沪粤版八年级物理上册教案第四章第三节探究熔化和凝固的特点 教学详案

第三节 探究熔化和凝固的特点
设计说明 本节课主要介绍了物态变化、熔化和凝固的概念、晶体和非晶体熔化和凝固的特点、熔化吸热和凝固放热及在生活中的应用等几个知识。其中晶体和非晶体熔化和凝固的特点是本节课的重点和难点，突破重难点的关键是做好海波和石蜡的熔化实验，在教学中将两个熔化实验放在一起进行，可以较为方便的发现它们之间的差异，从而降低引入晶体和非晶体的难度。 教学过程中通过对科学探究情境的创设，不仅让学生亲历了科学探索的全过程，还通过突出科学探究过程的某些具体步骤，如学生设计实验，整理实验数据并做出固体熔化时温度的变化曲线，并通过逆向思维理解凝固现象等，让学生通过体验和感悟，学会科学探究的方法，认识科学研究方法在科学研究中的作用。 教学目标 【知识与技能】 1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。 2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。 3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。 4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。 【过程与方法】 1.通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力。 2.通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件，培养学生的实验能力和分析概括能力。 3.通过探究活动，培养学生认识图像、利用图像的能力。 【情感、态度和价值观】 1.通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感。 2.通过实验培养学生善于实践和勇于克服困难的良好意志和品质。 重点难点 教学重点 通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程，培养观察能力、实验能力和分析概括能力. 教学难点 指导学生通过对实验的观察、分析和概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图像表示出来. 教学方法 观察法、实验法、分析法、讨论法? 教具、学具 酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪 授课时数 1课时 教学过程 知识回顾 汽化和液化的定义分别是什么？ 2. 汽化和液化是吸热还是放热？ 引入新课 多媒体展示生活中的各种物态变化的事例：铁矿石在高温炉中熔化为铁水，从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板；火山喷发时的岩浆变化；不同季节、气候下的水的状态变化。 归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。 讲授新课 一、熔化和凝固 通过投影展示的图片：铁、钢由固态变为液态、火山喷发时由固态变为液态、结冰时冰由液态变为固态。 火山喷发时由固态变为液态 教师总结：把物质由固态变为液态的过程，叫做熔化。 把物质由液态变为固态的过程，叫做凝固。 学生举例：生活中熔化和凝固的实例。 二、探究熔化和凝固的特点 观察与思考：物质熔化和凝固需要什么条件？不同物质熔化和凝固的规律一样吗？ 出示固体海波和蜡。 提出问题：怎样才能使它们变成液态？在熔化过程中，它们的温度有什么变化？解决这些问题需要通过实验进行探究。 实验：探究固体熔化时温度的变化规律 提出问题： 物质熔化时需要什么条件呢？不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？ 猜想与假设： 熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。 设计实验与制订计划： 实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波（硫代硫酸钠）、石蜡、水等。 介绍实验装置，强调酒精灯和温度计的用法。 酒精灯的使用：1．不能用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯；2．用外焰加热；3．用完酒精灯必须用灯盖盖灭，不能用嘴吹。 进行实验： （1）四个同学为一组，注意做好分工，每个同学明确自己的任务。 （2）组装实验装置：把海波和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管。用酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。 （3）第1小组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40℃开始计时，每隔0.5分钟读取一次温度值，观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。 （4）第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从50℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值，观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。 分析与论证： 请同学们根据海波和石蜡加热过程中温度随时间变化的情况，并结合自己做的实验分析一下，海波和石蜡在熔化过程有什么相同点和不同点？ 总结： 相同点：1.从固态变成了液态；2.在熔化过程中都需要吸热。 不同点：1.海波熔化时温度保持不变，处于固液共存状态；2.石蜡熔化时，温度不断上升，没有固液共存状态。 评估： 现在我们回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？相互讨论你们进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？ 交流与合作： 与同学们进行交流。看看你们的结果和别的小组的结果是不是相同。如果不同，怎样解释？写出实验报告。 三、晶体和非晶体 带领学生一起，结合数据表格对图像进行细致地分析。 首先根据海波图像的特征（如图甲），可以分为AB、BC和CD三段。 甲 晶体 乙 非晶体 对图像进行分析思考： （1）AB段对应的时间内物质是什么状态？温度怎样变化？ （2）在曲线上的哪一点海波开始熔化？ （3）在BC段对应的时间内，物质的状态如何？温度是否变化？这段时间是否对它加热？ （4）在CD段对应的时间内物质是什么状态？温度如何变化？ 结合实验数据可以看出： AB段──海波是固态，随着加热时间的增加，海波吸热，温度升高。 BC段──海波是固液共存状态，随着加热时间的增加，海波吸热，但温度保持不变。 CD段──海波是液态，随着加热时间的增加，海波吸热，温度升高。 再根据石蜡熔化图像的特征（如图乙），通过分析知道，随着加热时间的增加，石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀为液态，整个过程吸热，温度一直在升高，没有一个温度保持不变的过程。 总结： 1．有些固体在熔化过程中尽管不断吸热，温度却保持不变，这类固体有确定的熔化温度，叫做晶体。如各种金属、冰、海波等。 有些固体在熔化过程中，只要不断地吸热，温度就不断地上升，没有固定的熔化温度，这类固体叫做非晶体。如松香、沥青、玻璃等。 2．晶体的熔化温度叫做熔点。晶体有熔点、非晶体没有熔点。 3．晶体除熔化时有一定温度，在晶体凝固时的温度叫做凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有凝固点。 查阅部分晶体的熔点表。查出海波、冰的熔点，思考：晶体的熔点一般是不同的，知道熔点和凝固点有什么用？为什么灯泡内的灯丝要用钨丝？黑龙江省北部最低气温曾经到过-52.3℃，这时能不能使用水银温度计测量气温？ 归纳与小结 1．晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。 2．晶体熔化的过程中温度保持不变，即有确定的熔点；非晶体没有确定的熔点。 3．晶体从开始熔化到完全熔化过程中，有一段时间处于固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。 典例与精析 1．根据熔化的图像判断甲、乙固体哪个是晶体？哪个是非晶体？ 2．乙的熔点是多少？在50℃时处于什么状态？ 答案：1.乙是晶体，甲是非晶体。 2.50℃，可能是固体，也可能是液体，还可能是固液共存态。 观察海波的熔化与凝固图像 提问：比较两幅图像，你们能发现什么？ 学生回答后总结：熔化和凝固的基本规律. 1.晶体熔化的条件：温度达到熔点并能继续吸热。 2.晶体凝固的条件：温度达到凝固点并能继续放热。 3.同种晶体的熔点和凝固点相同。 4.晶体在熔化和凝固时都处于固液共存状态且温度不变。 归纳与小结 熔化规律凝固规律不同晶体非晶体晶体非晶体有熔点无熔点有凝固点无凝固点熔化时固液共存熔化时先软后稀凝固时固液共存凝固时无固液共存态相同吸收热量放出热量
四、熔化吸热、凝固放热 让学生结合实验数据和图像归纳总结晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。 逆向思维：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热。 思考：熔化吸热在日常生活中有哪些应用与危害？ 1．熔化吸热的应用： 海鲜加冰块保鲜，夏天吃冰块凉快，冰镇啤酒凉爽。 2．熔化吸热的危害： 冬天雪熔化吸热使周围降温，易感冒。 思考：日常生活中凝固放热有哪些应用与危害？ 1．凝固放热的应用： 初冬，北方的农民给麦苗浇水防冻；北方的冬天，菜窖里放几桶水,可使菜窖内温度不至于太低，防止菜被冻坏。 2．凝固放热的危害： 铁水凝固成铁板时放热，使周围的工人感到热，蜡油滴在手上凝固成蜡块容易烫伤。 课堂小结 一、熔化和凝固 1.熔化：物质由固态变为液态的过程叫熔化。 2.凝固：物质由液态变为固态的过程叫凝固。 熔点和凝固点 1.晶体和非晶体 晶体：有固定的熔化温度，熔化过程吸热但温度不变的固体。 非晶体：没有固定的熔化温度，熔化过程吸热升温的固体。 2.熔点和凝固点 熔点：晶体熔化时的温度。 凝固点：液体形成晶体时的温度。 三、熔化吸热、凝固放热 当堂达标 1．在一标准大气压下，冰的熔点是 ，在炎热的夏天，放在外面的冰会熔化，那么在熔化过程中，冰的温度（ ） A.降低 B.不变 C.升高 D.先降低后升高 答案：0℃ B 2．关于物质的熔化和凝固，下面说法错误的是（ ） A．物质熔化时吸热，凝固时放热 B．同种晶体熔点和凝固点相同 C．物质在熔化过程中温度保持不变 D．晶体在熔化过程中温度保持不变 答案：C 3．用0℃的冰和0℃的水冷却热的物体，下列说法正确的是（ ） A．0 ℃的冰好 B．0 ℃的水好 C．二者一样好 D．无法判断 答案：A 4．下列说法中不正确的是 ( ) A．任何固态物质熔化时，都要吸热 B．晶体在熔化时，温度不变 C．任何固态物质都有一定的熔化温度，叫做该物质的熔点 D．晶体在熔化过程中，温度虽不变，但仍然要吸热 答案：C 5．如图是两种物质在固态时温度随时间的变化曲线。请根据图像回答下列问题。 （1）由图判断出＿＿＿图线是晶体，该晶体的熔点是＿＿＿，熔化时间是＿＿＿分钟，另一图线的物质是＿＿＿。 （2）晶体温度升高的是＿＿＿段，温度不变的是＿＿＿段，AB段处于＿＿＿状态，BC段处于＿＿＿＿状态，CD段处于＿＿＿＿状态，吸热的是＿＿＿段。 答案：(1)乙 210℃ 3 非晶体 （2）AB、CD BC 固体 固液共存 液体 AB、BC、CD 板书设计