人教版物理八年级上册 教案

第一章　机械运动
本章概述
教学 内容 第1节　长度和时间的测量 第2节　运动的描述 第3节　运动的快慢 第4节　测量平均速度
课程 标准 1.会选用适当的工具测量长度和时间,会根据生活经验估测长度和时间。 2.知道机械运动,举例说明机械运动的相对性。 3.能用速度描述物体运动的快慢,并能进行简单计算。会测量物体运动的速度。
本章 架构
教材 分析 　　本章内容是运动学的基础,教学内容主要是一些基本概念、运动规律和基本测量方法。长度和时间的测量是初中阶段物理第一次学习使用实验器材,为今后的学习作好铺垫。且在使用过程中一定注意正确的使用方法,使学生养成良好的实验习惯。
学情 分析 　　本章是初中物理的第一章,学生对物理仍然比较陌生,所以本章中的内容与生活联系密切,但是正确地使用刻度尺尤其是怎样正确地读数并记录是学生学习的难点。在测量物体的平均速度的实验中,学生动手能力相对较弱,应通过分组实验、小组合作等方式,分解难点,突破重点,使学生顺利地掌握本章的知识。
第1节　长度和时间的测量
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.了解国际单位制中长度单位及换算,知道物理量由数值和单位组成。
2.能根据日常经验粗略估测生活常见物品长度,能够选用合适的刻度尺正确测量长度。
3.了解计量长度的工具及其变化的过程。
4.会用停表测量时间。
重点:刻度尺及停表的正确使用。
难点:误差的来源及减小方法;长度单位换算过程中科学计数法的使用。
【新课导入】
情境导入1
生活中我们常说“耳听为虚眼见为实”,那么我们眼睛看到的东西一定是准确的吗 观察下列图片,并让学生进行测量验证。
视觉误差
廖勒莱耶错觉　佐尔拉错觉　正在呼吸的正方形
艾宾浩斯错觉　爱因斯坦错觉　垂直—水平错觉
情境导入2
生活中我们常通过眼睛直接判断物体的大小和长短,同学们比较一下课本中帽檐直径AB和帽子的高度CD哪个较长 (乙)图中中间两个圆哪个直径较长,先看一看,再用尺子测量试试,看看我们眼睛直接观察可靠吗
过渡:仅凭人的眼睛很难准确知道物体的长度、面积等,这就需要我们进行准确的测量。
【课堂探究】
探究点一　长度的单位
　以前不同国家甚至同一国家不同地区,都可能会有不同的长度标准,即使是对同一物体进行测量,测量值也是不确定的。后来为方便国际交流制定出了一个统一的、人们公认的标准。国际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫国际单位制,简称SI。
问题1:想一想,我们小学的时候学过的长度单位有哪些 日常生活中我们用到的长度单位有哪些 它们之间的换算关系是怎样的
提示:米、公里、千米等,1公里=1千米=1 000米。
问题2:除了学过的,通过阅读教材同学们还知道哪些没学过的 它们之间又如何换算呢
提示:在国际单位制中,长度的基本单位是米,符号是m,常用单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。它们与米的换算关系如下:
1 km=103 m　　　　1 dm=10-1 m
1 cm=10-2 m 1 mm=10-3 m
1 μm=10-6 m 1 nm=10-9 m　　　　　　 　　　　　 　　　　　
练一练
1.了解一些物体的长度。
(1)中学生的身高大约为15.7　dm　。
(2)一支铅笔的直径约为10　mm　。
(3)教室的门高约为　2　 m。
2.长度单位的换算。
(1)人头发直径约7×10-5 m=　70　 μm。
(2)一张纸的厚度约10-4 m=　105　 nm。
温馨提示:要注意换算格式,正确的格式是数字不变,把相应的单位作等量代换,示范如下:
7×10-5 m=7×10-5×106 μm=70 μm。
10-4 m=10-4×109 nm=105 nm。
探究点二　长度的测量
　为了准确测量物体长度,人们设计制造出了各种测量长度的工具,这样我们就可以根据我们对测量结果的要求选择合适的工具。
展示实物:直尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器。并让学生拿出自己的直尺和三角尺进行观察,讨论它们和展示的几种工具有什么相同和不同之处,引导学生分析得出。
卷尺　　直尺
三角尺　游标卡尺　螺旋测微器
归纳总结
相同之处:都标有单位。
不同之处:长度不同、形状不同、能测量的长度不同。
因此,我们要选用合适的刻度尺来测量物体的长度。
学生活动
学生仔细观察手中的刻度尺,明确刻度尺的:
(1)零刻度线。
(2)量程:刻度尺的测量范围。
(3)分度值:相邻两刻度线之间的长度,它决定了长度测量的精确程度。
自主探究
实验:“用刻度尺测量物理课本的长度和宽度”。
学生分组操作,教师巡视。注意发现测量过程中存在的问题并和学生讨论解决。
教师边演示边引导学生总结使用刻度尺测量长度的方法以及需要解决以下问题。
问题1:假如刻度尺的量程小于被测物体的长度,可以吗
提示:可以,只需要将多次测量的数值相加即可。
问题2:假如刻度尺的零刻度线磨损了,还可以使用吗
提示:可以,可以将清楚的一条刻度线与被测物体的一端对齐并读出数值,同时读出另一端所对的刻度尺上的数值,将前面的值减去即为物体的长度。
问题3:如果刻度尺太厚怎么测量更准确
提示:将刻度尺上有刻度线的一边紧贴被测物体(教师示范),读数时容易看清楚、读准确。
归纳总结:正确使用刻度尺测量物体的长度
(1)选:根据实际需要选择合适的刻度尺(一次测量,分度值尽量小)。用刻度尺测量长度前,观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值。
(2)放:用刻度尺测量长度时,刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测边保持平行,不能歪斜。
(3)读:读数时,视线要正对刻度线;要注意区分大格及小格的数目。
(4)记:长度测量结果由数值和单位两部分组成,记录测量结果时不但要记录数值,还必须标明单位,如图所示。
归纳总结
刻度尺的正确使用:①选;②放;③读;④记。
问题过渡:在刚才测量长度和时间的过程中,我们测量的结果一定等于物体的真实值吗 如果不等,是什么原因造成的呢
探究点三　时间的测量
问题:同学们,你们知道的时间单位有哪些 这些单位是如何换算的
归纳总结:小时(h)　分(min)　秒(s)
1 h=60 min　1 min=60 s
(1)停表的介绍。
(2)停表的读数。
(3)用停表测量时间。
大盘是秒钟盘,每圈代表30 s,分度值为0.1 s;小盘是分钟盘,每圈代表15 min,分度值为0.5 min,当小盘上的分针指在半分钟刻度线之前,那么大盘对应读数范围是0~29.9 s,若小盘上的分针指在半分钟刻度线之后,那么大盘对应读数范围是30~59.9 s。最后读数等于小盘整分钟数+大盘秒钟数。
过渡:指导学生按课本进行分组实验,对出现的问题及时纠正。
练一练
　如图所示,机械停表读数是　3　 min 　38.3　 s。
探究点四　误差
1.概念:正确测量时,测量值和真实值之间的差异。
2.误差的来源:测量仪器、方法的限制;测量者。
3.减小误差的方法:
(1)选用精度高的测量工具;
(2)改进测量方法;
(3)多次测量取平均值。
4.误差与错误
误差是客观存在的,不可避免的,不可能消除,只能尽量的减小。错误是不应该发生的,是可以避免的。
【课堂小结】
第1节　长度和时间的测量
一、长度的测量
1.长度单位及其换算
2.刻度尺的使用
(1)选;(2)放:紧靠;(3)看:正对;(4)记:数值+单位。
二、时间的测量
1.单位及换算:1 h=60 min,1 min=60 s。
2.停表的读数:小圈示数(min)+大圈示数(s)。
三、误差
1.概念:正确测量时,测量值和真实值之间的差异。
2.误差的来源:测量仪器、方法的限制、测量者。
3.减小误差的方法
(1)选用精度高的测量工具;
(2)改进测量方法;
(3)多次测量取平均值。
1.3月12日植树节这一天,学校组织八年级同学参加植树造林活动。根据图片信息,对图中这棵小树的高度估测合理的是(C)
A.0.5 m B.1 m C.2 m D.4 m
2.完成下列单位换算。
(1)2.5×105 nm=　2.5×10-2　 cm=　2.5×10-4　 m=　2.5×10-7　 km。
(2)5.23×105 km=　5.23×109　 dm=　5.23×1014　 μm=　5.23×1017　 nm。
3.如图所示,用刻度尺测量物体的长度,读数时视线正确的是　B　(选填“A”或“B”),测出该物体的长度是　1.30　 cm。
4.如图所示,用刻度尺测量木块的长度,则测量数值为　3.49　,单位是　 cm　　。
5.如图所示,停表的读数为　337　 s。
6.同一长度的五次测量记录是:13.82 cm,13.83 cm,13.81 cm,13.28 cm,13.81 cm。这五次测量记录中　13.28　 cm是错误的,该长度的值应为　13.82　 cm。
在处理长度的测量时,我没有按常规的方法,老师先讲如何操作,学生再动手操作。我觉得这样不利于发展学生的独特思维和创新思维,我先让“初生牛犊不怕虎”的学生根据自己多年来的经验动手用自己的刻度尺测出物理课本的长度和宽度,然后报出数据,老师写在黑板上,在学生得意时,告诉他们在物理上大家的读数都是不准确的,一下子就激起了学生的好奇心,“为什么”之声则会不绝于耳,明显看出学生的不服气,这样学生就会把所有的心思都放在教师的释疑上,有利于重难点的突破。
沙漏
西方发现最早的沙漏大约在公元1100年,比我国的沙漏出现要晚。
我国的沙漏也是古代一种计量时间的仪器。沙漏的制造原理与漏刻大体相同,它是根据流沙从一个容器漏到另一个容器的数量来计量时间。这种采用流沙代替水的方法,是因为我国北方冬天天气寒冷,水容易结冰。
最著名的沙漏是1360年詹希元创制的“五轮沙漏”。流沙从漏斗形的沙池流到初轮边上的沙斗里,驱动初轮,从而带动各级机械齿轮旋转。最后一级齿轮带动在水平面上旋转的中轮,中轮的轴心上有一根指针,指针则在一个有刻度线的仪器圆盘上转动,以此显示时刻,这种显示方法几乎与现代时钟的表面结构完全相同。此外,詹希元还巧妙地在中轮上添加了一个机械拨动装置,以提醒两个站在五轮沙漏上击鼓报时的木人,每到整点或一刻,两个木人便会自行出来,击鼓报告时刻,这种沙漏脱离了辅助的天文仪器,已经独立成为一种机械性的时钟结构。由于无水压限制,沙漏比漏刻更精确。
第2节　运动的描述
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.认识机械运动,知道机械运动与其他运动的异同点。
2.知道物体的运动和静止与参照物的选取有关,能够根据选取的参照物判断物体运动状态。
3.知道物体的运动和静止是相对的。
重点:机械运动的概念以及在研究机械运动时要选择参照物。物体运动的状态的判断。
难点:参照物的概念。物体运动和静止的相对性。
【新课导入】
故事导入
战国时,楚国有个人坐船渡江。船到江心,他一不小心,把随身携带的一把宝剑掉落江中。船上的人对此感到非常惋惜,但那楚国人似乎胸有成竹,马上掏出一把小刀,在船舷上刻上一个记号,并向大家说:“这是我宝剑落水的地方,所以我要刻上一个记号。”船靠岸后,那楚国人立即在船上刻记号的地方下水,去捞取掉落的宝剑。捞了半天,不见宝剑的影子。他觉得很奇怪,自言自语说:“我的宝剑不就是在这里掉下去的吗 我还在这里刻了记号呢,怎么会找不到呢 ”至此,船上的人纷纷大笑起来,说:“船一直在行进,而你的宝剑却沉入了水底不动,你怎么会找得到你的剑呢 ”
【课堂探究】
探究点一　机械运动
1.形成机械运动的概念
提出问题:你是根据什么判断它们在运动还是静止
归纳总结:物理学中把物体位置随时间的变化叫做机械运动。
提出问题:你还能举出一些物体做机械运动的例子吗
2.认识机械运动的普遍性
课件展示:运动物体图片
归纳总结:我们身边的一切物体都在运动,平时认为不动的房屋、树木等随地球自转、公转也在运动,整个太阳系、银河系及宇宙,也都不停地运动。宇宙中的一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的。
3.其他运动形式
阅读课本,你还知道哪些运动形式
探究点二　参照物
　找一找
[师] 我这里有一个例子,看大家能不能找到谁运动了
图片“谁在动”,并简单介绍图片,坐在石头上的小女孩,松开手后,可以发现1,2,3,4哪位小朋友运动了
[生] 1号。
师马上提出问题:“你凭什么认为1号小朋友运动了 ”引起学生思考,如何用准确的语言来说明运动。
说一说
[生] 1号小朋友开始在灯柱的前面,后来跑到灯柱的旁边,位置变了,所以运动了。
[师] 说得非常好,我们再来看一看他的思维过程。
展示如何判断运动。
[师] 4号小朋友是否运动了呢 请准确说明。
[生] 4号一直在石头的旁边,位置没有变化,所以是静止的。
师同时展示分析过程。引导学生注意“灯柱”与“石头”。
判断物体的运动状态
归纳总结
(1)参照物
研究机械运动,判断一个物体是运动的还是静止的,总要选取某一物体作为标准,这个作为标准的物体叫参照物。如果一个物体相对于参照物的位置发生了变化,就说它是运动的;如果没有变化,就说它是静止的。
(2)参照物的理解:参照物一旦被选定,我们就假定该物体是静止的。
探究点三　运动和静止的相对性
　问题:坐在汽车里的乘客、司机和路旁的孩子们有如图所示的对话。为什么同一个人(乘客)相对于不同的观察者(司机、路旁的孩子们)来说,得到的运动情况截然不同呢
分析:路旁的孩子说乘客运动得快是以　地面　为参照物,而司机说乘客没动是以　汽车(或自己)　为参照物,对于同一名乘客而言,所选的参照物不同,其运动状态就不同,所以说运动和静止是相对的。因为运动和静止是相对的,所以描述物体的运动时必须选定参照物,事先不选定参照物,就无法对物体的运动状态作出判断。
归纳总结:判断物体运动和静止的方法
(1)确定研究对象;
(2)确定所选的参照物;
(3)判断研究对象和参照物之间的相对位置是否发生改变。
练一练
以大树为参照物,乘客是　运动　的。以警察为参照物,大树是　静止　的。
【课堂小结】
机械运动
第2节　运动的描述
一、机械运动
物体位置随时间变化的运动。
二、参照物
1.定义:判断物体是否运动时,选作标准的物体叫参照物。
2.运动还是静止的分析:相对参照物的位置是否有变化。
三、运动和静止的相对性
物体的运动和静止是相对的。判断一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。
1.下列有关运动的说法中,错误的是(D)
A.宇宙里一切物质的运动是绝对的、永恒的
B.宇宙里绝对不动的物体是没有的
C.我们日常说的运动和静止都是相对的,是相对于参照物而言的
D.我们把一切机械的各种运动总称为机械运动
2.以下几种说法中正确的是(B)
A.汽车经过一座桥,汽车是运动的,而桥是绝对不动的
B.宇宙是由运动着的物体组成的,绝对不动的物体是不存在的
C.地球和行星都绕太阳运动,太阳在宇宙中是绝对不动的
D.一座房屋造好后,它就固定在原来的位置上不会移动,所以固定在地球上的物体是绝对不动的
3.物理学里把　物体位置随时间　的变化叫机械运动。同一个物体是运动还是静止取决于所选的　参照物　,这就是运动和静止的　相对性　。
4.以地面作为参照物,一个人由西向东运动,一辆汽车从后面赶上,如果以这辆汽车作为参照物,则此人在　向西　运动。
5.两辆汽车同向行驶,描述汽车的运动是以　地面　作为参照物,坐在甲车里的乘客看到乙车在向后退,该乘客是以　自己乘坐的汽车　为参照物。这两辆汽车相比较,　甲　车开得快。
6.观察图中房屋上的炊烟和甲、乙两车上小旗飘动方向,判断两小车相对于地面可能的运动情况。
答案:甲车:向右运动。
乙车:可能静止,可能向左运动,可能向右运动。
这一节课的核心内容是参照物的教学,学生在学完后的作业中普遍存在参照物确定困难的问题。课后想来,原因大致有两方面:一是概念本身,参照物是确定物体是否运动的标准,而参照物的选定却又是任意的;二是教学方面,怎样在教学中把参照物的概念讲得通俗易懂,是课前要解决的大问题。
第3节　运动的快慢
1.知道比较物体运动快慢的两种方法,理解速度的概念。
2.通过比较知道匀速直线运动、变速直线运动。
3.能够熟练运用速度公式进行平均速度计算。
重点:对速度概念的理解及用速度公式进行简单的计算。
难点:速度概念的建立及平均速度的理解。
【新课导入】
1.故事导入
讲述龟兔赛跑的故事,请同学们思考为什么最后乌龟取得了胜利 我们用什么方法比较它们运动的快慢
2.问题导入
步行的人、骑自行车的人、汽车都在笔直的马路上运动,他们的运动有什么不同
【课堂探究】
探究点一　判断物体运动快慢的方法
　请同学们回想2021东京奥运会田径赛场上百米半决赛的盛况。
提出问题:(1)在比赛过程中,如何判断谁跑得快
(2)赛后,裁判员是怎样判断名次的
学生思考交流、回答
比赛过程中:时间相同,通过路程长的运动快。
裁判员:路程相同,所用时间短的运动快。
归纳:比较物体运动快慢必须考虑路程、时间两个因素。
即:(1)时间相同,比较路程;
(2)路程相同,比较时间。
探究点二　速度
　提出问题:时间或路程均不相等的时候怎么比较物体运动快慢呢 进而引入速度的概念。
教师讲解
(1)速度的定义及其物理意义:在物理学中,把路程与时间之比叫做速度。速度是用来描述物体运动快慢的物理量。物体运动得越快,则速度越大;运动得越慢,则速度越小。
(2)速度的计算公式:通常用字母v表示速度,用字母s表示路程,用字母t表示时间,则速度的公式是v=。
提示:①公式中三个物理量必须对应于同一物体。
②计算中单位要统一,且单位参与计算过程。
(3)速度的单位:在国际单位制中,路程的单位是米(m),时间的单位是秒(s),速度的单位就是米/ 秒,读作“米每秒”,可用符号“m/s”或“m·s-1”表示。在交通运输中常用千米/时(km/h)作为速度的单位。
注意:速度单位的换算:1 m/s== km/h=3.6 km/h。在计算时一定要注意统一单位。
小组讨论
如图所示为某交通标志牌。
(1)请你说出这两个数据的含义,甲“80”的含义:　此路段允许的最高速度为80 km/h　,乙“南京市60 km”的含义:　此地距离南京60 km　。
(2)按这样的速度到南京需要多少小时
解:t===0.75 h。
探究点三　匀速直线运动、平均速度
　请同学们仔细阅读教材第21页“想想议议”中的内容,比较甲图和乙图中汽车的运动情况有什么相同点和不同点
提示:甲图中汽车在每个10 s内通过的路程都是一样的,它的速度不变化,运动的路线是直的。
乙图中汽车在每个10 s内通过的路程不一样,它的速度是变化的,运动的路线也是直的。
归纳:我们把类似于甲图中汽车的运动叫匀速直线运动,类似于乙图中汽车的运动叫变速直线运动。
物体沿直线且快慢(或速度)不变的运动叫做匀速直线运动;物体做直线运动时若相等的时间内通过路程不相等,这样的运动叫做变速直线运动。
在变速直线运动中,用v=来描述运动的快慢叫平均速度。
练一练
　一物体做直线运动,在3 s内通过的路程是60 m,中途停下来10 s后又在2 s内通过30 m的路程,这个物体前3 s内的平均速度是　20 m/s　,后 2 s 内的平均速度是　15 m/s　,全程的平均速度是　6 m/s　。
【课堂小结】
第3节　运动的快慢
一、比较运动快慢的两种方法
二、速度
1.定义:路程与时间之比叫做速度。
2.物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。
3.公式:v=。
4.单位:米每秒(m/s)、千米每时(km/h)
1 m/s=3.6 km/h
三、匀速直线运动
物体沿着直线且速度不变的运动,叫做匀速直线运动。
四、变速直线运动
1.定义:物体做直线运动时,在相等的时间内通过的路程不相等的运动,叫做变速直线运动。
2.平均速度
(1)物理意义:表示做变速直线运动的物体在一段路程中或一段时间内的平均快慢程度。
(2)公式:v=。
1.对于匀速直线运动的速度公式v=,下列说法正确的是(D)
A.物体运动的速度v越大,通过的路程s越长
B.物体运动的速度v越大,所用的时间t越少
C.物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比
D.v的大小不变,与s,t的大小无关
2.甲、乙两小车同时同地同方向做匀速直线运动,它们的st图象如图所示。经过6 s,两车的位置关系是(A)
A.甲在乙前面0.6 m处 B.甲在乙前面1.2 m处
C.乙在甲前面0.6 m处 D.乙在甲前面1.2 m处
3.甲、乙、丙三个物体做匀速直线运动,运动路程之比为3∶2∶1,运动所用时间之比为1∶2∶3,则甲、乙、丙三个物体的运动速度之比为(D)
A.1∶1∶1 B.3∶2∶1
C.9∶4∶1 D.9∶3∶1
4.一列长为300 m的火车以20 m/s的速度匀速行驶。
(1)该列火车全部通过一座全长1.6 km的大桥,求需要多长时间
(2)火车仍以相同的速度全部通过一条隧道用时120 s,求该隧道的长度。
解析:(1)已知火车长为L火=300 m,桥长L桥=1.6 km=1 600 m,则该列火车通过桥的路程s=L火+L桥=300 m+1 600 m=1 900 m,则所用的时间t===95 s。
(2)火车通过隧道的路程
s'=vt'=20 m/s×120 s=2 400 m,
则隧道的长L隧=s'-L火=2 400 m-300 m=2 100 m。
答案:(1)95 s　(2)2 100 m
通过本节课的学习,使学生初步学会用比值法定义物理量,即用路程和时间的比值来描述运动的快慢。学生对于本节课中比较物体运动快慢的方法和速度这个概念并不陌生,但是对于速度概念的形成过程却知之甚少。因此,在教学中应特别注重引导学生自主学习,以及通过讨论交流的方式获取知识,注重发挥教师的引导作用,以学生为主体,尽可能地调动学生参与课堂教学并与教师互动,充分发挥学生的主观能动性,让学生自己归纳总结比较物体运动快慢的方法和速度的相关概念,从而较好地完成教学目标。
第4节　测量平均速度
1.掌握基本的探究实验步骤,形成科学态度。
2.通过小组实验体会实验设计,实验操作、记录数据、分析实验结果、进行实验评估的总过程。
3.通过练习学会停表、刻度尺的正确使用,并通过实验求出平均速度。
重点:会用停表和刻度尺正确测量平均速度,对平均速度有深刻理解。
难点:用停表准确测量时间。
【新课导入】
1.复习导入
(1)使用刻度尺读数时应注意什么
(2)使用停表前应观察什么
(3)速度计算公式是什么
2.情境导入
戏水乐园中滑水梯,小艇滑下来时做的是什么运动 如何计算一个做变速直线运动的物体在时间t内的平均速度
【课堂探究】
实验:测量小车的平均速度
1.实验目的
探究小车沿斜面下滑时,速度是否变化 如何变化
2.实验原理:v=。
3.实验器材
长木板、小木块、小车、刻度尺、停表、金属挡板。
4.实验步骤
(1)把小车放在斜面顶端,金属挡板放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1,把测得的数据填入下表中。
路段 s1 s2 s3
路程s/m
时间t/s
速度v/(m·s-1)
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到底端撞击金属挡板的时间t1。
(3)根据测得的s1,t1,利用公式v1=算出小车通过斜面全程的平均速度v1。
(4)将金属挡板移至斜面的中部,测出小车到金属挡板的距离s2。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度v2。
(6)计算出从中部到底端时的路程s3和时间t3,进而计算出平均速度v3。
5.分析论证
引导学生分析归纳实验结论:
做变速直线运动的小车在不同路程内的平均速度一般不同。小车由斜面下滑时速度是变化的,下滑的速度逐渐增大。
6.交流与评估
引导学生分析刚才的实验设计有没有不合理、不充分以及不完善之处 操作过程中出现了哪些失误 你们是如何解决的 有哪些值得别人借鉴的经验 测量结果是否可靠 有哪些因素可能会影响实验结果
注意事项
(1)使用刻度尺时应注意使用前要观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值,使用时要放对、读对、记对。
(2)小车的前端对齐起始线,静止释放。
(3)调整斜面的高度适中,使小车刚好从斜面上滑下,不能太快,这样做主要是为了便于测量小车运动的时间。
(4)计时开始与小车释放应该是同时的,发生碰撞时马上按下停表。必须专人操作。正式实验前应该练习几次,熟练之后会使测量的数据更准确。
【课堂小结】
测量平均速度
第4节　测量平均速度
实验目的:学会用刻度尺和停表测小车的平均速度
实验原理:v=
实验器材:斜面、小车、刻度尺、停表、金属片
实验步骤:用刻度尺分别测出全程和上半段的路程s1和s2,用停表分别测出所用的时间t1和t2,用v=求出平均速度。
路程(m) 运动时间(s) 平均速度(m/s)
s1= t1= v1=
s2= t2= v2=
实验结论:小车沿斜面下滑速度越来越快。
1.平均速度反映的是物体在　某一段路程(或某段时间)　运动过程中的运动快慢。
2.在“龟兔赛跑”这个故事中,说乌龟胜了兔子,是指乌龟的　平均　速度快;而在它们比赛开始时,又说兔子跑得真快,是指兔子的　瞬时　速度快。
3.某汽车沿直线运动时,前半段路程用20 m/s速度行驶,后半段路程用30 m/s速度行驶,在整个路程中,汽车的平均速度为　24　 m/s。
4.如图所示为频闪照相机每隔0.1 s拍摄所得的小球和刻度尺的照片。
AB之间的距离为　3.00　 cm,小球在AB段的平均速度为　10　 cm/s;小球正在做　变速　(选填“变速”或“匀速”)直线运动。
5.小明在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图的实验装置:小车从带刻度(分度值为1 cm)的斜面顶端由静止下滑,图中的数字方框是小车到达A,B,C三处时电子表的示数。
(1)该实验是根据公式　v=　进行测量的。
(2)实验中为了方便计时,应使斜面坡度较　小　(选填“大”或“小”)。
(3)请根据图中所给信息回答:
sAB=　5.0　cm,tBC=　1　s,vAC=　0.033　m/s。
(4)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏　大　(选填“大”或“小”)。
本节课采用学生自主探究的方式进行教学,让学生在解决实际问题的过程中完成学习,有利于激发学生的学习欲望,并能够在学习和解决问题的过程中培养学生应用知识解决问题的意识和能力,课堂实施效果好,学生获得知识效果好。在实验完成后,可以得出小车在做变速直线运动,使学生获得较高的成就感,进而激发学习的动力。
在实验完成之后设计了交流评估的环节,在此环节中让学生反思实验过程是否可以改进,有哪些操作经验可以分享等,这样的环节设计不仅让同学们收获总结了各自的经验,有利于以后实验的进行,更重要的是通过这样的环节可以提升学生归纳、总结、反思的学习能力。
区间测速
所谓区间测速是在同一路段上布设两个相邻的监控点,基于车辆通过前后两个监控点的时间来计算车辆在该路段上的平均行驶速度,并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章,同时在LED大屏进行交通违法车辆信息的实时发布,以对违法车辆进行告知及警示更多的车辆。
第二章　声现象
本章概述
教学 内容 第1节　声音的产生与传播 第2节　声音的特性 第3节　声的利用 第4节　噪声的危害和控制
课程 标准 1.通过实验,认识声音的产生和传播条件。 2.了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害及控制方法。
本章 架构
教材 分析 　　本章教材安排了一系列自然现象和生活中的事例,引导学生认识声音是以声波的形式在固体、液体、气体中传播,知道声音在不同介质中传播速度不同,从生活中体会到:声音具有响度、音调、音色这三个特征,知道噪声的来源,以及控制和减弱噪声的三种措施,知道人耳听到的声音的频率范围,知道什么是超声和次声,知道声音的反射现象——回声。本章重点是让学生学会科学探究,通过观察和实验知道声音产生和传播的条件,响度和音调的决定因素;知道控制和减弱噪声的措施,增强环保意识;学会设计实验进行科学探究。难点是学会设计实验进行科学探究。
学情 分析 　　学生刚开始学习物理,对物理知识充满神秘感,学习兴趣高涨,而且本章内容学生在小学科学中已经有所涉及,所以知识的起始难度不大。但是学生还没有掌握正确的实验方法,还不会用科学的研究方法来探究物理现象和规律,尤其在学习声音的三要素的正确区分与辨别等知识时,还是有一定的难度,所以应通过分组实验、小组合作等方式,分解难点,突破重点,使学生顺利地掌握本章的知识。
第1节　声音的产生与传播
1.知道声音是由物体振动产生的,一切发声的物体都在振动。
2.知道声音的传播需要介质,真空不能传声。
3.知道声速与介质种类和温度有关。
重点:声音是由物体振动产生的。
难点:声音是以波的形式传播。
【新课导入】
1.情境导入
在我们的生活中,每天都能听到各种各样的声音,可是我们是否想过“声音”背后的奥秘 接下来老师给大家播放几段音频,大家注意倾听并思考。
提问:生活中的声音是怎样产生又是如何传播到我们耳朵中的呢 今天让我们一起来探究声音的产生与传播。
2.问题导入
我们生活在声音的世界里,同学们有没有想过,声音是怎样产生和传播的 声音在水里能不能传播 航天员在月球上能和地球上一样交谈吗 带着各种对声音的疑问,我们一同走进声音的世界,学习声音的产生与传播。
【课堂探究】
探究点一　声音的产生
1.请同学们完成如下实验:
(1)边说话、边用手摸颈前喉头部位。
(2)敲击音叉,看是否能听到声音,手握住音叉,是否还有声音
思考:①物体发声与不发声时有什么不同
②物体发声时有什么共同特征
2.提问和猜想
提出问题:根据刚才的亲身体验,猜想一下声音是怎样产生的
猜想:声音是由物体的振动产生的。
3.进行实验
提出问题:声音很可能是由物体的振动产生的,但有些物体发声时我们却几乎看不见它们在振动,那么这些物体发声时是否也在振动呢
利用音叉设计实验,让音叉发出声音,并观察它们发声时是否在振动。请各小组结合所给器材讨论、交流,设计出实验方案并展示。
【实验设计与展示】证明音叉的振动
方法一:用细线悬挂乒乓球靠近发声的音叉。
方法二:将发声的音叉放入水中。
【进行实验】指导学生实验,教师巡视指导。
【分析论证】各小组收集实验信息,并对实验现象进行分析,总结出发声体发声时的特征。
【结论】发声体发声时都在振动。
所以可得出实验结论:声音是由物体的振动产生的。
4.课外延伸
(1)同学们了解这些小动物的发声方式吗
提示:青蛙:气囊振动;鸟:鸣膜振动;蝉:鼓膜振动;蟋蟀:翅膀摩擦。
(2)常见的声源描述
管乐器的声源:空气柱。例如笛子、箫、小号发声、向温水瓶中加水发声;吹笔筒、吹瓶子发声。
弦乐器的声源:弦(琴弦)。例如吉他、二胡、古筝等。
打击乐器的声源:面。
探究点二　声音的传播
　声音是由物体振动产生的,产生的声音是怎样从发声体向远处传播的,是否需要什么媒介呢
真空罩闹铃实验(教师演示)
把一个正在响铃的闹钟放在接有抽气机的玻璃罩内,同学们还能够听到闹钟的铃声;用抽气机逐渐抽出玻璃罩内的空气,随着罩内的空气被抽出,请同学们注意声音有什么变化;若将罩内的空气抽干净形成真空,还能听到铃声吗
现象:随着罩内空气的抽出,铃声逐渐变小。
推理:若将罩内空气抽干净形成真空,将听不到铃声。
引导学生完成以下问题:
(1)让空气逐渐进入玻璃罩内(教师演示),声音又有什么变化
提示:随着空气逐渐进入,铃声逐渐变大。
(2)由上面的实验同学们可以得出什么结论
提示:空气可以传声,真空不能传声。
(3)展示航天员在太空中交流信息的情景提出问题:近在咫尺的航天员为什么要借助无线电进行交流
提示:太空中没有空气,所以在太空中航天员即使近在咫尺,也只能通过无线电交谈(无线电波在真空中也能传播)。
过渡:通过实验同学们知道气体可以传声,那么,固体和液体是否也能够传播声音呢
学生实验1:一个同学轻敲一张桌面的一端,而另一个同学把耳朵贴在桌面的另一端,能否听到敲击桌子的声音
通过实验可以证明固体也能传播声音。例如:伏地听声。
学生实验2:用密封盒将发声的小闹钟密封,放入水中,并观察是否可以听到声音。通过实验证明:液体也能传播声音,并引导学生列举声音可以在液体中传播的实例如:潜水员能够听到岸上人讲话,花样游泳运动员在水下能听到水上的乐曲的节奏。
归纳总结:声音的传播需要介质——(固体、液体、气体都是介质)
真空不能传声。
一般情况下,固体传声效果最好,发生地震等灾害时,敲击墙壁或管道,声音传得更远。
探究点三　声速
指导学生阅读课本P29声速部分内容,回答下列问题:
1.平时我们交谈时,马上就听到声音了。那么声音的传播需要时间吗
2.想一想:打雷时,为什么是先看见闪电,再听见雷声
归纳:声音的传播需要时间,也就是声音是以一定的速度传播的。
介绍资料:《一些介质中的声速》
阅读资料:从表中能够得到哪些有用的信息
小结
(1)声音在15 ℃时在空气中传播的速度为340 m/s。
(2)声速的大小与介质的种类有关,一般情况下,声速大小关系是v固>v液>v气。(软木除外)
(3)声速的大小还与介质的温度有关。
探究点四　回声
　声音遇到障碍物被反射形成的一种现象。
问题:只要声音被反射回来,我们一定能听到回声吗
提示:不一定。当障碍物离人较远时,发出的声音经过较长时间(大于0.1 s)回到耳边,我们就能区分回声和原声,如果时间小于0.1 s,回声和原声混在一起,此时,我们就不能分辨回声和原声,但会觉得声音更响亮。
小结
(1)听到回声的条件t>0.1 s,s>17 m。
(2)t<0.1 时,回声和原声叠加,声音更响亮。
知识运用
(1)课上说,课下做:将耳朵贴在长铁管的一端,让另外一个人敲一下铁管的另一端,你会听到几次敲打的声音,并说出其中的道理。课下试试看,验证一下你的回答。
(2)释疑:古代行军打仗时,为了能及早探听敌情,战士们总是把耳朵贴在地上去听,能过早地听到敌人的马蹄声,这是为什么呢
(老师评价学生回答并补充固体传声性能好,声音损失少)
【课堂小结】
第1节　声音的产生与传播
一、声音的产生
1.声音的产生:声音是由物体的振动产生,发声体振动停止,则发声也停止,但声音的传播不停止。
2.声源:物理学中,把正在发声的物体叫做声源。
3.转换法:物理学中,我们将不能直接观察研究的对象,转换为可以直接观察研究的对象的方法,叫做转换法。例如用乒乓球将音叉微小的振动放大。
二、声音的传播
1.声音在15 ℃时在空气中传播的速度为340 m/s。
2.声速的大小与介质的种类有关,一般情况下,声速大小关系是v固>v液>v气。(软木除外)
3.声速的大小还与介质的温度有关。
4.声音在传播过程中遇到障碍物发生反射的现象叫做回声。
5.听到回声的条件:听到声音的时间比发出声音的时间晚至少0.1 s,或者听者与障碍物之间的距离至少为17 m。
6.回声测距离:s=vt(v-声速、t-发出声音到听到声音之间的时间)。
1.关于声现象,下列说法正确的是(A)
A.声音是由物体振动产生的
B.声音传播速度与温度无关
C.声音在真空中的传播速度最快
D.只要物体振动,我们就能够听到声音
2.(多选题)下表是声音在各种介质中传播的速度
介质 水/0 ℃ 水/15 ℃ 水/20 ℃ 冰/0 ℃ 软橡胶 软木 铁(棒)
v/(m·s-1) 1 440 1 470 1 480 3 230 45 500 5 200
根据表中的信息,可以得出的结论是(ABC )
A.液态介质中声速大小跟介质的温度有关
B.声速大小跟介质的物态有关
C.固态介质中声速大小跟介质的种类有关
D.声音在真空中不能传播
3.在一段较长的自来水管的一端敲击一下,如果把耳朵贴在水管的另一端,能先后听到三次敲击声,则传来三次响声的介质依次是(A)
A.铁管、水、空气
B.水、空气、铁管
C.空气、水、铁管
D.水、铁管、空气
4.在驰名中外的北京天坛里,有三处堪称奇观的声学建筑:回音壁、三音石和圜丘。如图所示,当游客在圜丘顶层的天心石上说话时,听到的声音格外响亮。这是建筑师利用声音的反射,使　回声　与原声混在一起,得到声音加强的效果。
5.学习了声音的产生和传播后,小明同学做了以下小结。请你在横线上为小明填上空缺。
(1)悠扬的笛声是空气柱　振动　产生的。
(2)声音在水中的传播速度　大于　(选填“大于”“小于”或“等于”)在空气中的传播速度。
(3)在月球上,声音不能传播的原因是　真空不能传声　。
6.一同学对着山谷大喊一声,4 s后听到他喊话的回声,则他距山谷有多远
解析:声音在空气中的传播速度v=340 m/s,
则4 s传播的距离
s=vt=340 m/s×4 s=1 360 m。
则他距山谷的距离l==×1 360 m=680 m。
答案:680 m。
本课的教学核心概念是:声音是由物体振动产生的。学生在此前往往关注的是动作本身,而不是发声物体的状态。这也是教学的难点所在,要想突破难点,就应该顺应学生的思维,才能更好地激活学生的思维。在学生认识到“声音由物体振动产生”后,再次提供音叉,让学生设计实验,用视觉看到物体的振动。这样处理,使探究“振动”的内涵由易到难,由显到隐,由固体到液体再到气体,逐步丰富概念外延。思维的顺应和激活,实现了教学的“层递性”。
　
第2节　声音的特性
1.了解声音的特性:音调、响度和音色。
2.知道声音的音调由发声体的频率决定。
3.知道声音的响度由发声体的振幅决定,同时还受距离发声体的远近以及分散程度影响。
4.知道不同发声体发出的声音的音色不同及其应用。
重点:让学生在探究中理解和体会音调、响度和音色的概念及其影响因素。
难点:区分声音的音调和响度。
【新课导入】
1.实验导入
自制“水杯琴”,并演奏《小星星》。
导入语:神奇的杯子能发出不同的声音,今天我们就通过学习声音的特性来揭密吧!
2.问题导入
振动会发声,为什么我们听不见蝴蝶翅膀振动发出的声音,却能听到讨厌的蚊子声 为什么用力重重敲鼓比轻敲发出的声音大 模仿明星唱歌,模仿的声音很像,能完全一样吗 要知道这些问题的答案,就需要研究声音的特性。
【课堂探究】
探究点一　音调
　播放长脚蚊飞舞时与牛吼叫时的声音。
【观察思考】两次声音有什么不同
提示:长脚蚊飞舞时发出的声音尖细;牛吼叫时发出的声音低沉。
总结:我们接触到的各种声音有的高,有的低,在物理学中,把声音的高低叫音调。
通常歌曲的乐谱标注的是音调;日常生活中通常女生比男生的音调高。女高音、男低音就是指音调的高低。
实验:探究影响音调高低的因素
提出问题:是什么因素决定音调的高低
【猜想和假设】可能和振动的快慢有关。
【设计实验】将一把钢尺按紧在桌面上,一端伸出桌边。拨动钢尺,听它振动发出的声音的音调,同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度,使钢尺两次振动的幅度大致相同,再次拨动。
教师巡视,对个别学生的实验过程进行指导,让学生代表对实验现象进行描述并填写记录表格。
钢尺伸出长度 振动快慢 声音高低
伸出5 cm
伸出10 cm
伸出15 cm
答案:声音高低与钢尺振动快慢有关系
钢尺伸出长度 振动快慢 声音高低
伸出1/ 5 最快 最高
伸出1/ 3 较快 较高
伸出1/ 2 慢 最低
【实验结论】音调跟发声体振动的快慢有关:钢尺伸出的越短,振动越快,音调越高;振动越慢,音调越低。
自主学习:能不能用一个物理量表示物体振动的快慢呢 指导学生阅读课本P32~33内容,并完成下列问题。
频率
(1)物理意义:频率是描述物体振动　快慢　的物理量。
(2)定义:每秒内振动的次数。
(3)单位:　赫兹(Hz)　。简称“　赫　”,符号　Hz　。
(4)1 000 Hz:物体在1 s内振动了1 000次。
(5)音调和频率的关系:音调由发声体振动的频率决定,频率越大,音调越高,频率越小,音调越低。
指导学生阅读课本P33和P34“小资料”,思考以下问题。
问题1:只要物体振动,我们就能听到声音吗
提示:人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围大约从　20　Hz到　20 000　Hz。
(1)超声波——频率高于　20 000　Hz的声,超过人类听觉的上限。
(2)次声波——频率低于　20　Hz的声,低于人类听觉的下限。
注意:声音不同于声,振动一定能发声,但却不一定是人能够听见的声音。
问题2:为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声,却能听到讨厌的蚊子声 请同学们分组讨论。
提示:蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次,蚊子的翅膀一秒钟振动约500次,由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围,因此人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音。而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听觉频率范围内,人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音。
问题3:为什么地震、海啸刚发生时人们毫无察觉,狗就已经警觉地听到了
提示:发生地震、海啸、台风、核爆炸时都会伴有次声波。不在人耳的听觉频率内,但在狗的听觉频率内。
探究点二　响度
　【教师演示】分别轻轻敲击鼓面和用力敲击鼓面。请学生辨别声音的变化。
点拨:物理学上把声音的强弱叫响度。
提出问题:根据上面的实验,你猜想什么因素决定声音的响度呢
鼓励学生大胆猜想。
【探究实验】如图将正在发声的音叉轻触系在细绳上的乒乓球,观察乒乓球被弹开的幅度;使音叉发出不同响度的声音,再做几次上面的实验。
提问:你观察到什么现象 乒乓球的作用是什么
点拨:物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。音叉振动的幅度不便于直接观察,通过乒乓球摆动的幅度可以间接反映出音叉振幅的大小,这样我们就把音叉微小的振动给放大了,也便于我们直接观察,这种方法叫做转换法。
【得出结论】现在你能说出响度和振幅之间的关系吗
鼓励学生回答,总结出结论。
(设计意图:培养学生实验能力、观察能力和思维能力,同时渗透转换法)
【情境演示】将手机铃声调到合适音量后,从讲台走到教室后面,再返回讲台。同学们听到的声音会有什么变化
【得出结论】上面实验说明了什么 生活中如何增大声音的响度
引导学生发言,得出结论。
总结
(1)物理学中,声音的强弱叫响度。
(2)响度跟振幅有关,振幅越大,响度越大。
(3)响度还跟距离发声体的远近有关,距离发声体越远,响度越小。
探究点三　音色
　【播放声音】播放钢琴、二胡、笛子等一些乐器的声音,让学生判断是什么乐器发出的。
归纳总结:用不同的乐器弹奏同一首乐曲,音调和响度相同,我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特性中还有一个因素是十分重要的,它就是音色。音色又叫音品,物理学中把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色。我们常说:闻其声而知其人,就是根据每一个人发声的音色不同来辨别的。
【课堂小结】
第2节　声音的特性
一、音调:声音的高低,由频率决定。
1.频率:每秒内物体振动的次数。单位是赫兹,符号为Hz。
2.频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
3.超声波:把高于20 000 Hz的声叫做超声波。
4.次声波:把低于20 Hz的声叫做次声波。
二、响度:声音的强弱(大小),由振幅决定。
1.振幅:物体振动的幅度。
2.发声体的振幅越大,产生的声音响度越大。
3.响度还与距发声体的距离有关,距发声体越远,人耳听到声音的响度越小。
三、音色:声音的品质和特色。
音色与发声体的材料、结构有关。
1.古诗《春夜洛阳城闻笛》中有“谁家玉笛暗飞声,散入春风满洛城”,诗人辨别出是玉笛的声音,是依据声音的(C)
A.音调 B.响度 C.音色 D.速度
2.下列词语中,形容声音响度小的是(C)
A.震耳欲聋 B.声如洪钟
C.轻声细语 D.鼾声如雷
3.下列关于声音的说法中不正确的是(A)
A.“震耳欲聋”主要说明声音的音调高
B.“隔墙有耳”说明固体也能传声
C.“闻其声而知其人”主要是根据音色来判断的
D.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”描述的是响度
4.有一种专门存放贵重物品的“银行”,当人们存放了自己的贵重物品后,要用仪器记录下自己的“手纹”“眼纹”“声纹”等,以便今后用这些细节独有的特征才能亲自取走物品,防止被别人取走。这里的“声纹”记录的是人说话的(C)
A.音调 B.响度
C.音色 D.三者都有
5.如图所示,将正在发声的音叉插入水中,会看到水花飞溅,这说明声音是由物体　振动　产生的。频率为256 Hz的A音叉和频率为440 Hz的B音叉中　B　(选填“A”或“B”)音叉声音的音调较高。
6.声波可以在示波器上展现出来。先将话筒接在示波器的输入端,再将敲响的甲、乙两个音叉分别对着话筒发出声音。在示波器上出现了如图所示的波形。通过对波形的分析,可知　乙　音叉的音调高。
本节课主要学习了声音的三个特性:音调、响度、音色。对于音调,学生理解起来比较困难,可以通过钢尺、音叉、刻度尺等的振动来感知、认识。在频率的学习方面,学生理解有一定的困难。响度的教学相对比较容易,在研究响度与振幅的关系时要注意控制变量法的应用。对于个别学生对于区分音调和响度仍有一定的困难。课后会总结古诗及成语中关于声音特性的内容便于后续学生更好地学习。
响沙
　　唐代诗人李华在《吊古战场文》中曾经描绘过内蒙古大沙漠和戈壁大沙漠一带的古战场是荒无人烟,但常常能够听到鬼哭声,沙漠里真的有鬼哭声吗 当然没有,那不是鬼哭,是沙丘的响声。原来,有一种能够发出响声的沙丘,叫做响沙丘。在我国内蒙古伊克昭盟达拉特旗境内、宁夏中卫附近、新疆塔克拉玛干沙漠中,都有这种响沙丘。这种响沙丘,在寂静无人时,会发出吱吱响声。当有人从响沙丘上滑行下来时,就会发出一片“隆隆”的响声,与汽车和飞机的马达声相仿。当你用两手把沙子使劲一捧,就会听到“哇哇哇”青蛙般的叫声。如果很多人同时踏进沙丘,或者阴天疾风骤起,它就会发出更为吓人的巨响。其声响之大,嘈杂之甚,宛如鬼哭狼嚎。
　　有人把沙响比作“歌唱”。听到过的人都觉得,沙子的“歌唱”可以同笛声、琴声、大提琴声、远处的雷声、飞机发动机的嘈杂声、哨声相比较;声音是多种多样的,但是它们有一个共同点,就是沙漠中的沙子“唱”的音调比较低,而海滨的沙子“唱”的音调比较高。
第3节　声的利用
1.知道声可以传递信息和能量。
2.了解超声波和次声波的特点。
3.了解现代技术中与声有关的知识应用。
重点:声可以传递信息、能量;声在实际生活中的具体应用;回声定位和回声测距。
难点:区分声和声音;理解声传递能量。
【新课导入】
情境导入1
　我们的生活离不开声音,每个生命都是伴随着啼哭声来到这个世界,声音也是我们了解周围世界的途径之一。医生通过听诊器听到的声音可以诊断疾病;开车时鸣笛来警示路人和周边车辆;每天我们听着教室音响里的音乐声来上课。其实,声在生活实际、工农业生产、医疗等现代科技中的应用非常广泛,我们来一起了解——声的利用。
情境导入2
　利用多媒体播放图片——声音使玻璃杯破碎,利用声可以震碎玻璃杯,同学们想知道其中的奥秘吗 让我们一起走进今天的学习——声的利用。
【课堂探究】
探究点一　声与声音的区别(拓展)
　学习声的利用之前,我们先区分一个概念。以前我们学习时都常说“声音”怎样怎样,可今天我们学习时,标题却是声的利用,为什么不叫做声音的利用呢
讲解:声的概念比较广,包括平时我们能听到的声音和听不到的超声、次声等;所以声音的概念相对而言面要窄得多,它仅指人耳能听到的那部分声。
探究点二　声可以传递信息
1.声音可以传递信息
生活中,我们时时刻刻都在利用声音传递信息。我们彼此之间的谈话,教师在课堂上的讲课声,同学们在课下的交流讨论声等,不都是在传递信息吗 除了这些,日常生活中还有哪些事例能够说明声音能够传递信息,请同学们回想一下,举例说明。
归纳:轰隆隆的雷声——预示下雨;听敲铁轨的声音——判断螺栓松动;听声音诊病;通过广播听新闻;欣赏音乐。
2.超声波可以传递信息
除了我们听得见的声音可以传递信息外,我们听不见的超声波、次声波也同样能够传递信息。
问题:蝙蝠通常只在夜间出来活动和觅食。但它们从来不会碰到墙壁、树枝等障碍物。你知道蝙蝠是怎样判断目标的位置的吗 指导学生阅读课本P38~39,讨论回答下列问题。
【学生交流讨论】原来,蝙蝠在飞行时会发出超声波,这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,蝙蝠可以确定目标的位置。这就是回声定位。
不仅蝙蝠具有利用回声定位的功能,海豚也具有这种功能,它们都能利用声波探知周围的环境,识别食物与“敌人”。
归纳总结
(1)回声定位:根据回声到来的方位和时间,确定目标的位置和距离。
(2)声呐:根据回声定位原理,超声波遇到障碍物又会反射回来,并且在水中能传播得很远。人们利用它制造出水下探测和通信仪器——声呐。利用声呐系统,人们可以探测海洋的深度;绘出水下数千米的海底地形图;渔民利用声呐获得鱼群信息。
①倒车雷达:小轿车上的倒车雷达就是根据回声定位的原理制成的。它能帮助司机对视线盲区内的危险区或障碍物及时定位判断(如倒车时)。
②B超
原理:医生用B型超声波诊断仪向病人体内发射超声波,然后接收体内脏器的反射波,反射波携带的信息经过处理后显示在屏幕上,可以准确地获得人体内部疾病的信息。
3.次声波传递信息
指导学生阅读课本P38,回答下列问题。
(1)次声波指振动频率低于　20　Hz的声波。大自然的许多活动,如地震、火山爆发、台风、海啸等,都伴随有次声波。
(2)次声波的特点:破坏力　强　、能量　大　、传播距离　远　。
总结:人类听不到次声波,但是某些动物却可以感受到,通过灵敏的声学仪器也能接收次声波。处理这些信息,可以确定这些活动发生的方位和强度。
探究点三　声可以传递能量
　把一块石头扔进水里,可以看到一圈一圈的水波向四周散去,水面上的树叶也随之起伏。这说明石头的能量能通过水波传给树叶。
结论:水波是一种波动,水波能传递能量。
提出问题:声波也是一种波动,那么,声波能传递能量吗
【演示实验】
在扬声器前放一点燃的蜡烛,把扬声器音量调大一些,可以看见火焰明显的晃动。
总结:声波具有能量,能传递能量。
声是以波的形式传播的,声波具有能量,声波也可以传递能量。
一般来说,超声波具有的能量更大,在日常生活中主要应用了超声波能够传递能量。
超声波的特点:振动快,能量大,穿透力强,方向性好。
(1)超声波可以用来洗涤精密的仪器。如:超声波清洗钟表、首饰、水果、电子元件等。
(2)利用超声波粉碎结石。
(3)超声波加湿器。
(4)药液雾化器。
【课堂小结】
第3节　声的利用
一、声与信息
1.可直接听到的声音传递信息:雷声、心脏的跳动声、汽车声等。
2.次声波传递信息:大象的交流声、地震、海啸发出的次声等。
3.超声波传递信息:蝙蝠的回声定位、利用声呐探测海深、B超、超声金属探伤仪等。
二、声与能量
1.用超声波清洗精密的机械。
2.用超声波除去人体内的结石。
3.超声波加湿器。
4.药液雾化器。
1.下列现象中属于利用超声波传递能量的是(A)
A.超声波清洗精密机械零件
B.蝙蝠确定目标的位置和距离
C.大象用次声波进行交流
D.医院用“B超”为病人检查身体
2.如图所示为某品牌超声波清洁器在清洗眼镜,使用时先向水槽加水使眼镜完全浸入水中,通电后清洁器开始工作。此清洁器工作时人站在旁边能听到“滋滋”的声音。下列说法正确的是(D)
A.超声波的音调比人能听到的声音音调低
B.超声波传播不需要介质
C.人听到的“滋滋”声是超声波
D.超声波能用来清洗物体说明超声波能传递能量
3.声音在生活中有许多应用,用超声波能粉碎人体内的结石,说明声波具有　能量　;但粉碎前需要B超定位,若某次定位时,探头紧贴皮肤向结石部位发出声波,经过1.2×10-4 s后收到回声,如果声波在人体中的平均速度为1 500 m/s,此结石距发射处的距离约为　9　cm,声波通过的路程为　18　cm。
本节课是一节应用课,是前面声知识的汇总,声现象具有广泛的应用空间,所以实例很多,有一些比较贴近实际生活,有一些学生的生活中不常见,所以学生理解起来有一定的困难。个别的通过多媒体手段清晰、直观呈现,加深学生的印象。
第4节　噪声的危害和控制
1.了解噪声的来源和危害。
2.了解声音强弱的单位及噪声的等级划分。
3.知道防治噪声的途径和思路,增强环境保护意识。
重点:噪声的危害以及控制噪声的措施。
难点:结合实际,提出控制噪声污染的措施。
【新课导入】
1.情境导入
近年来,噪声已列为国际公害,它严重地污染着环境,危害着人们的身心健康。噪声污染已与水污染、空气污染、固体废弃物污染一起,成为当代社会的四大污染。这节课我们就学习与噪声有关的一些知识。
2.活动导入
一名学生用沾水的泡沫塑料在玻璃上摩擦,发出刺耳的声音;另一名学生拖动椅子发出刺耳的声音。
教师:刚才的声音好听不好听
学生:不好听。
教师:我们把像这样嘈杂刺耳、令人烦躁的声音叫噪声,噪声不仅令人烦躁、刺耳,噪声对我们的身体等有很大的危害,那噪声有哪些危害呢 请跟我一起进入今天的学习。
【课堂探究】
探究点一　噪声的来源
　根据我们日常生活经验可知,噪声通常指的是在一定环境中不应有而有的嘈杂、刺耳,听起来不和谐的声音,那么它们是怎么产生的呢
【演示实验】
利用示波器演示刚才用泡沫塑料在玻璃上摩擦产生的声音的波形,并与音叉声音的波形做比较。仔细观察两种波形分析波形规则与否。
实验结果:用泡沫塑料在玻璃上摩擦产生的噪声的波形不规则,音叉声音的波形有规则。
归纳总结
(1)从物理学的角度讲,发声体做无规则振动时发出的声音叫噪声。
(2)从环境保护的角度讲,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
问题1:是不是所有规则振动发出的声音都不是噪声
提示:有些声音从物理学角度看属于乐音,但是从环保角度看属于噪声。如:悠扬的歌声,从物理学角度讲属于乐音,但是如果在晚上休息时听到这样的歌声,影响了人们的休息,从环保角度讲就属于噪声。
问题2:让同学们回想一下,自己的周围有哪些噪声,找到这些噪声的来源。
提示:(1)交通运输噪声:各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声等。
(2)工业噪声:纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声等。
(3)施工噪声:筑路、盖楼、打桩等。
(4)社会生活噪声:家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声等。
探究点二　噪声强弱的等级和噪声的危害
　播放关于噪声强弱等级和噪声危害的视频,引导学生阅读教材,思考以下问题。
噪声的等级
(1)声音有强有弱,声音的强弱通常以　分贝(dB)　为单位来表示。
(2)噪声的等级中的几个重要点
①　0 dB　是人们刚刚能听到的最弱的声音——听觉下限;
②为了保证休息和睡眠,应控制噪声不超过　50　dB;
③为了保证工作和学习,应控制噪声不超过　70　dB;
④为了保护听力,应控制噪声不超过　90　dB;
⑤突然达到或超过　150　dB,鼓膜可能破裂,失去听力。
拓展:噪声危害的表现
(1)心理影响:使人烦躁、精力不集中,妨碍睡眠和休息。
(2)生理影响:使人耳聋、头痛、消化不良、视觉模糊等,严重的神志不清、休克或死亡。
(3)高强度的噪声能够损坏建筑物。如喷气式飞机产生的噪声能够将附近建筑物的窗户玻璃震碎,噪声导致工作设备“疲劳”以至断裂等。
探究点三　控制噪声
　问题1:噪声污染对人体是有危害的,我们该如何减弱噪声呢 首先让同学们回想一下我们是如何听到声音的
提示:人耳听到声音的过程
声源的振动
产生声音 空气等介质
传播声音 鼓膜的振动
引起听觉
小结:控制噪声的三个方面
防止噪
声产生 阻断噪
声传播 防止噪声
进入耳朵
问题2:组织学生交流讨论以下问题
(1)在声源处减弱噪声有哪些事例
提示:禁止鸣笛、摩托车上的消声器、枪管的消声器、用光信号代替声信号等。
(2)在传播过程中减弱噪声有哪些事例
提示:公路两边的隔音屏,在公路两旁植树种草,双层玻璃窗,对产生噪声的机器装上隔音罩等。
(3)在人耳处减弱噪声有哪些方法
提示:戴上耳塞或耳罩。
问题3:请同学们判断以下几种做法是采用什么方法控制噪声的
(1)摩托车的消声器　声源处　。
(2)穿越北京动物园的“隔音蛟龙”　传播过程中　。
(3)工厂用的防噪声耳罩　人耳处　。
总结: 由于噪声会严重影响人们的工作和生活,因此人们把噪声叫做人类生活的“隐形杀手”。现代的城市把控制噪声列为环境保护的重要项目之一。在需要安静环境的医院、学校、科研机构等部门附近,一般都有禁止鸣笛的标志(如图所示)。家用电器、机动车等在设计时都必须考虑噪声对环境的影响。我们在日常生活中,应尽量避免制造噪声,以免影响他人的学习、工作和休息。
【课堂小结】
第4节　噪声的危害和控制
一、噪声的来源
1.从物理学角度讲,噪声的振动都是无规则的。
2.凡是影响人们工作、学习、生活的声音都是噪声。
二、噪声强弱的等级和危害
1.等级:噪声的单位是分贝,符号为dB。适宜学习的声音强度为30~40 dB。
2.危害:从心理上、生理上和物理上都能产生一系列的效应。
三、控制噪声的方法
在声源处控制 在传播过程中控制 在接收处控制。
　　　 　　　　　　　 　　　　　　　
防止噪声产生;阻断噪声传播;在人耳处减弱噪声。
1.我们生活在声音的世界,声音无处不在,下列声音:①工厂车间里机器的轰鸣声;②剧场里京剧表演的演奏声;③清晨公园里小鸟的鸣叫声;④装修房子时的电钻声;⑤婚庆时的爆竹声;⑥山间小溪潺潺的流水声。其中属于噪声的是(C)
A.①③④ B.①②⑤
C.①④⑤ D.①④⑤⑥
2.以下是控制噪声的几种措施,其中属于防止噪声产生的是(A)
A.摩托车的消声器
B.公路两旁的透明板墙
C.城市道路的隔声板
D.工厂用的防噪声耳罩
3.关于乐音和噪声,下列说法不正确的是(A)
A.乐音是乐器发出的声音,噪声是机械发出的声音
B.乐音使人心情愉快,噪声使人烦躁不安
C.从物理学角度看,乐音不会成为噪声
D.从环保角度看,乐音有可能成为噪声
4.为了使教室内的学生上课免受周围环境噪声干扰,下面哪个方法有效合理(B)
A.在教室内安装噪声监测装置
B.在教室周围植树种草
C.每个学生都戴防噪声耳罩
D.将教室的窗户打开
5.小华家修理厨房里的桌子时,不停地有敲击物体的声音发出,为了避免隔壁的小明学习时受到干扰,小华主动采取了三种方案:①在被敲的地方垫一块抹布;②把房间、厨房门窗关闭;③嘱咐小明暂时用耳机塞住耳朵。上述三种方案中,第一种是在　声源　处减弱噪声;第二种是在　传播过程　中减弱噪声;第三种是在　人耳　处减弱噪声。
6.图(甲)和图(乙)是两种声音的波形,从波形可知,图(甲)是　乐音　的波形,理由是　图(甲)波形是规则的　;图(乙)是　噪声　的波形,理由是　图(乙)波形是杂乱无章的　。
这节课与实际生活紧密相连,可通过生产、生活实际,根据学生已有的直接经验让学生知道噪声的概念、噪声的来源、噪声的危害及控制方法,所以在教学过程中,调动学生积极参与,认真讨论、分析、归纳出各知识点,十分重要。因此,备课过程中要充分预测在各教学环节中出现的问题,在教学中要善于捕捉学生的亮点,来激发学生学习兴趣,调动学生积极性,实现抓住重点,突破难点的目的,使学生较好地掌握科学文化知识。
噪声的利用
噪声除草
科学家发现,不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理,人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发,这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草,用“欲擒故纵”的妙策,保证作物的顺利生长。
2.噪声诊病
科学家制成一种激光听力诊断装置,它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时,它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声,振动耳膜,然后微型电脑就会根据回声,把耳膜功能的数据显示出来,供医生诊断。它测试迅速,不会损伤耳膜,没有痛感,特别适合儿童使用。
3.噪声发电
噪声是一种能量污染,比如噪声达到160 dB的喷气式飞机,其声功率约为10 000 W;噪声达140 dB的大型鼓风机,其声功率约为100 W。“聚沙可成塔”,这自然引起新能源开发者的兴趣。科学家发现人造铌酸锂具有在高频高温下将声能转变成电能的特殊功能。科学家还发现,当声波遇到屏障时,声能会转化为电能,英国的学者就是根据这一原理,设计制造了鼓膜式声波接收器,将接收器与能够增大声能、集聚能量的共鸣器连接,当从共鸣器传来的声能作用于声电转换器时,就能发出电来。看来,利用环境噪声发电指日可待。
4.噪声除尘
美国科研人员研制出一种功率为2 kW的除尘报警器,它能发出频率2 000 Hz、声强为160 dB的噪声,这种装置可以用于烟囱除尘,控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和大气污染。
第三章　物态变化
本章概述
教学 内容 第1节　温度 第2节　熔化和凝固 第3节　汽化和液化 第4节　升华和凝华
课程 标准 1.能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及其应用。 2.了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度值,尝试对环境温度问题发表自己的见解。 3.经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。 4.能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识。
本章 架构
教材 分析 　　教材按照“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程基本理念,首先通过学生熟悉的自然现象,展示了自然界水循环过程,揭示了物质的三种状态及物态变化现象。在此基础上,让学生学习温度及温度计的使用等有关内容。接下来的三节,从固态、液态、气态三者之间的两两转变分别对熔化与凝固、汽化与液化、升华和凝华现象作了介绍。通过一系列实验,探究三种物态相互转化的条件与特点,总结、归纳了物态变化过程中的吸、放热现象。最后,通过水循环联系当前全球面临的气候变暖、水资源危机等问题,启迪学生进行思考与探究。
学情 分析 　　八年级的学生对物理已有了前面两章内容的学习,有一定的认识,且学生的求知欲很强,动手心情很迫切,对待新生事物有很浓厚的兴趣,渴望掌握知识。但学生的思维逻辑性较弱,对概念的理解、规律的分析有欠缺。学生对探究的问题进行假设和设计实验、检验猜想是否正确的能力不强,因此学生学习本章内容较难。
第1节　温度
1.知道温度及摄氏度的规定,了解温度计的结构及工作原理,会正确使用温度计测量温度。
2.了解一些生活环境中常见的温度值。
3.通过“用温度计测量水的温度”的实验,学会温度计的使用方法,体会观察和测量的意义。
重点:温度计原理和正确使用温度计。
难点:设计测温度的仪器(温度计),正确使用温度计。
【新课导入】
1.实验导入:感觉可靠吗
让学生把右手插入热水里(在不烫伤手的前提下,热水越热越好),左手插入冷水里(冷水足够冷,可加冰块),然后同时抽出手,插入温水里,谈谈感受。
两只手的感觉一样吗 生活中你还能举出类似的情景吗
学生回答自己的感受,并举出实例。
引导学生对举出的实例进行分析归纳,得出温度的概念:物理学中通常把物体的冷热程度叫做温度。人的感觉并不可靠,要想准确判断物体温度的高低就必须用温度计进行测量。这就是这节我们要研究的问题。
2.情境导入:[出示四季图片]
[提出问题]春夏秋冬分别给你什么感受
学生讨论:春天:温暖　夏天:炎热　秋天:凉爽　冬天:寒冷
[导入语]春夏秋冬分别给我们不同的感受,尤其炎热的夏天和寒冷的冬天让人印象深刻,物理学中我们用温度来表示物体的冷热程度。
【课堂探究】
探究点一　温度及其单位
1.温度
提出问题:同样一杯水,给人的感觉不同,这说明我们的感觉是不可靠的。那么我们怎么准确表示物体的冷热程度呢
总结:我们用温度表示物体的冷热程度,要准确地知道物体的温度是多少,我们就需要用专门测量温度的工具——温度计。温度的常用单位是摄氏温度,符号 ℃。摄氏温度把标准大气压下沸水的温度规定为100 ℃,冰水混合物的温度规定为0 ℃,0 ℃到100 ℃之间分为100个等份,每等份表示1 ℃。
2.自然界常见的温度
绝对零度:-273.15 ℃
人的正常体温在“37 ℃”左右(口腔温度)。
人体感觉舒适的温度在26 ℃左右。
洗澡水的温度在40 ℃左右。
探究点二　认识温度计
　学生实验:学生分组实验用自制的温度计测水的温度。
在小瓶里装满带颜色的水,给小瓶配一个橡皮塞,橡皮塞上插进一根细玻璃管,使橡皮塞塞住瓶口。将小瓶放入热水中,观察细管中水柱的位置,然后再把小瓶放入冷水中,观察水柱的位置。
现象:在热水中水柱上升,在冷水中水柱下降。
教师解释这种现象的原因是液体具有热胀冷缩的性质。这种性质可以反映物质的冷热程度。自制温度计是根据液体热胀冷缩的原理来测量物体温度的。
启发学生:能否将此装置改进,使它能测出具体温度值
提示:只要标上刻度就可以了。
三种温度计
温度计的构造
常见温度计根据用途分为实验室温度计、体温计、寒暑表。
引导学生观察温度计的构造图,并归纳总结:常见的温度计是根据液体的热胀冷缩来工作的;它是由玻璃外壳、玻璃泡、毛细管、液体、刻度和符号等部分构成的。
注意它们所能测量的最高温度、最低温度和分度值各是多少 为什么这样设计它们的量程和分度值
探究点三　温度计的使用
　提出问题:结合我们前面学过的长度的测量,我们来看一下怎么使用实验室温度计来测量液体的温度
引导学生回忆并类比总结温度计的使用规范
使用前:要观察温度计的零刻度、量程和分度值。
使用中:(1)温度计的玻璃泡应该全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁。
(2)温度计读数时,玻璃泡应留在被测的液体中,不能离开被测液体读数。
(3)温度计读数时,应待液面稳定后平视读数。
[实验探究] 温度计测量水的温度
(1)如何正确地用温度计测量水的温度呢 实验前请同学们思考下面几种做法和读数方法,哪种是正确的 哪种是错误的
(2)用温度计测水温
用温度计实际测量,将测得的温度和你估测的温度记录在表格中进行对比。
被测物体 估测温度t1/ ℃ 实测温度t2/ ℃
热水
温水
冷水
教师引导学生分析归纳实验室温度计使用错误造成的错误
①离开被测液体读数:玻璃泡内测温液体温度变化,使读数错误;
②俯视读数:读数偏大;
③仰视读数:读数偏小。
探究点四　体温计
　自主探究:引导学生观察体温计和实验室温度计有什么不同。
归纳总结
(1)构造:体温计里面的毛细管中在玻璃泡和直玻璃管之间有非常细的弯曲缩口。
(2)测量范围不同:体温计测量范围是35~42 ℃。
(3)体温计的分度值是0.1 ℃。
(4)使用:可以离开人体读数,使用前拿着体温计用力向下甩。
【课堂小结】
第1节　温度
1.
2.温度计
3.体温计
1.学校在预防新冠肺炎期间,要求对每位师生进行体温检测。下列说法正确的是(C)
A.体温计的量程是35~45 ℃
B.体温计的分度值是1 ℃
C.检测某同学体温是36.8 ℃,该同学体温正常
D.冰水混合物的温度一定为0 ℃
2.图中温度计使用正确的是( D )
3.下面关于常用温度计的使用中,错误的是(D)
A.温度计不能用来测量超过它的最高刻度的温度
B.温度计的玻璃泡要跟被测物体充分接触
C.测量液体温度时,温度计玻璃泡要浸没在液体中
D.读数时,要把温度计从液体中拿出来再读数
4.两支没有甩过的体温计的读数都是39 ℃,经过消毒后直接用来测量体温是36 ℃和40 ℃的两个病人的体温,则这两支温度计的读数分别是(C)
A.36 ℃和40 ℃
B.40 ℃和40 ℃
C.39 ℃和40 ℃
D.39 ℃和39 ℃
5.常用温度计是根据液体　热胀冷缩　的规律制成的;如图所示,此时温度计示数是　-3　℃ 。
6.在用“温度计测水的温度”的实验中,试按温度计的使用步骤把下面的叙述依次排列:　BAEDCFHG　
A.取一只适当的温度计
B.估计被测水的温度
C.把温度计的玻璃泡全部浸入被测水中
D.认清温度计的最小刻度值
E.观察温度计的量程
F.让温度计玻璃泡在水中稍候一会儿,等示数稳定
G.从水中取出温度计
H.对温度计进行读数
课堂教学中,演示实验课堂秩序比较好,学生注意用心观察,但是学生自己动手实验时课堂秩序就需要多控制一下,有的学生由于不会正确使用温度计,容易出现错误,影响到正常的测量,在读数时有的学生也存在一些问题,课后需要多巩固强化此部分内容。
温度计的发明
最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略发明的,第一支温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡,使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中,随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低,温度计有热胀冷缩的作用,所以这种温度计受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差大。
　　后来伽利略的学生和其他科学家,在这个基础上反复改进,如把玻璃管倒过来,把液体放在管内,把玻璃管封闭等,比较突出的是法国人布利奥在1659年制造的温度计,他把玻璃泡的体积缩小,并把测温物质改为水银,这时的温度计已具备了现在温度计的雏形。后来荷兰人华伦·海特在1709年利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计,他观察了水的沸腾温度、水和冰混合时的温度、盐水和冰混合时的温度;经过反复实验与核准,最后把一定浓度的盐水凝固时的温度定为0 F,把纯水凝固时的温度定为32 F,把标准大气压下水沸腾的温度定为212 F,用F代表华氏温度,这就是华氏温度计。
　　在华氏温度计出现的同时,法国人列缪尔(1683~1757)也设计制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小,不宜作测温物质,他专心研究用酒精作为测温物质的优点,经过反复实践发现,含有水的酒精,在水的结冰温度和沸腾温度之间,其体积的膨胀是从1 000个体积单位增大到1 080个体积单位,因此他把冰点和沸点之间分成80份,定为自己温度计的温度分度,这就是列氏温度计。
　　瑞典人摄尔修斯于1742年改进了华伦·海特温度计的刻度,他把水的沸点定为0度,把水的冰点定为100度。后来他的同事施勒默尔把两个温度点的数值又倒过来,就成了现在的百分温度,即摄氏温度,用℃表示,华氏温度与摄氏温度的关系为F= ℃+32,或℃=(F-32)。
　　水的凝固点定为0摄氏度,水的沸点定为100摄氏度(条件:1个标准大气压)
第2节　熔化和凝固
第1课时　熔化和凝固现象　熔化和凝固实验
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.能区分物质的三种状态:固态、液态、气态,知道物质的各种状态之间可以相互转化。
2.掌握熔化过程,知道海波和石蜡熔化过程及特点。
重点:海波和石蜡熔化温度变化规律。
难点:指导学生通过实验的观察、分析、概括、总结固体熔化时温度的变化规律。
【新课导入】
实验导入
点燃一支蜡烛,观察它的变化,过一会儿将手中的蜡烛倾斜置于一张纸上方,谈谈有什么发现。
【课堂探究】
探究点一　物态变化
　自主学习: 学生自主阅读课本P53“物态变化”部分,回答下列问题:
1.物质常见的三种状态是哪三种
提示:固态、液态和气态。
2.什么叫物态变化
提示:物质各种状态间的变化。
3.常温下水、铁、氧气分别处于什么状态 当温度变化时,它们的状态能否改变
提示:常温下水、铁、氧气分别处于液态、固态和气态;当温度变化时,它们的状态都能改变。
探究点二　熔化和凝固
　[活动体验]
将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方,你能观察到什么现象 蜡块发生了哪些物态变化过程
学生操作实验并回答观察到的现象:
蜡烛逐渐变成烛油往下滴,滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。蜡块由固态变为液态最后又变为固态。
总结
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程,叫做熔化。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程,叫做凝固。
(3)熔化和凝固是互逆的过程。
[探究实验]
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 不同物质在熔化过程中,温度是怎样变化的呢
猜想与假设:熔化过程中要加热,所以物质一定要吸收热量,这时温度可能是不断上升的。
制订计划与设计实验
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,如图所示,介绍各器材的作用,强调酒精灯和温度计的用法。
进行实验
组装实验装置(自下而上),把海波(或石蜡)装入试管中,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。用酒精灯给烧杯加热,观察试管内固体熔化情况,并每隔一段时间记录一次温度计示数,直到固体完全熔化。(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 min读取一次温度值并观察物质状态,把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点;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 min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)
时间/min 0 0.5 1 1.5 2 …
海波的温度/℃
石蜡的温度/℃
引导学生观察:(1)对海波及石蜡加热时,温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。(4)当海波和石蜡颗粒全部熔化为液体后,让它们再慢慢冷却,每隔1 min记下温度的变化情况,并画出海波和石蜡的“温度-时间”图象。
学生交流思考:海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗
分析论证:各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。并引导学生处理实验过程中存在的问题。
实验结论
(1)海波在熔化前温度升高,熔化时温度不变,熔化后温度继续升高。石蜡加热后就开始慢慢熔化,熔化过程中温度持续升高。不同物质熔化时温度的变化特点不同。
(2)海波凝固时,温度保持不变,全部凝成固体后,温度继续下降。石蜡凝固过程中,温度持续降低。
问题:探究了海波和石蜡熔化过程温度随时间变化关系之后,可知它们熔化时温度变化各有什么特点
提示:海波熔化时吸收热量,温度保持不变,有固定的熔化温度;石蜡熔化过程中吸收热量,温度升高,没有固定的熔化温度。
小结
(1)类似海波这种有固定熔化温度的物质我们称之为晶体,常见的晶体有冰、海波、食盐、各种金属等,晶体熔化时的温度叫做熔点。
(2)类似石蜡这种没有固定熔化温度的物质我们称之为非晶体,常见的非晶体有松香、玻璃、沥青、石蜡等。
(3)液体凝固形成晶体时,也有确定的温度,这个温度叫做凝固点。同一种物质的凝固点与熔点相同。
【课堂小结】
第2节　熔化和凝固
第1课时　熔化和凝固现象　熔化和凝固实验
一、物态变化
物质各种状态间的变化叫物态变化。
二、熔化和凝固
探究固体熔化时温度的变化规律。
1.下列物态变化中,属于熔化的是(A)
A.铁块化成铁水
B.盘子里的水晾干了
C.湖水表面结冰
D.把白糖加水后化成糖水
2.下列自然现象中,属于凝固的是(B)
A.花瓣上的露珠
B.屋檐上的冰凌
C.雪山下的流水
D.草叶上的霜
3.小明在探究海波和石蜡的熔化规律时,设计了(甲)、(乙)两种方案(如图所示)。
(1)实验应选用　(甲)　方案,其优点是　使物质受热均匀缓慢　。
(2)实验数据记录如下表
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
海波的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53
石蜡的温度/℃ 40 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56
分析实验数据可知:
①实验过程中海波的温度变化情况是　先升高,中间不变后又升高　。
②石蜡的温度变化情况是　一直升高　。
熔化和凝固是热学中比较重要的内容,要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的,熔化、凝固是两个能相互转化的过程。学生在做探究实验时有一定的困难,教师应加大对实验整个过程的引导,可与学生共同完成实验(在课前就做过了实验)操作过程,本节课只要求学生能够通过观察到的实验现象总结规律,这样就可为下面讨论节省大量时间
　
第2课时　熔化和凝固图象及吸放热
1.理解晶体与非晶体的异同点。
2.知道熔化和凝固的吸、放热过程。
3.知道熔化和凝固在日常生活中的应用。
重点:晶体和非晶体熔化、凝固图象的特点与区别。难点:熔化和凝固吸、放热的判断。
【新课导入】
情境导入
我国研制的一种聚乙烯材料,可以在15~40 ℃之间发生物态变化,把它掺在水泥中,制成的墙壁和地板,可以使房间“冬暖夏凉”。你想知道这种材料调节温度的奥秘吗 通过本节的学习我们就可以解开这种材料可调节温度的奥秘。
【课堂探究】
探究点一　熔化、凝固的图象
1.晶体海波的熔化、凝固图象
(小组讨论,分析图象,归纳)
A~D表示海波熔化图象;
AB段表示吸热,温度上升,处于　固态　;
BC段表示熔化过程,吸热,温度　保持不变　,处于　固液共存态　,时间是3 min,熔点是48 ℃;
CD段表示吸热,温度上升,处于液态。
D~G表示海波凝固图象;
DE段表示放热,温度下降,处于液态;
EF段表示放热,温度　保持不变　,处于　固液共存态　;
FG段表示放热,温度下降,处于固态。
2.非晶体石蜡的熔化、凝固图象
熔化图象　凝固图象
非晶体在熔化和凝固过程中,温度持续发生变化,没有固定的熔化温度和凝固温度。
探究点二　熔化吸热、凝固放热
　自主学习:阅读教材P56~57“熔化吸热　凝固放热”部分内容,并思考:
1.固体熔化的条件是什么 生活中有哪些实例
(1)在晶体熔化过程中首先温度要达到熔点,尽管温度保持不变,但必须不断吸热,才能进行熔化。非晶体熔化也需要吸热,但温度一直上升。
(2)实例
①夏天,在饮料中放冰块可降低饮料温度(冰熔化吸热)。
②化雪的天气有时比下雪时还冷(雪熔化吸热)。
③鲜鱼保鲜,用0 ℃的冰比0 ℃的水效果好(冰熔化吸热)。
④“温室效应”使极地冰川吸热熔化,引起海平面上升。
2.液体凝固的条件是什么 有哪些实例呢
(1)引导学生逆向思考:从冰吸热可熔化成水,水在一定的条件下可变成冰的道理,知道凝固是熔化的逆过程。根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律:无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热;晶体凝固时要温度达到凝固点,同时放出热量,但温度不变;非晶体凝固时放出热量,温度降低。
(2)实例
①北方的冬季很冷,为了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热,窖内温度不致太低,保护蔬菜不被冻坏。
②炼钢炉内熔化的铁水,倾倒出制成钢材。
③燃烧的蜡烛,从“蜡碗”内流出的液体蜡油,瞬间固化。
【课堂小结】
一、晶体
1.熔化
(1)达到熔点。
(2)继续吸热,温度保持不变。
(3)温度—时间图象:有一段平行于时间轴的线段。
2.凝固
(1)达到凝固点。
(2)继续放热,温度保持不变。
(3)温度—时间图象:有一段平行于时间轴的线段。
二、非晶体:熔化和凝固过程中吸热或放热,但是温度改变
第2节　熔化和凝固
第2课时　熔化和凝固图象及吸放热
一、熔化和凝固的图象
二、熔化吸热
1.晶体在熔化过程中首先温度要达到熔点,尽管温度保持不变,但必须不断吸热,才能进行熔化。非晶体熔化也需要吸热,但温度一直上升。
2.应用
三、凝固放热
凝固过程与熔化相反
1.如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,根据图象中的信息,判断下列说法正确的是(D)
A.该物质为非晶体
B.在5~15 min之间,物质温度不变所以不吸收热量
C.在第5 min时物质已全部熔化
D.在第10 min时物质处于固液共存态
2.下表所列的是各种晶体的熔点,下列说法中错误的是(C)
固态氢-259 ℃ 固态酒精-117 ℃ 固态水银-38.8 ℃
金1 064 ℃ 钢1 300 ℃ 钨3 410℃
A.在-268 ℃时氢是固态
B.灯泡的灯丝用钨制成,不容易熔化
C.纯金掉入钢水中不会熔化
D.水银温度计在-40 ℃时不能使用
3.现代建筑出现了一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体材料,当温度升高时,球内材料熔化吸热,当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑内温度基本保持不变。下列四个图象中,表示球内材料的凝固图象的是(A)
4.在铅的熔化过程中(D)
A.铅的温度升高,同时吸热
B.铅的温度降低,同时放热
C.铅的温度不变,不吸热也不放热
D.铅的温度不变,同时吸热
5.如图是某一物质加热变成液体时温度随时间变化的曲线,观察图象并将结果填在横线上。
(1)当时的室温是　20 ℃　。
(2)图中BC段表示物质处于　固液共存　状态,图中CD段表示物质处于　液体　状态。
(3)物质的熔点是　80 ℃　,熔化用了　3　 min,在这段过程中物质要　吸　(选填“吸”或“放”)热。
(4)物质是　晶体　(选填“晶体”或“非晶体”)。
教学时特别重视了对图象的分析,帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出曲线图,然后让学生对海波曲线图分析,学生很容易会发现海波有一个平稳阶段,进而总结出结论。本节课课堂气氛还是比较活跃的,学习气氛也很浓厚。主要问题是时间把握得不是很好,有个别内容未来得及总结。
1.海波
化学名称“硫代硫酸钠”,分子式Na2S2O3,在试剂商店或照相器材商店可以买到(常溶于水中用作黑白照片冲印的定影液),商品海波常为较大的晶粒。海波熔点为48 ℃,液态海波凝固过程中容易产生过冷现象,如果需要根据海波的凝固过程画出凝固图象,应在海波凝固过程中当温度降低到接近凝固点时及时加入少量海波粉末作凝结核。
2.过冷现象
晶体凝固时,如果缺少晶核,则物质虽然降温到凝固点以下,也可能不会凝固。这种现象叫做过冷现象。晶核可以是细小的籽晶,也可以是其他的杂质(如微尘)。物理实验中常用的海波(和萘)当温度降到凝固点时,如果晶核太少,凝固速度太慢,会使凝固时液体内部放出的热少于液体向周围散失的热,使液体温度继续降低,出现过冷现象。海波可以降到47 ℃(萘降到78 ℃)左右尚未结晶。以后由于晶核逐渐增多,凝固时液体放出的热大于散失的热,使液体温度回升到熔点附近。如果在液体温度刚要降到熔点时向液体中撒入一定量的晶粒,同时减慢液体降温的速度,可以减弱或避免过冷现象。
第3节　汽化和液化
第1课时　汽化和液化的概念　沸腾
1.知道物质的液态和气态之间是可以转化的。了解汽化和液化现象。
2.能通过实验观察水的沸腾现象,了解沸点的概念。
重点:1.汽化和液化的概念。
2.沸腾现象产生的条件及沸腾现象的特征。
难点:探究沸腾现象产生的条件及沸腾现象的特征。
【新课导入】
1.情境导入
夏天我们将洗过的衣服晾晒在阳光下,湿衣服很快就变干了,衣服上的水去哪里了呢 通过今天的学习,我们就可以解释其中的奥妙。
2.实验导入
按照教材中的实验,在透明塑料袋中滴入几滴酒精,排尽空气后把口扎紧,放入80 ℃以上的热水中。
提出问题:你看到什么现象 从热水中拿出塑料袋,过一会儿又有什么变化 怎么解释这些变化 你还有什么疑问 你的想法是什么
学生讨论交流:“酒精到哪里去了 ”“为什么塑料袋会鼓起来 ”“酒精为什么会失而复得 ”
【课堂探究】
探究点一　汽化和液化
　问题1:在上面的实验中物质的状态是如何变化的
塑料袋中的液态酒精受热后变成了气态酒精,降温后气态酒精又变成了液态酒精。
归纳总结: (1)物质的液态和气态可以相互转化。
(2)物质从液态变成气态的过程叫做汽化。
(3)物质从气态变成液态的过程叫做液化。
问题2:还有哪些汽化和液化的实例 发散学生的思维,引导学生列举实际生活中的具体实例。
提示:(1)往教室的地面洒水,一会儿水不见了。
(2)锅内水烧开后,会产生大量白气。
(3)冬天,戴眼镜的同学从室外到室内,眼镜片上有“白气”。
探究点二　沸腾
　问题1:烧水时怎么判断水烧开了
提示:水烧开前声音较小,水内的气泡在容器底产生,上升过程中会逐渐变小;烧开后声音较大,气泡在上升过程中逐渐变大。水烧开了在物理上叫做水沸腾了。
归纳总结:在物理学中,把液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象称为沸腾。
实验1　探究水沸腾时温度变化的特点
(1)提出问题:同学们认真观察过水的沸腾吗 水在沸腾时有什么特征 水沸腾后,如果继续加热,是不是温度会越来越高 水沸腾后停止加热,水会不会继续沸腾
(2)猜想和假设:水沸腾时,温度可能会上升。(也可以猜想可能保持不变)
(3)设计实验与制订计划
实验器材:铁架台、温度计、水、烧杯、石棉网、酒精灯、火柴、有孔的硬纸板、停表等。
(4)进行实验与收集数据
教师出示注意事项,提醒学生在实验时一定要注意安全。
①实验过程中注意观察:a.温度随时间的变化情况;b.气泡的生成和变化情况。
②组装实验器材时,要从下往上组装完成,并且要用酒精灯的外焰加热。
③要使水尽快地沸腾,可采取的方法:a.选择初温较高的水;b.减少水的质量;c.给烧杯加盖。
④盖子上小孔的作用:连通内外空气。
a.在进行实验时,注意分工合作,如计时、观察气泡的变化情况、温度的变化,温度计的使用方法、酒精灯的正确操作等,让学生将观察到的数据和现象记录在下表中。
时间/ min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …
温度/ ℃
气泡变化情况
b.水沸腾过程中,撤去酒精灯,观察烧杯内水的现象。
(5)分析与论证
根据表格的数据绘制温度与时间的关系图象,如图所示。
(6)交流讨论
①水在沸腾前和沸腾时,气泡产生的部位、大小变化各有什么特点
②对比沸腾前、后温度变化情况,沸腾必须满足什么样的条件
总结:达到一定的温度,这个温度叫做沸点。
③撤去酒精灯后,观察到什么现象 这说明什么
总结:水不再沸腾,水沸腾时需要吸热。
归纳总结:水沸腾前的气泡:从烧杯底部和内壁产生大量气泡,上升并逐渐变小,如图(甲)所示。
水沸腾时的气泡:大量的气泡上升、变大,在水面破裂,如图(乙)所示。
实验2
教师演示:纸锅烧水实验,交流讨论纸锅不会燃烧的原因及观察到的现象。
提示:水沸腾时的温度约为100 ℃且继续加热水温不会升高,纸的温度低于着火点,因而不会燃烧。
归纳总结: 沸腾的特点:(1)在一定的温度下进行。(2)在液体的内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。(3)液体沸腾时需要吸热,但温度保持不变。
【课堂小结】
　气态
　液态沸腾
第