神奇的水

一、教学资源开发

本课与《观察水》共同组成对水的性质的认识。这两课在逻辑上是并列关系。《观察水》医科学生对水的颜色、气味、味道等物理性质有了基本的认识，这一课教师要来领学生研究水的毛细现象、表面张力、浮力、压力等神奇现象，并了解水的这些本领在生活中应用，使学生对水的性质有一个比较完整的认识。

本课的五个主要活动属于并列关系，通过每一活动来引导学生认识水的现象，从而合并起来表述主体：神奇的水。

第一、会“爬”的水，是认识水（液体）的毛细现象。引导学生观察浸在水中的纸巾的变化，认识毛细现象及日常生活中的应用。教材首先引导学生做探究性实验，让学生认识毛细现象，在此基础上，给出了毛细现象的描述概念。最后，提供典型的事例，帮助学生理解毛细现象在日常生活中的应用，并进一步引导学生去认识生活中的毛细现象。

第二、会“团结”的水，是认识水（液体）的表面张力。教材首先安排学生猜测一元硬币能溶纳多少滴水，然后实验，对比自己的猜测，说明这种现象是水的表面张力。这里只要求认识现象，不探究原因。本单元首次安排了猜测环节，它是探究的重要一步。因为，学生实验前，先“想一想”必然会调动学生已有知识经验，借助于判断和推理，在脑海中产生多种解释模型，租金学识的思维发展。课文安排了“放多少枚回形针，水会溢出来”实验，意在学生发现水的表面张力，经历了从预测——实验——验证——结论的科学探究过程。教师不要把“表面张力”的概念端出来，其实概念和名称并不重要，关键是学生经历了发现的过程。本课实质上在引导学生探索“水的表面张力”这一现象，但并没有将“表面张力”这一概念由教师说出或直接由观察到的结论灌输给学生，而是根据学生已有知识和经验创设问题情景，通过猜想——实验观察——自主描述——想象、体验、类比、推测——尝试解释——达成共识——兴趣延伸这一主线，组织学生开展一系列探究活动，力求以知识为载体，将科学探究、过程与方法、情感态度价值观有机结合起来。教材列举了三个例子：水黾在水面上滑行，草叶上的露珠，球状的水滴。老师要告诉学生：水黾在水面上滑行，是因为水的表面张力的支撑，才使水黾不沉入水底。草叶上的露珠，是水的表面张力使水聚成为球形，水滴也是如此。

第三、会“喷射”的水，是感觉水的压力。教材介绍实验方法，只因学生通过亲手操作，发现高低不同小孔喷射的水流远近不同，从而感受到水位差异造成的水压差。水压大，水流喷射就远；水压小，水流喷射就近。

第四、会“托举”的水，是认识水的浮力，教材不仅利用小烧杯中的橡皮泥让学生感受到水的浮力，而且通过向小烧杯中加砝码，观察水位的变化，让学生感受水位的变化与“托举”物体的重量之间的关系，为未来揭示水的浮力等于同体积水的重量做好铺垫，而“曹冲称象”的故事正是利用浮力承载物重的史实写照。

第五、研究水能溶解物质的性质，是引导学生认识溶解现象。教材首先从学生们熟悉的糖放到水里“化了”的事实，让学生初步认识溶解现象。其次，选择典型材料——高锰酸钾做认识对象，观察可溶解物质的溶解过程，使学生全面细致的认识溶解现象。为了加强学生的问题意识，教材提出“关于溶解，你能提出哪些问题”；“找一个自己可以研究的问题，研究一下”，暗含着对学生提出问题、选择问题的训练，并与本册教材科学探究过程技能训练的主线呼应。对此部分而言，教师不必再影响溶解快慢的因素上做文章。

第六，综合以上实验，让学生选择自己擅长的方式描述水的神奇之处，呼应课题。

二、本课的教学目标：

1、知道水能产生毛细现象、溶解现象，会产生表面张力，有压力和浮力，了解它们在日常生活中的应用。

2、会做水的毛细现象、表面张力、溶解现象的实验。

4、能够细心观察、尊重事实，尊重别人的意见。

5、喜欢研究与水有关的事情，愿意与同学分享交流。

三、教学重点与难点

重点：认识水的毛细现象，溶解现象。

难点：认识水的表面张力。

四、教学准备：

教师准备：滴管、小杯子、红色的水和棉布条、砝码、1—2粒高锰酸钾、带刻度的大烧杯、搅拌棒水。

学生准备：窄条薄纸巾、回形针、一元硬币、大饮料瓶、钉子、胶布、橡皮泥。

五、教学过程设计（两课时）

第一课时

（一）创设情景导入

1、播放多媒体课件，内容为从高山上流下的瀑布，山间小溪。

2、谈话：在自然界中，水总是由高处往低处流，在生活中，你还见到过水的其它运动方式吗？

3、学生介绍自己所知道的有关水的其它运动方式。

[评析]兴趣是最好的老师。前面学生对水有了初步的认识，通过谈话导入，激发了学生对学习水的兴趣，从而调动了学生探究的欲望。

（二）引导学生认识毛细现象

1、谈话：通过同学们刚才的回答，我们就来研究一下你们刚才所说的有关水的其它运动方式。

2、学生活动

活动内容：将纸巾下端浸入水中，或是将水滴到纸巾上观察发生的现象。

活动要求：仔细观察，把看到的现象描述出来。

3、教师提问：看到什么现象？

4、学生交流汇报。

5、小组讨论、探究是什么原因使水沿着纸巾向上爬或向四周扩散。（方法：提出问题→做出猜测→寻找证据→得出结论）。

6、小结：小沿着有孔隙的材料往上“爬”或向四周扩散的现象叫做毛细现象。

7、谈话：请同学们应用所学知识，解释生活中见到的现象，例：墙角为什么会湿？墨水滴在桌子上要怎么做？你还能举出类似的例子吗？

[评析]首先引导学生做探究性实验，让学生回顾生活中常常看到的现象，发现水的毛细现象，提出生活中典型的事例，帮助学生进一步理解毛细现象在日常生活中的应用，并进一步引导学生去认识生活中的毛细现象让学生体会到自己发现得喜悦，调动他们进一步探究兴趣。

（三）引导学生探究水的神奇之二——表面张力

1、出示一枚硬币，一个杯子。提问：这是什么？用来干什么？

2、硬币、杯子，用来杯子用来装水、饮料。

3、谈话：如果要往杯子里装水，你们认为怎样才算把杯子装满呢?

4、学生回答。平了杯口，让水从杯子里溢出一点。

5、谈话：杯子能装水，你们认为硬币能装水吗?

6、学生回答，说出理由。（我认为杯子是凹进去的才能装水，而硬币是扁平的，所以不能装水。）

　7、谈话：请赞成硬币能装水的同学举手，(清点人数)。

8、教师演示：现在就请同学们认真地看看，我是怎样往硬币里装水的。(出示滴管)使用时首先挤压吸管，放入水中松手，再拿出时吸管内已经有水，然后，把吸管里的水一滴一滴地滴在硬币上，这样硬币就能装水了。接下来你们又要作一个猜想，这样的一元硬币最多能装多少滴水?

9、学生猜想，（教师将学生的猜想中最多的滴数记录在黑板上）。

10、教师强调：滴管离硬币近一些，慢慢的滴，要地在中间。当滴下去的水漫出来的时候，现在的滴数减去1就是硬币能容纳的水滴数。实验时一定注意观察水在硬币表面的形状，并画在书上。

11、学生实验。

12、讨论：为什么小小硬币，却能容纳那么多的水？

13、教师小结：向水这样的液体，都具有表面尽量缩小形成弧形这种现象。

[评析]这个演示实验，不仅使课堂教学推向了高潮，而且学生的脑子里冒出了许许多多的问题，激发了学生进一步研究的欲望。

14、教师拿出装满水的杯子。现在你们还想再来做一个挑战游戏吗?来看看这个装满水的杯子，你们认为它还能往里面装东西而使水不溢出来吗?

15：生推测并说理由。

16、学生实验并讲解：把回形针放入装满水的杯子里，预测放多少回形针水会溢出来。

17、学生活动：将回形针轻轻的从杯子边沿放入。

18、学生汇报

19、师生讨论水跑哪里去了？

19、小结：师生通过实验联系生活共同总结。（水的表面有一种互相拉着的力，使其表面尽量缩小，这种力叫做水的表面张力。）

20、师生举例拓展（游戏、动画展示）

[评析] 学生通过前一个实验只是看和说，而这个实验增加了“画一画”，意在加深学生思维，进一步内化“水鼓起来”这一现象，让学生对水的表面张力的理解得到了进一步巩固，加深了学生对这一知识的印象。

（四）课堂小结 揭示课题

1、谈话：通过今天的学习，我们知道了水不仅能从高处往低处流，还能沿着有孔隙的材料向上“爬”或向四周扩散；另外，我们还知道水还像同学们一样，会团结在一起表面会产生一种相互拉着的力，你们说水神不神奇？

2、出示课题：神奇的水

第二课时

（五）认识水的压力

1、讲解：在每组的实验桌上还有一个塑料瓶，在瓶壁的上、中、下部位分别扎了一个孔，往瓶中倒满水，观察有什么现象。

2、学生分组实验。（此实验也可以用演示的方法。）

3、汇报实验结果。

4、讨论：以上实验结果说明什么？

5、教师小结：瓶中的水所以能从瓶壁的小孔中喷出来，是因为水有压力；喷得越远，说明压力越大。在实验中我们看到，瓶壁上的孔越往下，水喷出的越远，这说明水的压力大小与水的深度有关系，水越深压力越大。

（六）认识水的浮力

1、讲解：水除了压力外，还有浮力，接下来我们再做一个实验。

2、教师演示教材33页实验，提问：是谁把烧杯托起？加入砝码的重量和水位有什么关系？

3、小结：实验证明水中的物体受到了浮力的作用。

4、历史上，也有人做过与我们今天的实验类似的活动，那就是“曹冲称象”。你们能说出他们之间的共同之处吗？

（七）认识溶解现象

1、谈话：小时候你们经常吃药时，妈妈常常做一杯糖水给你喝，本来无色无味的水，为什么变得甜甜的？

2、学生汇报。

3、小结：向方糖这样，在水中慢慢消失，而水变甜的现象叫做溶解。

4、提问并布置实验：物质是怎么溶解在水里的呢？请同学们将高锰酸钾颗粒放入水中，仔细观察高锰酸钾颗粒是怎样溶解在水中的。

5、学生观察。

6、提问：还有哪些物质也能溶解在水里呢？

7、讨论：关于溶解，你能提出什么问题？

8、布置作业：回家选择一个自己能研究的问题研究。

（八）全面总结水的性质

1、谈话：经过两节课的学习，我们认识了水的许多性质，现在请你们用一段文字或一段话来概括水的特点。

2、学生分组讨论后，自己独立完成任务。

3、教师评价学生的“作品”。

六、教学片断赏析

师：看，现在我的手中拿着什么，一是硬币，二是杯子，通常我们会用杯子做什么?

生：用它来装水。

生：用它装饮料。

师：如果要往杯子里装水，你们认为怎样才算把杯子装满呢?

生：平了杯口。

生：让水从杯子里溢出一点。

　 (教师演示把杯子装满水。)

师：杯子能装水，你们认为硬币能装水吗?

生：能。

生：不能。

师：你能说说不能的理由吗?

生：我认为杯子是凹进去的才能装水，而硬币是扁平的，所以不能装水。

　师：请赞成硬币能装水的同学举手，(清点人数)现在就请同学们认真地看看，我是怎样往硬币里装水的。(出示自制滴管)这是一支我们平常喝果汁、牛奶时，使用的塑料吸管，但它的一端我们用透明胶缠住了。使用时首先挤压吸管，放入水中松手，再拿出时吸管内已经有水，然后，把吸管里的水一滴一滴地滴在硬币上，这样硬币就能装水了。接下来你们又要作一个猜想，这样的一元硬币最多能装多少滴水?

生：五滴。

生：最多八滴。

生：十滴以下，五滴以上。

　(教师将学生的猜想中最多的滴数记录在黑板上。)

[评析]“怎样才算把杯子装满”为下面将开展的实验作了铺垫。教师的示范进一步激起学生的好奇心，此时，并没有几位学生相信硬币能装水，迫不及待地想看看老师怎样在扁平的硬币上装水。老师只是做了一下示范，学生看得聚精会神的，一下子就把学生完全吸引到课堂内，并对“硬币装水”产生浓厚的兴趣。

师：请同学们打开黄色的信封，利用里面的材料，尝试着往一元钱硬币上装水，看看最多能装多少滴水，同时要注意观察水在硬币上的现象，看谁有新发现。注意小组成员要分工合作，让每个同学都有参与的机会。小组进行硬币装水实验，教师巡视指导。

　 (一开始学生们在做这个实验时，并不能完全的分工合作，大家都只顾及参与，有一些小组在硬币上装15滴水时就溢出来了，但看见别的小组装得更多时，他们就很自觉地重新做起实验来，心中只想着自己地小组能往硬币上最多装多少滴水，也就你一滴，我一滴，小心翼翼轮流地往硬币上滴水。)

师：谁来说说你们组的硬币装了多少水？

生：3 3滴。

生：2 5滴。

生：2 3滴。

生：4 0滴。

师：我们原来猜测最多能装1 0滴，现在通过实验最少的都能装2 3滴，最多的装了4 0滴。看到这些数据你们有什么样感觉呢?这数据又说明了什么?

生：猜想与事实相差太大了，同时也说明硬币不但能装水，而且能装很多滴水。

师：你们在做实验时还有什么发现吗?

生：我发现硬币上的水是鼓鼓的，还会动，在硬币上转来转去的。

生：我发现硬币要装满水时，水在硬币上摇摇晃晃的，好像总是不会掉出来，继续装时，水还会往硬币外面凸出来一点。

生：我把水滴在硬币上时，水好像有放大功能，把硬币上的字放大了。

　(板书：水面是鼓鼓的、摇摇晃晃、不会掉出来、能把字放大。)

师：你们的发现真多，描述得也比较恰当。能放大字说明硬币上的水像一个小放大镜，那么你们觉得在硬币上的水面应是什么样的? (教师在黑板上画曲面和非曲面，供学生选择。)

生：我想应是曲面的，与放大镜一样。

师：从正面和侧面进行再一次观察。

生：边缘有一点弯。

[评析]在这个环节中，教师有意识地将教学重点放在了学生的仔细观察与描述上而不是简单地停留在数水的滴数上。仔细地观察，在观察的基础上基于对观察事实的描述是很重要的，是科学研究的一个重要方面。学生的发言从不同的侧面反映出水的这种特性，这得益于教师的有效引导。

师：现在你们还想再来做一个挑战游戏吗?来看看这个装满水的杯子，你们认为它还能往里面装东西而使水不溢出来吗?

生：不能。

师：往杯里面放一个物体，水会从杯里溢出来吗?为什么?

生：会溢出来，因为这个物体会占据杯子里面的空间，水没地方去，就溢出来。

[评析]这是学生已有的知识，明确这一点有利于后面探究“该溢出来的水到哪里去了?”

师：好，那我们就换用回形针放入杯中，水会溢出来吗?

生：不会。

师：让我们再次猜测下要放多少枚回形针，才能使水溢出来。

生：20枚左右。

生：20枚以上，45枚以下。

生：30枚以上，45枚以下。

生：15枚。

　(教师将学生的猜测结果写在黑板上。)

师：我们比一比哪一个小组能放的回形针最多，而使水不溢出来。比赛就要公平，那么我们首先要做什么?

生：我们大家都把杯子装满水。

师：请同学们打开白色的信封，利用里面的材料，比一比，并将水面的样子画出来。

[评析]前一个实验只是看和说，而这个实验增加了“画一画”，意在加深学生思维，进一步内化“水鼓起来”这一现象。

　(学生活动、观察。有了上个活动的经验，学生们已经学会了怎样更好地观察与合作，他们把精力完全的投入到活动中了，许多小组将老师为他们预备的回型针全部放进水杯中，发现了水在杯口遥遥晃晃的，仍不能使水溢出，学生还是不甘心，把上一个活动用的两个硬币也放进去了，还跑到讲台前拿了多余的回型针继续实验。)

师：现在你们有什么新发现?

生：我把所有的回形针放入杯子中，加上两个硬币，水晃来晃去地，鼓鼓的，但没有溢出来。

生：我们放了8 4枚回形针加两个硬币，放回形针时，水面成波浪形，之后不动时，又变得鼓鼓的。

生：我们放了1 l 2枚回形针还加两个硬币，水面好鼓，放了很多回形针水还没溢出来，水好神奇。

师：你们真棒!水真神奇!这么多的回形针都要占据杯子的空间，水又没有溢出来。那么，水跑到那里去了?

(小组讨论再汇报。)

生：回形针很细很光滑很小，所以不会有太大的空间。

生：也许还没有满，还能装，但最终还会流出来的。

生：回形针里有缝隙，吸水的。

生：不对，回形针没有缝隙，我折断后看过，不会吸水的。

生：我想杯子里的水一部分往上排了一点，有一部分水变成了水蒸气，跑到空气中了。

生：水跑到了杯子的上面，所以就鼓了起来。

生：我也认为水跑到杯口上面了，开始时杯子已经满了，但没有溢出来。为什么会这样?

师：你的意思是水满而不溢吗?

生：对。

[评析]针对“水跑到哪去了”进行讨论，这是基于实验事实上的推测和推想，学生充分发表意见并有争论，他们互相倾听，思维相互碰撞，由此而体验科学探究的过程。

师：问题提得真好!是的，开始时我们已经将杯子装满了水，回形针要占据杯子里空间，而水就往上排，水被挤到杯口上面了。问题是为什么水满而不溢?同学们，能大胆地猜想一下它的原因吗?

生：硬币和杯口都是很光滑的，所以水不会溢出来。

生：因为空气的原因，天气冷，水面就结了一层冰，我们看不见。

生：和大气压有关，是空气包住了水，所以水流不出来。

[评析]：学生限于知识与经验，他们的猜想虽然远离目标，但同样是运用了已有知识进行想象与分析的思维过程，很多真实的科学探究一开始往往并不能直接接近目标，看似盲目，实则是一种积累。学生在这种开放过程中学会科学探究的方法。

　师：其实水是由很多很多看不见的水微粒组成的。先让我们一起做一个游戏，游戏中的每一位同学就像每一个水微粒，之后再来讨论吧!要仔细观察!（游戏：几位同学排成一个弧形队形，尽量保持身体不动，教师推动其中一位学生，学生就离开队形。反复推动几位学生；然后让队中的学生按原队形互相手挽手站好。教师再重复前面的动作，这时学生不容易脱离队形。）

师：游戏中你们有什么感觉?

生：当我们手挽手站成一个圆圈被推时，我们不易被推出去，两边的朋友可以拉住我，我们之间有力的作用。一个一个单独站着时，我们一下子被推出去了。

生：我们被推出去时，被两边同学挽着的两只手有拉力的感觉。

生：我知道了水是有力量的。

师：我们以热烈的掌声感谢几位同学的精彩表演。再让我们来欣赏一组画面。(课件播放动画：硬币上的水分子不断增加，手牵着手，都有往里收缩的趋势，始终保持弧型。)

生：我明白了。

[评析]教师没有用机械的说教来告诉学生结论，而是创设情景引导学生感受和体验，让学生在活动中想象、类比、判断、分析，从而自悟。

师：现在，你们能试着解释一下，水面为什么是鼓鼓的，为什么水满而不溢?互相说一说。

生：因为水是慢慢滴下去的，才会越来越鼓的。

生：水是慢慢滴的，水微粒手牵着手，在液面上，拉的很紧，形成了像塑料膜一样的薄膜。

生：我是这样理解的，分为三个层次，刚才老师不是要我们做游戏吗!每一个水分子就相当于每一个小朋友一样，手拉着手，就绷得很紧，水不容易流出，水分子越多所需空间越多，就不断的鼓起来，需要拉力也越大，当拉力不够时，水还是会流出来的；因为都是O型，O型的物体框住了水；水表面好像有一种弹性的薄膜，把水给固定起来了，水可以坚持不漏。

生：原来水微粒之间也是有力量的，他们相互拉住，使每个水微粒都不容易跑出去。

[评析]经过游戏与动画展示，每一个学生的心中都默默形成了自己的关于这种现象的解释，在激烈的讨论与交流中，产生水这种神奇现象的原因已经深深的吸引了他们，他们尝试着用自己的语言来描述着这现象产生的原因。在科学课中，引导孩子们用自已的语言描述观察到的实验现象，对所观察到的现象尝试着进行解释、进行推测是非常有必要的，在这个过程中，让他们互相倾听、互相质疑、互相评价，接受别人的意见，坚持自己的观点，科学素养的培养就蕴含其中。

师：有位同学说到了“水分子”，很专业。水分子与我们刚才说的水微粒是一个意思。同学们都发表了自己的意见，都能尝试着用自己的语言来描述和解释它，说的都很有道理。你们说的归纳起来应该是说水微粒之间有力量，有拉力，才会出现这种现象是吗?像水这样的神奇现象在我们的日常生活中是很常见的。 (出示课件，播放图片：荷叶上的晶莹剔透水珠、草尖上的露珠、雨后花瓣上的水珠…)想想在我们生活中，你在哪里还发现类似于这样的现象?

生：下雨时，滴在雨衣、雨伞的水珠。

生：水滴在地上或桌子上的都有可能是这样的。

生：毛毛雨落在头发上的是圆的。

生：我们使用的胶水在滴落的过程中和落在纸上时都是圆圆的。

生：滴在鼻子上的水，也是水珠。

师：时间过得真快!我们一起通过猜想、实验、思考、游戏等，发现了水满而不溢的神奇现象!并且推测出产生这种现象的原因。你们能将这两个实验做给爸爸妈妈看看，让他们也看看这神奇的水，问问他们这是怎么一回事，或者去查找资料，看看书上有没有答案，制成资料卡片，在下一节课让我们一起分享大家的资料卡片吧!

[评析]教师始终没有把“表面张力”的概念端出来，其实概念的名称并不重要，关键是学生经历了发现的过程。学生带着兴趣查找资料，在爸妈面前表现自己的技能会让他们体验成功。

七、课后反思

本课实质上在引导学生探索“神奇的水”。在这一过程中教师并没有将水的各种特性，由教师说出或直接由观察到结论的灌输给学生。而是根据学生已有知识和经验创设问题情景，通过猜想――实验观察――自主描述――想象、体验、类比、推测――尝试解释――达成共识――兴趣延伸这一主线，组织学生开展一系列探究活动，力求以知识为载体，将科学探究、过程与方法，情感态度价值观有机结合起来，呈现如下特点。

一是活动过程逻辑简明，充分让学生自己动手和思考。顺着孩子们的好奇心，通过一个个的活动发现问题，尤其通过硬币装水和纸杯水满而不溢这两个实验，逐步增加难度。使学生始终围绕一个目标进行观察探究，将学生的注意力引向“水鼓起来”这个现象。教学环节紧凑、严密，教师没有过多的话，而是将时间与空间给留给学生．通过游戏和课件创设问题情景，给学生参与体验、动脑思考，继而联想、推测的思维空间，让他们去自主观察和发现。正是有了这催生的土壤。才有了学生思维的萌发，才有了学生“我明白了”的惊呼，才有了众多学生的精彩回答。实际上孩子们已经对水的这个性质作出了接近科学概念的回答，只是没有给这个现象取一个如“表面张力”，的名字而已。更重要的是这是他们的自主发现，孩子们经历了一个较深入的探究的过程。

二是教师有意识地注重学生对现象的事实性描述。描述是证据，解释是观点。基于对观察的事实性的描述是解释的基础，是科学探究过程中不可或缺的重要环节。在教师积极的引导下，孩子们充分调动他们原有的经验与知识对被观察对象进行了客观的、生动形象的描述，这为进一步进行自主解释提供了“原料”。虽然学生表达叙述不是很完整，但他们已经意识到水的表面有“拉力”，并且还想到“拉力”不够时，水不会一直“鼓”下去，“拉力”不够时，水就会流走。孩子们的这些鲜活思想的涌现得益于教师在活动中创设情景，帮助学生架起了抽象概念与具体经验间的桥梁。

三是注意引导孩子们利用自己的而不是教师的话对自己的观点进行解释和推测，达成共识．形成较为理性的、符合事实的结论。较好地处理了“过程与结果”的关系。

四是有意识地将学生的探究引向生活，使学生能通过自己的实验和信息收集等课外的探究活动丰富对科学知识的理解，激发兴趣，培养解决问题的能力。整节课真实、自然、随情、随境，给孩子们一片探究的天地，还科学课一个真实。

八、参考资料

[毛细现象]

浸润和不浸润在洁净的玻璃板上放一滴水银，它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上.把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来，玻璃上也不附着水银.这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润.对玻璃来说，水银是不浸润液体.

在洁净的玻璃上放一滴水，它会附着在玻璃板上形成薄层.把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来，玻璃的表面会沾上一层水.这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润.对玻璃来说，水是浸润液体.

同一种液体，对一种固体来说是浸润的，对另一种固体来说可能是不浸润的.水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡.水银不能浸润玻璃，但能浸润锌.

把浸润液体装在容器里，例如把水装在玻璃烧杯里，由于水浸润玻璃，器壁附近的液面向上弯曲(图1甲),把不浸润液体装在容器里,例如把水银装在玻璃管里，由于水银不浸润玻璃，器壁附近的液面向下弯曲(图1乙).在内径较小的容器里，这种现象更显著，液面形成凹形或凸形的弯月面.

毛细现象把几根内径不同的细玻璃管插入水中,可以看到,管内的水面比容器里的水面高，管子的内径越小,里面的水面越高.把这些细玻璃管插入水银中,发生的现象正好相反,管子里的水银面比容器里的水银面低，管子的内径越小,里面的水银面越低.

浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象,叫做毛细现象.能够产生明显毛细现象的管叫做毛细管.

液体为什么能在毛细管内上升或下降呢?我们已经知道,液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施以压力.浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升，达到平衡.同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象.

在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子.植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来.砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象.在这些物体中有许多细小的孔道,起着毛细管的作用.

有些情况下毛细现象是有害的.例如,建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿.建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿.

水沿毛细管上升的现象,对农业生产的影响很大.土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来.如果要保存地下的水分,就应当锄松地面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,以减少水分的蒸发.

[表面张力系数]

促使液体表面收缩的力叫做表面张力。即液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力。如液面被长度为L的直线分成两部分，这两部分之间的相互拉力F是垂直于直线L，并与表面相切。

比例系数σ就是液体的表面张力系数，它表示液体表面相邻两部分间单位长度的相互牵引力。

　　如果液体表面积增大ΔS，液体表面自由能增加ΔE，则表面张力系数σ等于增加单位表面积时，外力所需作的功，也可用下式表示(见图2)

　　这说明，表面张力系数σ在数值上等于增加单位表面积时所增加的表面能，在等温条件下能转变为机械能的表面内能部分，在热力学中称为表面自由能。从能的角度看，表面张力系数σ就是增加单位表面时所增加的表面自由能。液体表面张力系数的性质表现为：1.液体不同表面张力系数不同。例如，密度小的，容易蒸发的液体表面张力系数小，如液氢和液氦；已熔化的金属表面张力系数则很大；2.表面张力系数随温度的升高而减小，近似地为一线性关系；3.表面张力系数的大小还与相邻物质的化学性质有关；4.表面张力系数还与杂质有关，加入杂质可促使液体表面张力系数增大或减小。一般说来醇、酸、醛、酮等有机物质大都是表面活性物质，比水的表面张力系数小得多。例如，在钢液结晶时，加入少量的硼，就是为了促使液态金属加快结晶的速度。

[浮力产生的原因]

浮力是由于液体或气体对物体向上、向下的压力差产生的。在液体内，不同深度处的压强不同。物体上、下面浸没在液体中的深度不同，物体下部受到液体向上的压强较大，压力也较大，可以证明，浮力等于物体所受液体向上、向下的压力之差。

   漂浮于流体表面或浸没于流体之中的物体，受到各方向流体静压力的向上合力。其大小等于被物体排开流体的重力。例如石块的重力大于其同体积水的重量，则下沉到水底。木料或船体的重力等于其浸入水中部分所排开的水重，所以浮于水面。气球的重量比它同体积空气的重力小，即浮力大于重力，所以会上升。这种浸在水中或空气中，受到水或空气将物体向上托的力叫“浮力”。例如，从井里提一桶水，在未离开水面之前比离开水面之后要轻些，这是因为桶受到水的浮力。不仅是水，例如酒精、煤油或水银等所有的液体，对浸在它里面的物体都有浮力。

    产生浮力的原因，可用浸没在液体内的正立方体的物体来分析。该物体系全浸之物体，受到四面八方液体的压力，而且是随深度的增加而增大的。所以这个正立方体的前后、左右、上下六个面都受到液体的压力。因为作用在左右两个侧面上的力由于两侧面相对应，而且面积大小相等，又处于液体中相同的深度，所以两侧面上受到的压力大小相等，方向相反，两力彼此平衡。同理，作用在前后两个侧面上的压力也彼此平衡。但是上下两个面因为在液体中的深度不相同，所以受到的压强也不相等。上面的压强小，下面受到的压强大，下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差，就是液体对物体的浮力。这个力等于被物体所排开的液体的重量。当一个浮体的顶部界面接触不到液体时，则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力。至于一个位于容器底面上的物体，并和容器底面密切接触，那它就只能受到向下作用于物体表面的液体压力下，所以这个物体不受浮力作用，这种现象并不多，因为只要其间有一层很薄的液膜，就能传递压强，底面就有向上的压力，物体上下表面有了压力差，物体就会受到浮力。

 [浮力较严密的定义]

    物体浸在静止的流体（液体，气体）中，四面八方为流体所包围，处于静止状态时，受到的四面八方的压力的合力，称为浮力。

    这样定义的浮力完全满足阿基米德定律：物体受到的浮力的大小等于它排开的流体的重力的大小。

    气体的密度为ρ1，液体的密度为ρ2，三个物体的体积都是V，其中物体B排开的气体体积是V1，排开的液体体积是V2。

    根据阿基米德定律，物体A受到的浮力为：FA＝ρ1gV

    物体B受到的浮力为：FB＝ρ1gV1＋ρ2gV2

    其中第一项往往可以忽略(下面的例题1中忽略了这一项);物体C受到的浮力为：FC＝ρ2gV

  对浮力的定义还需要作一点补充：在静止的气体和液体中，四面八方为液体和气体包围的物体发生平动时，受到的周围液体和气体施加的作用力的合力可以分成两部分，一部分竖直向上，大小等于排开的液体和固体的重力的大小，这部分称为浮力，另一部分一般跟速度方向相反，称为媒质阻力(介质阻力)。

[曹冲称象]

    有一次，吴国孙权送给曹操一只大象，曹操十分高兴。大象运到许昌那天，曹操带领文武百官和小儿子曹冲，一同去看。

    曹操的人都没有见过大象。这大象又高又大，光说腿就有大殿的柱子那么粗，人走近去比一比，还够不到它的肚子。

    曹操对大家说：“这只大象真是大，可是到底有多重呢？你们哪个有办法称它一称？” 嘿！这么大个家伙，可怎么称呢！大臣们纷纷议论开了。

一个说：“只有造一杆顶大顶大的秤来称。”另一个说：“这可要造多大的一杆秤呀！再说，大象是活的，也没办法称呀！我看只有把它宰了，切成块儿称。”

他的话刚说完，所有的人都哈哈大笑起来。大家说：“你这个办法呀，真叫笨极啦！为了称称重量，就把大象活活地宰了，不可惜吗？”

    大臣们想了许多办法，一个个都行不通。真叫人为难了。

    这时，从人群里走出一个小孩，对曹操说：“爸爸，我有个法儿，可以称大象。”

    曹操一看，正是他最心爱的儿子曹冲，就笑着说：“你小小年纪，有什么法子？你倒说说，看有没有道理。”

    曹冲把办法说了。曹操一听连连叫好，吩咐左右立刻准备称象，然后对大臣们说：“走！咱们到河边看称象去！”

    众大臣跟随曹操来到河边。河里停着一只大船，曹冲叫人把象牵到船上，等船身稳定了，在船舷上齐水面的地方，刻了一条道道。再叫人把象牵到岸上来，把大大小小的石头，一块一块地往船上装，船身就一点儿一点儿往下沉。等船身沉到刚才刻的那条道道和水面一样齐了，曹冲就叫人停止装石头。

    大臣们睁大了眼睛，起先还摸不清是怎么回事，看到这里不由得连声称赞：“好办法！好办法！”现在谁都明白，只要把船里的石头都称一下，把重量加起来，就知道象有多重了。

    曹操自然更加高兴了。他眯起眼睛看着儿子，又得意洋洋地望望大臣们，好像心里在说：“你们还不如我的这个小儿子聪明呢！”

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