从对水黾观察引发对表面张力的研究(修改).doc

1从对水黾观察引发表面张力的探究番禺区市桥中学初一（3） 陈遂霖、何唯、黄颖诗、梁静铟指导老师：梁健嫦一、问题的提出我家住在祈福新村，我常到棕榈园散步，那里有一个小池塘，池塘中生活着许多水黾，这种水上的滑行高手常常令我好奇于是，我便经过询问长辈及查找资料，得知他们并不会游泳，却能在水上滑行，不沉下去，靠的是表面张力怎样才能让水黾沉下去，于是我对水黾滑行于水的现象作出以下探究，从而对表面张力进行研究二、什么是表面张力我继续研究表面张力，发现表面张力就是水的表面有一种收缩拉紧的力，表面张力也是分子力的一种表现它发生在液体和气体接触时的边界部分是由于表面层的液体分子处于特殊情况决定的液体内部的分子和分子间几乎是紧挨着的，分子间经常保持平衡距离，稍远一些就相吸，稍近一些就相斥，这就决定了液体分子不像气体分子那样可以无限扩散，而只能在平衡位置附近振动和旋转在液体表面附近的分子由于只显著受到液体内侧分子的作用，受力不均，使速度较大的分子很容易冲出液面，成为蒸汽，结果在液体表面层(跟气体接触的液体薄层)的分子分布比内部分子分布来得稀疏相对于液体内部分子的分布来说，它们处在特殊的情况中表面层分子间的斥力随它们彼此间的距离增大而减小，在这个特殊层中分子间的引力作用占优势。

因此，如果在液体表面上任意划一条分界线 MN 把液面分成 a、b 两部分，F 表示 a 部分表面层中的分子对 b 部分的吸引力，F6 表示右部分表面层中的分子对 a 部分的吸引力，这两部分的力一定大小相等、方向相反这种表面层中任何两部分闻的相互牵引力，促使了液体表面层具有收缩的趋势，由于表面张力的作用，液体表面总是趋向于尽可能缩小，因此空气中的小液滴往往呈圆球形状在大自然中，我们可以看到很多表面张力的现象和对张力的运用比如，露水总是尽可能的呈球型，而水黾则是利用表面张力在水面上滑行表面张力是水表面的一个重要2性质，而我还发现，毛细现象就是由表面张力产生的平常所见到的用毛巾擦汗、粉笔吸干纸上墨水、酒精灯等现象都可用毛细现象来说明，毛细现象对植物生长也具有很重要的意义，它们所需要的养分和水分就是由根、叶子和茎中的小管从土壤中吸上来，输送到绿叶里三、观察与实验一枚硬币放入水中，会沉入水底；但是水的表面张力却足已使它浮在水面，这是真的吗？水黾到底是不是靠着表面張力才能浮在水上呢？ 我对表面张力这种现象充满了好奇，于是我在家里对表面张力进行进一步的探究，我运用了两个小实验对其进行了观察其一，活水黾的探究；其二，小硬币的沉浮现象（一）活水黾的探究：研究地点：祈福湖、祈福棕榈园、家里研究时间：2009 年 9 月实验材料：水盆 1 个、水黾 4 只、水和洗洁精。

实验过程：1、水黾的介绍：水黾是水生半翅目类昆虫， 半翅目,水黾科外形特征：身体细长，非常轻盈；前脚短，可以用来捕捉猎物；中脚和后脚很细长，长着具有油质的细毛，具有防水作用体色黑褐色，体长约 22mm水黾是一种在湖水、池塘、水田和湿地中常见的小型水生昆虫，身长大约 1 厘米，可在水面划行它有 6 条细长的腿，足上有纤毛水黾的种类不同，大小也不一样，一只中等大小的水黾重约 30 毫克，比水轻，所以，它在水面上行走时，不会沉入水中此外，水黾足的附节上，生长着一排排不沾水的毛，所以，与足接触的那部分水面会下凹，但它的足尖不会冲破表面张力水黾长有三对足，三对足的分工也很明确，前足用来捕食，中足用来划分和跳跃，后足用来在水面滑行，这样它就可以在水面上自由自在的行动了2、实验和观察首先，放清水在一旁，准备好要试用的水黾，將水黾放入一水盆中，观察3其在水中的活动，发现它在水面行驶自如，如履平地其次，在装着清水的水盆中倒入少量洗洁精，刚才还在轻盈滑行的水黾，现在便慢慢地沉了下去，再也不能在水面上滑行水黾在水面上滑行 加入少量洗洁精 水黾沉入水中（二）小硬币的沉浮现象实验材料：水盆 1 个、五分硬币 2 枚、水和洗洁精。

实验过程：先将水盆装满水，试着轻轻地将硬币放进水里，结果，重于水的硬币并没有下沉，而是静静地浮在水面而当我往水中滴上几滴洗洁精时硬币便立刻沉了下去这证明了洗洁精能破坏了表面张力实验所用的小硬币 往水中放入小硬币 加入洗洁精 下沉的硬币四、结论由于液体表面的分子受到向内的净力，所以液体表面会近量内缩而表面张力就是增加液体表面积所需的能量所以，水黾就能在水面上滑行自如，硬币也能浮上水面，这些现象都表明水具有表面张力在水中倒入洗洁精，就会削弱水的表面张力，硬币都沉入水中，这就说明洗洁精能破坏水的表面张力同时，如果往水里加一点洗洁精，这时，走在水面的水黾足上的毛被沾湿，足冲破了表面张力而穿入水中，水黾就会沉入水中，当水黾沉下去后，水黾就再也浮不上来了小型水生昆虫水黾被喻为“池塘中的溜冰者” ，因为它不仅能在水面上滑行，而且还会像溜冰运动员一样能在水面上优雅地跳跃和玩耍它的高明之处是，既不会划破水面，也不会浸湿自己的腿4因此，我在实验前作出一个设想：如果水黾也是靠着表面張力才能浮在水上，在我往水中滴上洗洁精时，水黾也会沉了下去，那就证明我的设想是正确的结果在我往水中滴上洗洁精时水黾也沉了下去，也就是说我的设想是正确的，水黾是靠着表面張力才能浮在水上。

五、感想通过这次研究，不仅让我掌握了许多关于表面张力知识，还让我明白，当自己有任何大胆的设想时，都要经过实践来验证；还要认真观察、细心操作，这样才会有新的发现在探究活动中，让我体验正确认识是怎样产生的，去感悟、理解科学是怎么一回事激发自己在生活中发现科学的欲望，让自己体会到身边处处有科学，生活中处处是科学如在这次探究过程中，是通过观察水黾现象来研究水的表面张力的，懂得了水黾这种小型水生昆虫的特征和特性，又掌握了许多有关表面张力的知识，强化了自己的观察和动手能力参考文献：1、李中青《水的表面张力的研究》教学设计 2、百度查找有关“水黾”的知识3、百度查找有关“表面张力”的知识。