摘 要：本文通过能量分析和受力分析两个角度研究了水滴的形状。从能量上说，越小的水滴形状越接近于球，越大的水滴形状越接近于扁平，这和日常生活中的观察结果是相符合的。从受力平衡的角度出发，可以写出来水滴的形状所满足的方程，通过该方程分析得到失重条件下水滴为球形，重力影响非常大时水珠接近于圆柱形，这和能量分析的结果
相互补充解释了水滴静力学的相关现象。
关键词：表面张力;表面能;压力;水滴
中图分类号：O352 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）06-0240-02
0 引言
生活中，我们经常能在很多地方看到各种形状的水滴，例如早晨的露珠，荷叶上的水珠，通过观察生活中的这些水滴，可以看出经常是小水滴（例如露珠以及荷叶上的小水珠，尺寸在1mm左右）更像球形，而大水滴（例如荷叶上的大水珠，尺寸在10mm左右）偏向扁平，宇航员在太空中做的试验中，悬浮在飞船中的失重的水滴是一个标准的球形。水滴的形状为什么会呈现出这种现象，和哪些因素有关，又满足什么样的力学关系。本文将从能量和静力学两个角度出发进行分析。
1 水滴的形状与能量的关系
1.1 液体的表面张力和表面能
处于液体表面的分子与内部的分子有所不同，它们将受到不平衡的分子力，体现为一个内向的吸引力。这样宏观上看液体的表面就有收缩的趋势，体现为液体的表面张力。由于有表面张力的存在，可以推出液体表面其实是储存有一定能量的，这种能量被称为表面能。表面能的大小和液体本身的性质（也就是液体分子的作用力）有关，也与液体的表面积有关。液体表面能的公式为[1]：E=σS，其中，σ为表面张力系数，S为表面积。表面张力可以根据表面能的变化，利用功能关系推出。表面处的任意两部分液体之间存在着相互吸引的力，大小为σl，其中l为两部分液体的接触线长度。
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