陷，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情況一樣，故A選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯誤；小木塊浮于水面上時，木塊的下部實(shí)際上已經(jīng)陷入水中(排開一部分水)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)錯誤；噴泉噴到空中的水分散時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)，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在水中，浸沒則受浮力作用；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膜(表面層)，正是這個膜托住了昆蟲與縫衣針，即膜對它們的支持力與其重力平衡。當(dāng)然，在與縫衣針和昆蟲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縫衣針或昆蟲的支持力，而支持力又等于其重力，這才是本質(zhì)問題。