【轻松备课】人教版物理八年级上 第三章第二节熔化和凝固 教学详案

第三章 物态变化
第2节 熔化和凝固
设计说明
关于“熔化和凝固”这一节是让学生能区别物质的三态，知道什么是熔化和凝固，理解熔点和凝固点的概念，掌握晶体熔化和凝固时的特点，知道晶体和非晶体的区别。
本节教学中要注重体现从生活走向物理，以学生非常熟悉的冰变成水、水变成冰和水变成水蒸气的现象为例，引导学生认识到物质的三态，以及三态之间是可以相互转化的，得出物态变化的概念。
对于“探究固体熔化时温度的变化规律”，可以采用海波和石蜡对比实验的方法，让学生在实验活动中将两者进行对比，可以发现它们之间的差异。在教学中，为了使探究的方向更加明确，可以将要观察的现象、要记录的问题、要注意的事项，比如水浴加热法等问题，在探究前就引导学生进行讨论，做到心中有数。对实验现象和数据的分析，引导学生利用图像法把温度和时间（代表吸放热）的关系描述出来。对于凝固现象可以让学生明白凝固是熔化的反过程，通过推理并绘出温度—时间图像的方法进行学习。
知道固体熔化和凝固的曲线特征不同，并了解熔化和凝固曲线上每段的意义。
总结熔化和凝固规律，及时引导学生走向社会、了解熔化和凝固在社会生活中的应用。
教学目标
1.通过生活中的实例、多媒体等区别物质的三种形态，知道物质的固体和液态之间可以相互转化。
2.通过实验探究知道熔化和凝固的含义。
3.通过实验比较海波与石蜡的熔化和凝固过程，知道晶体和非晶体熔化与凝固过程的区别。
4.会利用记录的实验数据绘制图像，并归纳固体熔化规律。
5.利用实验推理得到凝固过程的特点和图像。
6.通过实验探究活动、交流讨论活动提高学生的合作能力和团队精神。
教学重点难点
1.重点：固体在熔化时温度变化规律的探究。
2.难点：晶体和非晶体熔化、凝固图像的特点与区别。
教具
学生用：铁架台、试管、大烧杯、酒精灯、海波、石蜡、水、温度计、石棉网、火柴、停表等。
教师用：多媒体、烧杯、酒精灯、冰块。
教学过程
回顾思考
1.摄氏温度的规定：把在标准大气压下冰水混合物的温度定为________℃，沸水的温度定为________℃；0 ℃和100 ℃之间分成________个等份，每个等份代表________，如人的正常体温在“37 ℃”左右，读做________。
2.正确使用温度计时要注意：①被测温度不能超过温度计的________；②玻璃泡要________被测液体中；③读数时，玻璃泡________离开被测物体，而且要待玻璃管内液柱________后再读数，视线要跟液柱的液面________。
导入新课
1.实验导入
本节课的导入主要通过学生认真观察老师的演示实验“冰的变化”，并积极思考老师的问题引入新课。
教师演示：将一较小的冰块放入烧杯，用酒精灯给冰块加热，观察冰块的变化，等冰块全部化成水之后，继续加热，观察烧杯内水量多少的变化。
教师：请同学们描述看到的现象。
引导学生从冰块的大小变化、水量的多少变化、水是由谁变来的、最后水没了又是怎么一回事等几个方面回答。
根据学生的回答，教师总结：我们熟知物质有三种存在状态，如固态的冰、液态的水、气态的水蒸气，而这三态之间又有什么样的变化规律呢？这是我们这一节要研究的问题。
2.多媒体导入
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。
进行新课
探究点一　物态变化
提出问题：我们的生活离不开水，水是生命之源，那么自然界里的水都有哪些存在形式呢？分别是什么状态呢？它们之间能否相互转化呢？
答案点拨：冬天，湖面上的水结成冰，到了春天冰又融化成水；扫地时在地面上洒一些水，一会儿，水就不见了，变成了水蒸气，水蒸气又变成云，云又会形成雨降下来。
如秋天的早晨草叶上出现的露，就是空气中的水蒸气变成的；水蒸气也能变成冰，如寒冷的冬天，早晨出现的霜就是由空气中的水蒸气变成的固态的“冰”。
归纳总结：综上所述，物质的存在有三种状态，即固态、液态、气态，物质的三种状态是可以相互转化的。物质各种状态间的变化叫做物态变化。
探究点二　熔化和凝固
1.概念
（1）小组引导罗列物态变化的实例（让学生举例）
如：①春天，冰雪消融；②修公路时加热沥青，沥青变软最后变成液体，倒在公路上又慢慢变硬成为固体；③冬天晾在屋外的湿衣服结冰；④加热熔化后的石蜡倒入玩具模子，冷却后做出各种各样的玩具；⑤熔化后的铁水冷却后变成铁锅；⑥夏天，从冰箱中拿出的雪糕化了。
（2）引导归纳：像上面的实例中，物质能够从固态变成液态，也能够从液态变成固态，我们将物质从固态变成液态的过程叫做熔化，从液态变成固态的过程叫做凝固。
2.固体熔化时温度的变化规律
（1）提出问题：熔化需要什么条件呢？不同物质熔化时温度会如何变化呢？
（2）设计实验
①自主学习教材中的熔化和凝固。
②小组讨论实验方案：从下面几个方面考虑：
A.实验选用一种固体进行还是两种对比进行好？
B.什么方法可让固体熔化？
C.如何测固体的温度？
D.我们要观察的现象、要记录的数据分别是什么？
E.教材第54页设计的实验数据记录表格，能否改进一下，使我们记录的数据更加完善？
F.为了节约实验时间，使固体熔化得更快，实验使用温水还是凉水？
G.我们的实验器材是什么？
H.怎样组装？
（3）教师引导归纳：利用海波和石蜡进行对比实验；将固体放入试管对试管加热可让固体熔化；用温度计插入试管内的固体中央测温度；实验过程我们要观察固体的物态变化情况并记录温度的变化；我们设计的表格加两行，记录海波状态、石蜡状态；实验中为了节约时间，选温水更好；我们需要酒精灯、烧杯和水（用水浴法加热的目的是使物体受热均匀且缓慢）、试管、温度计、石棉网、铁架台、海波和石蜡、停表等。按如图所示组装。
（4）进行实验并收集数据
学生分组进行实验，将收集的数据填入所设计的表格内。
（5）分析与论证
根据表格的数据绘制时间和温度的图像，如图所示。
甲 乙
分析图像得出结论：海波固体吸热温度上升，达到一定的温度开始出现液体，继续吸热但温度不变，而且液体越来越多，直到所有固体完全变成液体，温度才继续上升；石蜡的熔化过程则不同，随着温度不断上升，石蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例1　某同学用如图甲所示的装置研究冰熔化时的特点，请回答下列问题：
（1）实验中，将盛有碎冰的试管放入烧杯内的水中加热，目的是________。
（2）某时刻温度计示数如图甲所示，此时温度是________℃，物质处于________态。
（3）根据实验数据，小丽作出了冰熔化的图像如图乙所示。分析图像可知，冰熔化时温度变化特点是________。熔化用了________min，第8 min冰处于________状态。
甲　　　　　　　　　　　　乙
解析：（1）把试管放入水中，能使试管内的冰均匀受热；（2）由图甲可知液柱在0 ℃以下，温度计的示数为-5 ℃，从图乙可以看出，冰的熔点是0 ℃，故-5 ℃的冰处于固态；（3）从图乙可以看出，从第4 min到第10 min，冰处于熔化状态，故熔化用了6 min，此时冰吸收热量，温度保持不变，第8 min冰处于固液共存状态。
答案：（1）使冰均匀受热　（2）-5　固　（3）保持不变　6　固液共存
注意：（1）加热时，为了使各部分受热均匀应用搅拌棒不断地轻轻搅拌。
（2）物质尽可能选择粉末状的或小块状的，如碎冰。
（3）加热时，要观察物质的状态变化及温度变化。
探究点三　熔点和凝固点
教师引导学生结合数据记录对图像进行细致分析
1.提出问题：
①海波的熔化图像根据其特征可分为几段？每段对应的海波是什么状态？随加热时间的增加，海波吸热，温度是否升高？海波有没有确定的熔化温度？
②石蜡的熔化图像根据其特征有无明显分段？石蜡随加热时间的增加，石蜡的状态变化是怎样的？在吸热过程中，温度怎样变化？石蜡有没有确定的熔化温度？
引导归纳
波的熔化图像可分为三段——段、段、段。（见图甲海波的熔化图像）
AB段：是固态，随着加热时间的增加，海波吸热，温度升高。
BC段：是固液共存状态，随加热时间的增加，海波吸热，但温度不变。
CD段：是液态，随加热时间的增加，海波吸热，温度升高。
海波有确定的熔化温度。
②石蜡的熔化图像无明显分段（见图乙石蜡的熔化图像），随加热时间的增加，石蜡由固态慢慢变软、变稀最后变为液态。整个过程一直吸热，温度一直升高。
2.自主学习教材第55页“熔点和凝固点”回答下列问题：
提出问题：（1）什么是晶体？你知道生活中有哪些晶体？
（2）什么是非晶体？你还知道生活中有哪些非晶体？
（3）什么是晶体的熔点和凝固点？
引导归纳
晶体：有固定的熔化温度的固体叫做晶体。如冰、海波、各种金属等。
非晶体：没有固定的熔化温度的固体叫做非晶体。如石蜡、松香、玻璃、沥青等。
熔点：晶体熔化时的温度叫做熔点。非晶体没有确定的熔点。
凝固点：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和它的熔点相同。非晶体没有确定的凝固点。
3.分组讨论
（1）阅读教材第56页“小资料”，了解几种晶体的熔点。
（2）思考教材第56页“想想议议”的问题。
引导归纳：凝固是熔化的反过程，液体凝固成为晶体的条件是温度降低到凝固点并且要继续放热，虽放热但温度不会降低。当物质的温度高于凝固点时是液态，当温度低于凝固点时是固态。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例2　（2019·湖南湘潭中考）某固态物质加热时，其温度随时间的变化关系如图乙所示，请分析并回答：
（1）这是________（选填“晶体”或“非晶体”）的________（选填“熔化”或“凝固”）图像。
（2）第10 min时该物质处于________（选填“固”或“液”）态。
（3）该物质的熔点是________℃。
（4）组装图甲中的实验器材时，应该________（选填“从上往下”或“从下往上”）组装。
甲　　　　　　　　　　乙
解析：（1）由图像可知，第3 min时这种物质开始熔化，在第9 min熔化结束，该过程中温度保持在80 ℃不变，所以这是晶体的熔化过程。
（2）由图像可知，在第9 min熔化结束，第10 min时该物质处于液态。
（3）由（1）分析可知，该物质的熔点是80 ℃。
（4）安装实验器材时需要先固定下面器材的位置，能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，然后再调整上面器材的位置，使温度计的玻璃泡完全浸入水中，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底，故从下往上安装。
答案：（1）晶体　熔化　（2）液　（3）80　（4）从下往上
探究点四　熔化吸热　凝固放热
分组讨论：阅读教材第56页“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？
（2）液体凝固的条件是什么？
引导归纳：固体熔化过程必须吸热，比如夏天喝饮料时加入了冰块，应用了熔化吸热的原理；液体凝固必须放热，比如北方冬天的菜窖内为防止蔬菜冻坏放入几桶水，应用了水凝固放热的原理。现在人们研制出一种聚乙烯材料，在1540 ℃的范围内熔化或凝固，可以调节室内温度，就是利用了温度高时会由固体熔化为液体需要吸热，而温度低时会由液体凝固为固体需要放热的原理。
课堂小结
1.固态、液态和气态是物质常见的三种状态、物质各种状态间的变化叫做物态变化。
2.物质从固态变成液态的过程叫做熔化。物质熔化的过程需要吸收热量。
3.物质从液态变成固态的过程叫做凝固，物质凝固的过程放出热量。
4.晶体和非晶体
晶体 非晶体
示例 金属、海波、水 松香、玻璃、沥青
特点 有确定的熔点 没有确定的熔点
熔化条件 温度达到熔点，且继续吸热 持续吸热
凝固条件 温度降到凝固点且继续放热 持续放热
图像 晶体的熔化和凝固 非晶体的熔化和凝固
5.同种晶体的熔点和凝固点相同。
当堂达标（见导学案“当堂达标”）
参考答案
1.D　2.B　3.A　4.C　5.B
6.如图所示
（2）晶体
7.熔化　保持不变
布置作业
教材第57页“动手动脑学物理”第1至4题。
板书设计
一、物态变化：物质各种状态间的变化 二、熔化和凝固 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。 三、熔点和凝固点 1.晶体和非晶体 晶体：有确定的熔化温度，熔化过程吸热但温度不变的固体。 举例：海波、冰、各种金属 非晶体：没有确定的熔化温度，熔化过程吸热升温的固体。 举例：蜡、松香、玻璃 2.熔点和凝固点 熔点：晶体熔化时的温度。 凝固点：液体凝固形成晶体时的温度。 同种晶体熔点和凝固点相同。 四、熔化吸热，凝固放热.
教学反思
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