课题 四、升华和凝华 课型 新授课
教学目标 知道升华和凝华的概念,知道升华要吸热,凝华要放热.了解生活总的升华和凝华现象,并能用物理语言进行解释.学会根据结果进行间接分析,从而推断出物理过程的思维方法.
重点难点 升华吸热、凝华放热现象.解释日常生活中的升华、凝华现象,
教材分析
教学方法 通过对实验现象的观察了解升华和凝华现象.
教具 锥形瓶、樟脑、酒精灯、铁架台、棉线及枯树枝、碘锤、火柴.
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程 前面我们已经学习了有关自然界物质状态及其变化的情况,下面来做一个简单的会议和归纳.①自然界常见物质常见的存在状态有哪些?②发生在固态和液态之间的转化过程及吸热、放热情况?③生活有哪些熔化和凝固现象?④发生在液态和气态之间的转变过程及吸、放热情况?⑤汽化的两种方式?它们有哪些共同点和不同点?⑥自然界中固态和气态之间能够直接转变呢?举例说明.熔化(吸热) 汽化(吸热)固 液 气 凝固(放热) 液化(放热)固 ? 气(活动1)在锥形瓶中放入少量的碘粒,在靠近碘粒的上方悬挂一段棉线,用酒精灯微微加热.观察瓶中碘的变化并做好记录.现象:瓶底有紫色的碘蒸汽冒出,但没有看到液态的碘.停止加热一段时间后,瓶中紫色的碘蒸汽消失,瓶中细线上出现针状碘固体.讨论:①这一现象说明什么?②碘是如何从固态变成气态的?这一过程叫做什么?③碘升华时必须加热说明了什么?④气态碘又是如何变成固态的?这一过程叫做什么?⑤停止加热后碘凝华说明了什么?升华和凝华1.升华:物质由固态直接变为气态的现象.升华吸热2.凝华:物质有气态直接变为固态的现象.凝华放热日常生活中还有那些升华和凝华现象?举例说明.①寒冷的冬天,地面上出现的霜. 霜的出现是凝华现象,是空气中的水蒸气遇冷凝化而成.因为冬天温差较大,水蒸气放出更多的热而发生凝华现象.②冬天,冰冻的衣服也会直接变干. 因为在寒冷的冬天,气温在0℃以下,冰发生升华现象.③在寒冷的冬天,窗玻璃上会出现冰花.它是怎样形成的?冰花出现在窗玻璃的内侧还是外侧? 冰花出现在窗玻璃的内侧.因为室内水蒸气的温度较高,遇到温度较低的玻璃放热发生凝华现象.而室外空气中的水蒸气和玻璃的温度一样,没有温差,因此不会在玻璃上放热而凝华.④家里永久了的白炽灯泡得内壁、日光灯的两端为什么会发黄、发黑? 由于钨丝发生升华,同时又在灯泡比上发生凝华所致.钨的熔点很高,为3140℃,所以钨只会发生升华而不会熔化.⑤请看一则报道《怪怪怪大雪飘满天 瞬间就不见》请同学们猜测一下这可能是一种什么现象? 可能是升华现象.因为雪是固态,瞬间没了,又没有看到液态的水出现.⑥舞台上的白雾是怎样形成的? 干冰粉洒到舞台上,迅速升华降温,使空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠来制造“白雾”以渲染气氛.⑦加碘盐应该怎样正确使用? 加碘盐中的碘容易升华,因此不能过早地放入菜中,平时不能放在灶具边上,而要远离热源,还要放在密闭的、不透明的容器内.⑧“人工降雨”的方法有几种?干冰进行人工降雨经历了那些物态变化的过程? 有三种.经历了这样一些物态变化的过程,一是干冰的升华吸热使周围的温度降低;二是水蒸气遇冷液化成小水珠或凝华成小冰晶;小冰晶在下落过程中遇到热气流熔化成小水珠,小水珠越来越大,当小水珠的重力大于上升气流产生的浮力时,水柱下落到地面就形成雨. 从学生已有的知识出发,引导学生进行新的科学探究.引导学生观察实验现象.物质可以在固态和气态之间直接转变.加热 升华升华吸热停止加热 凝华凝华放热引导学生分析日常生活中的升华、凝华现象.鼓励学生质疑、提问、补充,提高学生合作学习和多向思维的能力.让学生从感性上知道物理知识是有用的,体会物理知识的价值,从而提高学生学习物理的积极性.
三、思考与作业
四教学后记
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2课题 热膨胀 热传递 课型 新授课
教学目标 了解固体、液体、气体在 受热时膨胀,遇冷时收缩。知道热传递的三种方式:传导、对流、辐射。会用所学知识解释生活中一些物理现象。
重点难点 水的反常膨胀。解释与热膨胀、热传递有关的现象。
教学方法 通过演示实验了解物体热膨胀特点。通过讨论,分清热传递的三种方式。
教具 烧瓶、台、试管、水、酒精灯、铁架
教学程序设计 学生活动
一引入课题二教学过程 [演示1]气体的热膨胀
问:看到什么现象?说明什么问题?(板书)气体受热膨胀,遇冷收缩[演示2] 液体的热膨胀(板书)液体受热膨胀,遇冷收缩[演示3] 气体的热膨胀(板书)气体受热膨胀,遇冷收缩问:三个实验你是根据什么现象看出物体膨胀和收缩的?实验方法:转化和放大问:三个实验共同特点是什么?(物体受热膨胀,遇冷收缩)有没有不同点?(板书)一般物体都是在温度升高时膨胀,在温度降低是收缩在相同的条件下,固体膨胀得最小,液体膨胀得较大,气体膨胀得最大。(比较)强调:一般是指什么意思?(板书)水的反常膨胀(板图)水在4oC时密度最大,体积最小,无论是温度升高还是降低,体积都变大。(所以液体温度计不能用水做感温物质)[例]如图是三位同学自己制作的三支温 度计。(1)根据液体热胀冷缩性质制作的是______温度计,根据气体热胀冷缩的性质制作的是______温度计.(2)当温度升高时,______温度计的液柱将下降.如果甲、乙两支温度计用的玻璃管一样粗细,那么甲、乙两支温度计测量的精确程度较高的是______.若玻璃泡大小相同,内径粗一些精确,还是内径细一些的精确?(活动)看谁坚持的时间长。(在金属和塑料饭盒内倒热水,用手托住)引出;热传递(幻灯2)(板书)热传递:热可以从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传到低温部分。板书:热传递的三种方式 传导:热沿着物体传递 热的良导体:热的不良导体:对流:靠液体或者气体的流动来传递热的方式传导和对流的区别:传导:物质不流动。对流:靠物质流动传热。 问题:用冰块冷藏食物时,把冰快放在食物的上方还是下方?辐射:热由物体沿直线向外射出去篝火晚会时,人胸前被烤热,热是怎样传到人体上的呢?若在胸前挡一块板,又会怎么样?辐射:不需要介质,可在真空中进行,地球上得到太阳的热,就是通过辐射方式传来的。(演示5)雕塑猫问:反映一个什么问题?(板)黑色表面物体对太阳辐射的吸收本领比白色表面的物体强。例:飞机表面涂上银色、夏天室外穿浅色衣服比穿深色衣服凉快、电冰箱背后散热片是黑色的金属片。联系实际,解释温室效应。 小结:这节课学到那些知识,那些方法。 观察现象(液柱向右移动)气体受热膨胀回忆整个实验过程有特例启发得出结论
三、思考与作业
四教学后记
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2课题 三、熔化和凝固 课型 新授课
教学目标 1.了解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别,知道物质的固态和液态之间是可以转化的。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。3.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义,通过探究活动,使学生进一步感知用图像法研究物理变化的优点。4.通过对比,了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法。
重点难点 熔化、凝固图像,晶体、非晶体熔化凝固的条件和特点。
教学方法 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。了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法。通过探究活动,使学生了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。
教具 学生实验,二人一组。每组配备酒精灯、铁架台、石棉网、温度计、火柴、坐标纸。A组同学另配备烧杯和冰块,B组同学另配备易拉罐和松香。
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程教学过程 (录像)滚滚而来的长江水及长江的源头——各拉丹冬雪山。同学们可曾想到,这气势磅礴的滔滔大江,这万古不竭的巨流最初的水源竟是各拉丹冬雪山冰雪消融后形成的呢?(讨论)①北方的冬天非常寒冷,一般不使用水银温度计而选用酒精温度计,这是为什么?②日常生活中你还见过哪些物质在固态和液态之间变化的现象?(板书)一、熔化和凝固:1.熔化:物质由固态变成液态的过程叫熔化2.凝固:物质由液态变成固态的过程叫凝固(讨论)①物质是如何从固态转变成液态的?②固体在熔化过程中温度是如何变化的呢?(设计实验)探究冰、松香的熔化特点注意:1.在使用温度计时要注意不要让玻璃泡接触试管壁和底,要埋在固体中。研究冰块熔化过程的同学要等到插入冰块的温度计示数不怎么变化时再开始加热冰块。2.每隔半分钟记录一次固体的温度,并观察固体的状态。直到固体全部熔化完后5min为止。每组的二位同学要分工合作。一位同学读数,并观察物体的状态;第二位同学记录温度和状态。 3.最后根据记录的数据在坐标纸上画出固体的温度随时间变化的图线。(投影)探究冰、松香的两个实验小组填写的实验表格和在坐标纸上绘制的图像(讨论)①观察冰熔化的实验数据和绘制的图像,大家可以发现并熔化有哪些特点?②观察松香熔化的实验数据和绘制的图像,大家又可以发现松香熔化有哪些特点?③这两种物质熔化时的共同点和不同点?(分析总结)冰在熔化过程中温度不变,当冰全部是固体以及冰全熔化成液体后,温度要上升。冰在熔化过程中,我们要不断对它加热。松香在熔化过程中温度要上升,松香在熔化过程中,我们要不断对它加热。相同点:都需要对它们加热。不同点:冰在熔化过程中温度不变而松香的温度要上升。(板书)二、熔化的特点1.物质在熔化过程中要吸热2.晶体熔化时温度不变3.非晶体熔化时温度不断上升4.熔点:晶体熔化时的温度(讨论) ①观察P40一些物质的熔点表,这些物质是晶体还是非晶体?为什么?②观察熔点表你还有那些发现?③萘的熔点是多少?它表示什么含义?萘在85℃时是什么状态?萘在20℃时是什么状态? ④0℃的冰是何种状态?液体在凝固的时候有些什么规律呢?由于时间关系,不能让大家在课堂上做实验了,感兴趣的同学可以课后利用冰箱来探究水的凝固过程。(板书)三、凝固的特点1.物质在凝固过程中要放热2.晶体凝固时温度不变3.非晶体凝固时温度不断下降4.凝固点:晶体凝固时的温度,同种晶体的凝固点和熔点相同。(讨论)①水的凝固点是多少?它表示什么含义?②熔化、凝固在生产、生活中的应用,为什么?冷冻食品保鲜、利用冰袋为高烧病人降温、将熔融状态的玻璃制成玻璃板等。夏天冰冻的食物放在室温下会很快熔化而变质。 (学生思考)在刚才的录像里,固态的冰变成了液态的水。让学生列举生活中的熔化、凝固现象,引导他们进入探索物理知识的角色。提出问题,激发学生探究的欲望。见P39图2-28学生实验讲解实验注意事项,使学生能更好地完成实验。让学生根据实验图像回答问题,培养他们分析问题的能力。引导学生通过讨论总结出冰和松香在熔化过程中的相同点和不同点。培养学生根据表格、数据归纳、总结物理规律的能力。金属的熔点一般较高,所以常温下金属是固体;常温下是气态的物质熔点很低。引导学生讨论物质凝固时的特点。引导学生将所学的知识与实际生活联系起来。
三、思考与作业 P411、2、3 写出第2、3题的实验方案及实验结果。
四教学后记
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1课题 一、 物质的三态 温度的测量 课型 新授课
教学目标 1.能区分固、液、气三种物态并描述这三种状态的基本特征。2.由日常生活的经验体会物体有冷热的区别,并以此建立温度的概念。3.了解自然界中云、雨、露、雾、霜、雪、雹的形成都与温度有关。4.知道摄氏温标,知道温度计的测温原理、构造及刻度使用方法,会用温度计测量温度,能说出生活环境中常见的温度值。5.分析温室效应及热岛效应的成因及危害,培养学生的环保意识。
重点难点 对物质三态的认识温度、摄氏温标、温度计的原理与使用
教学方法 通过观察和实验了解温度计的构造。通过学习活动,使学生掌握温度计的使用方法。
教具 酒精灯、烧杯、冰块、碘、带喷嘴的玻璃筒、保瓶
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程教学过程 (问)1.自然界中云、雨、露、雾、霜、雪、雹有何共同点?它们的不同之处是什么?2.物质存在的状态通常有哪三种?3.物质处于哪种状态与什么因素有关?物质通常有固、液、气三种状态,物质究竟处于哪种状态与物体的温度有关。今天我们就来学习物质的三种状态及温度的测量等方面的知识。(演示1)观察水的三种状态及其特征 见P28图2—1实验结果填入教材第29页的表中。(举例)一些自然界和日常生活中各种不同状态的物质(讨论)1.水存在的各种不同形态 2.水在不同状态之间的变化与什么有关? 3.温度表示什么?(演示2)倒几杯冷热不同的水,让学生触摸烧杯的外壁,用一个字描述自己的感受。冷、热、凉、烫、温……这些字眼常常被用来形容一些物体的冷热程度。(板书)一、温度:表示物体的冷热程度(讨论)1.温度和人类有何密切关系? 2.日常生活中,我们主要靠什么对气温及某些物体的温度进行判断? 3.凭感觉判断物体的冷热程度是否可靠?任何物体都有温度,怎样才能知道物体的确切温度?这就要学会温度的测量。(板书)二、温度计(学生活动)观察温度计,探究温度计的构造、原理、摄氏温度的规定及温度计的使用等问题。(1)温度计有哪几部分构成?(玻璃泡、测温液体)(2)温度计是根据什么原理来测量温度的? (板书)1.液体温度计的测量原理:液体的热胀冷缩(3)摄氏温度的0度和100度是怎么规定的?摄氏度是用什么符号表示?(板书)2.摄氏温度的规定: ① 0度— 通常情况下冰水混合物的温度②100度— 标准大气压下水沸腾时的温度③1℃— 在0度至100度之间等分为100份,每一等份即摄氏温度的一个单位,叫做1摄氏度 。(4)在使用温度计前应注意观察温度计的哪些方面?(5)怎样正确读出温度计的读数?(6)怎样利用温度计测量一杯水的温度?(板书)3.温度计的使用方法:①观察温度计的量程和分度值②将温度计的玻璃泡与被测液体充分接触③当温度计的示数稳定后再读数,读数时,温度计的玻璃泡仍须和被测物体接触。④读数时,视线要与温度计中液柱的上表面相平。生活、物理、社会 1.温度计的发展(学生讨论) 除了我们刚才介绍的常见液体温度计以外,实际上,温度计的种类很多,温度计的发展也经历了一个漫长的历史2.探究体温计的使用问题(学生讨论)温度计的用途不同,它的构造乃至使用方法也会有所不同,例如测量人体温度的体温计。介绍体温计的构造、测温范围、如何使用及使用注意事项等问题。3.探究城市热岛效应和温室效应问题随着社会的发展,科学的进步,人类在利用自然的同时,也正在一步步地破坏自然。例如温室效应的加剧及城市热岛效应增强,都给环境带来越来越不利的影响。介绍什么叫温室效应和城市热岛效应及怎样减少温室效应和城市热岛效应给环境所带来的危害即如何进行环境保护的问题。 引导学生观察水的三种状态之间的变化情况,并思考水在不同状态时的形状、体积等方面各有什么特征?观察P29图2-6阅P30信息快递阅P30图2-7分析总结温度计的使用方法。
三、思考与作业 1.观察你家厨房中哪些物质是固体?哪些是液体?哪些是气体? 2.分别在树阴下和阳光直射处,用温度计测量一天中不同时刻的气温,然以时间为横坐标,温度为纵坐标描出温度随时间的变化图线,看一看,从中能发现什么规律?(P33 4)
四教学后记
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1课题 二、汽化和液化 课型 新授课(2课时)
教学目标 1.通过观察和实验,认识什么是汽化和汽化的两种方式。2.知道蒸发现象,通过实验探究理解蒸发快慢与温度、表面积和液面上方空气流动的快慢有关。3.通过实验及对实验现象的分析,理解蒸发过程要吸收热量,以及蒸发制冷在生产、生活中的应用。4.通过观察水的沸腾实验,认识水的沸腾特点,知道沸腾时的温度叫沸点。5.知道液化现象及时气体液化的两种方式。
重点难点 1.汽化的两种方式蒸发和沸腾以及它们之间的异同。2.液体沸腾的条件。3.蒸发过程需要吸收热量4.关于“雾”、“白气”等现象的认识。
教学方法 观察沸腾时液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。通过探究活动了解液体沸腾时的特点。
教具 酒精、塑料袋、80~90℃的热水、细绳、注射器、乙醚酒精棉、温度计、烧杯、中间有孔的塑料盖、铁架台、酒精灯、石棉网、钟表、蒸发皿、锥形瓶、温水、冰块等。
教 学 程 序 设 计 学生活动
一引入课题二教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程 (现象)1.晒在太阳底下的湿衣服一会儿就干了,洒在地上的水也会慢慢变干 2.在黑板上洒一些酒精,很快酒精就变没有了;在手背上涂些酒精,酒精会变干而手背则觉得凉。(问题)①水、酒精为什么会变干了? ②手为什么会变凉? ③我们为什么会闻到酒精的气味?(演示)在透明塑料袋里滴入几滴酒精,将袋挤瘪,排尽空气后用细绳把口扎紧,然后放在80℃以上的热水中,观察发生的现象。(讨论)1.日常生活中一些类似的事例 2.这些事例的共同之处(物质状态发生变化)(板书)一、汽化:物质由液态变为气态的现象叫汽化(讨论)日常生活中还有那些汽化现象?这些现象有何不同?(板书)1.汽化的两种方式:蒸发和沸腾(讨论)①涂酒精后手背变凉说明什么? ②怎样才能让水沸腾?③这一现象说明什么?(板书)2.汽化要吸热探究汽化的一种方式 蒸发(讨论)①常见的蒸发现象 ②这些现象的相同点(板书)二、蒸发1.蒸发的特点:液体在任何温度下都能发生,只发生 在液体表面。(讨论)①常见蒸发现象之间的不同之处(蒸发快慢不同) ②蒸发的快慢可能与哪些因素有关?(举例说明)2.影响蒸发快慢的因素:①液体的温度②液体的表面积③液体表面上放空气流动的快慢(讨论)①怎样加快(或减慢)液体的蒸发? ②如何设计实验证明液体蒸发的快慢确实与上述三个因素有关?探究汽化的另一种方式 沸腾(学生活动)观察水的沸腾现象(讨论)实验中应注意的问题实验步骤:1.向烧杯中加入适量的温水,用酒精灯给烧杯加热,观察水中发生的变化(水的温度、水发出的声音、水中的气泡……)2.当水温升高到90℃时,每隔1min读一次温度计的示数,并记录在表格中,同时继续观察烧杯中水发生的变化,直到水沸腾5min后停止读数。3.移开酒精灯,停止加热,观察水是否继续沸腾。实验结论:(1)描述实验中水在沸腾前和沸腾时的情景:水中气泡在沸腾前_________________,沸腾时_____________。水的声音在沸腾前_____________,沸腾时____________。(2)根据记录的数据作出水的沸腾图像。(3)根据所作图像分析:沸腾前,对水加热,水的温度____;沸腾时,继续对水加热,水的温度____;实验中水的沸腾温度是____℃。停止对水加热,水_____(能/不能)沸腾,可见,沸腾_______(需要/不需要)吸热。沸腾时,水从_________态变成_______态。(板书)三、沸腾1.沸腾的特点:在液体的内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。2.沸点:液体沸腾时的温度称做沸点。一个标准大气压下水的沸点为100℃(讨论)①水落油锅为什么会爆炸 ②为什么水烧开时不会溢出来,而粥烧开了却会溢出来呢 ③比较蒸发和沸腾的异同点探究液化(演示)模拟大自然中“雨”的形成我们知道,雨水来自于江河湖海蒸发到大气中的水蒸气,那气态水究竟是怎样变成液态水的呢?我们来做下面的实验。实验过程:1.向锥形瓶内注入少量的温水,稍后,取一干燥的蒸发皿盖在瓶口,在蒸发皿中放置一些冰块,观察现象。2.另换一只干燥的蒸发皿,盖在瓶口,向蒸发皿中倒入开水,观察现象。3.学生根据现象思考:瓶中潮湿而暖和的空气_______(上升/ 下降),当在瓶口附近遇(冷/热)时,水蒸气凝结成_____。(板书)四、液化:物质由气态变为液态的现象1.气体液化时放热(讨论)①气体液化放热的事例②使气体液化的方法(演示)用注射器吸进一些乙醚,用橡皮塞堵住注射孔。先向外拉动活塞,当看不见针筒中的乙醚液体时,再推压活塞。观察注射器中是否又出现了液态乙醚。2.气体液化的两种方法:降低温度、压缩体积(讨论)①仔细观察你会发现烧开水时,在最靠近壶觜的地方反而不出现“白气”,想一想,为什么?②“雾”的形成过程是用什么方法使气体液化的?家用的液化石油气是用什么方法使气体液化的?生活·物理·社会背景资料一:水落油锅为什么会爆炸 水一溅入热油锅,马上会产生“劈劈啪啪”的一阵爆炸声。如果油花溅在皮肤上,还会烫起小泡,疼得很。水落在热油锅里,为什么会爆炸呢?这要从水受热后的变化说起,水加热到100℃,就达到了沸点,这时它从原来的液体状态变成气体状态,成了水蒸气。当一滴水落进了热油锅里,由于油的沸点一般都在200℃以上,加热后的油即使没有达到沸点,也早已超过了100℃,所以,水滴的温度立刻升到沸点,变成水蒸气。水变成水蒸气后,它的体积大约要增大1000多倍,这一体积的变化,不但进行得很快,同时又由于水比油的密度大,所以小水滴一进油锅就沉入锅底,而水蒸气的密度又比油小得多,水化成的水蒸气必然要上升跃出油面,因此引起了剧烈的振动,发出了响声和爆炸,溅起了油花。弄懂了这个道理,就知道烧菜时不能把热油锅内弄进水滴,连炒菜用的锅铲、勺子上也不能沾着水点,还有含水分较多的食物,要放进油锅去煎炸时,必须将食物顺着锅沿,小心地放入锅里,以免油花溅到身上。背景资料二:水烧开时不会溢出来,为什么粥烧开了会溢出来呢 水烧开时,水蒸气形成的气泡上升到水面,就会立即爆裂,不会积聚起来,水面的高度不会升高得太多,水也就不会溢泻出来。
粥烧开时,由于米粒的淀粉和水混合变成糊状,增大了粥的粘性,导致水蒸气形成的气泡不易爆破,一直积聚在粥面上,愈堆愈高,就从煲盖溢泻出来。 把煲盖掀开,用筷子支承着,使盖与煲离开一段距离,利用空气冷缩气泡,就可以减轻溢出的程度。背景资料三:“坎儿井”——绿洲的生命之源入夏,进入吐鲁番盆地,浩瀚的戈壁滩上,看得见一行行排列整齐的锥形土堆,形似坟茔;冬季,一股股热气从地中徐徐喷出,那就是坎儿井的井口。坎儿井是吐鲁番古代各民族群众的伟大创造。一、坎儿井名称的由来 坎儿井,伊朗称之为Qanat,伊拉克称作Madazcha,而吐鲁番则称作kariz,三者读音显然不一样。 在我国,坎儿井一词,最早出现于春秋战国时期。《庄子·秋水篇》中曾有“子独不闻夫坎井之蛙乎”之句。唐代西州文书中有“胡麻井渠”的记载。明代万历三年(公元1575年),石茂华《远夷谢恩求贡事》一文中有关于“牙坎儿”的记载。到了清朝乾隆年间则称之为卡井。由此可知,坎儿井名称源自中国。它演变的过程可归纳为井(周)→坎井(战国至汉)→井渠(唐、元)→卡井(清)→坎儿井(现代)。二、坎儿井——绿洲生命之源 吐鲁番是全国有名的火炉。高温少雨,水贵如油,可是吐鲁番绿洲却逐年扩大,城乡经济日趋繁荣。论功行赏,坎儿井当推首功。 吐鲁番地区共有坎儿井 1100多道。其中吐鲁番市为538道,鄯善418道,托克逊180道。这些坎儿井,年径流量达 2.94亿立方米,占吐鲁番总灌溉面积的30%以上。 坎儿井,是绿洲生命之源。没有坎儿井,就不可能有吐鲁番那么多的绿洲。 三、坎儿井——伟大的地下水利工程 坎儿井,被誉为我国古代三大工程之一,与横亘万里的长城、纵贯南北的大运河齐名,是我国古代各族人民的伟大创造。 每条坎儿井的长短,因地理环境实际利用不同而不同。长的可达20公里以下,短的只有100米左右。按每条4公里计算,总长度将超过4400公里,比摇篮之河黄河还长。四、坎儿井的构造 坎儿井由明渠、暗渠、竖井和涝坝四部分组成。暗渠是坎儿井的主体,即地下水河道,一般高约1.7米,宽约1.2米,掏捞工程十分艰巨。竖井是出运井下泥沙石砾的通道,也是通风送气口。井深因地势和地下水位高低不同而有深有浅,一般是越靠近源头,竖井就越深,最深的井可达90米以上。竖井与竖井之间的距离,随坎儿井的长度而有所不同,一般是20~70米,就有一口竖井。越是水源上头,间距越短,反之,间距则越长。一条坎儿井,竖井少则十多个,多则上百个。竖井井口呈长方形,长1米左右,宽0.7米。暗渠的出水口叫“龙口”,和地面的明渠相联接。坎儿井水注入涝坝,然后引入渠道灌溉农田。背景资料四:蒸汽机 蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。 16世纪末到17世纪后期,英国的采矿业,特别是煤矿,已发展到相当的规模,单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求,而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人,如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。 萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机,在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽,然后关闭进汽阀,在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀,矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中;关闭进水阀,重开进汽阀,靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时,关闭进汽阀和排水阀,重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环,用两个蛋形容器交替工作,可连续排水。 萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超过六米。为了从几十米深的矿井汲水,须将提水机装在矿井深处,用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上,这在当时无疑是困难而又危险的。 纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机,用以驱动独立的提水泵,被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国,后来在欧洲大陆得到迅速推广,它的改型产品直到19世纪初还在制造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低,这主要是由于蒸汽进入汽缸时,在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量,只在煤价低廉的产煤区才得到推广。 1764年,英国的仪器修理工瓦特为格拉斯哥大学修理纽科门蒸汽机模型时,注意到了这一缺点,并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失。 1782年前后,瓦特将机器进一步改进,完成了两项重要发明:在活寒工作行程的中途,关闭进汽阀,使蒸汽膨胀作功以提高热效率;使蒸汽在活塞两面都作功(双作用式),以提高输出功率。这时的活塞既要向下拉动杠杆又要向上推动杠杆,扇形平衡杠杆和拉链已不再适用,瓦特使发明了平行四边形机构。瓦特还于18世纪末将曲柄连杆机构用在蒸汽机上。 瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展,他使原来只能提水的机械,成为了可以普遍应用的蒸汽机,并使蒸汽机的热效率成倍提高,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机最主要的发明人。 自18世纪晚期起,蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用,在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍,为市场提供了大量消费商品,加速了资金的积累,并对运输业提出了迫切要求。 在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进,至1807年,美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。此后,蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。 1801年,英国的特里维西克提出了可移动的蒸汽机的概念,1803年,这种利用轨道的可移动蒸汽机首先在煤矿区出现,这就是机车的雏型。英国的斯蒂芬森将机车不断改进,于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车,该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视,开创了铁路时代。19世纪末,随着电力应用的兴起,蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。1900年,美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机。 蒸汽机按蒸汽在活塞一侧或两侧工作,可分为单作用和双作用式;按汽缸布置方式,可分为立和卧式;按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀,可分为单胀式和多胀式;按蒸汽在汽缸中的流向,可分为回流式和单流式;按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式。 简单蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成,汽缸和底座是静止部分。从锅炉来的新蒸汽,经主汽阀和节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动。 蒸汽机的发展首先体现在功率和效率的提高,而这又主要取决于蒸汽参数的提高。初期蒸汽机的蒸汽压力仅为0.11~0.13兆帕,19世纪初才达到0.35~0.7兆帕,20世纪20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽温度上,19世纪末还不超过250℃,而到20世纪30年代曾用到450~480℃。 至于效率,瓦特初期连续运转的蒸汽机,按燃料热值计总效率不超过3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽机总效率可达8%;到20世纪,蒸汽机最高效率可达到20%以上。 在转速方面,18世纪末瓦特蒸汽机仅40~50转/分;20世纪初转速达到100~300转/分,个别蒸汽机曾达到2500转/分。在功率方面,最初单机功率仅几马力,20世纪初的一台船用蒸汽机的功率可达25000马力。 随着蒸汽参数和功率的提高,蒸汽已不可能在一个汽缸中继续膨胀,还必须在相连接的汽缸中继续膨胀,于是出现了多级膨胀的蒸汽机。蒸汽机因受到润滑油闪点的限制,所用蒸汽的最高温度一般都不超过400℃,机车,船用等移动式蒸汽机还略低一些,多数不高于350℃。考虑到膨胀的可能性和结构的经济性,常用压力在2.5兆帕以下。蒸汽参数受到限制,从而也限制了蒸汽机功率的进一步提高。蒸汽机的出现和改进促进了社会经济的发展,但同时经济的发展反过来又向蒸汽机提出了更高的要求,如要求蒸汽机功率大、效率高、重量轻、尺寸小等。尽管人们对蒸汽机作过许多改进,不断扩大它的使用范围和改善它的性能,但是随着汽轮机和内燃机的发展,蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落。蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。因此,抛弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其重量轻,体积小、热效率高和操作灵活等优点,在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机。汽轮机则以其热效率高、单机功率大、转速高、单位功率重量轻和运行平稳等优点,将蒸汽机排挤出了电站。 接着电动机又以其使用方便,代替了蒸汽机在工业设备中的应用。然而小功率蒸汽机热效率比汽轮机高,所以在产煤区或只有劣质燃料的地区或某些特殊场合,蒸汽机仍有发挥作用的余地。 蒸汽机有很大的历史作用,它曾推动了机械工业甚至社会的发展。随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础;汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点,和采用凝汽器以降低排汽压力的优点,摒弃了往复运动和间断进汽的缺点;内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式,采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式,形成了热效率高得多的热力循环;同时,蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器,阀门和密封件等,均是构成多种现代机械的基本元件。 启发思考鼓励学生提出各种问题观察老师所做的实验现象,思考发生的原因并试着给予解释。(演示)温度计的玻璃泡上涂些酒精,观察温度计的示数有何变化? 阅P34生活物理社会“坎儿井”(讨论)减少蒸发的具体方法设计实验时应注意控制变量教师在实验时加强指导,学生分组实验,注意正确使用酒精灯,给水加热时,切勿碰翻,小心烫伤!由学生以小组为单位汇报实验结论。指导学生完成沸腾图像指导学生查阅课本上几种液体在标准大气压下的沸点进行实验,并注意观察:瓶口内是否出现朦胧的“白雾”?蒸发皿底部出现了什么?进行实验,并注意观察:瓶口内还有“白雾”出现吗?蒸发皿底部呢?思考:“雨滴”的形成经历了怎样的物态变化?需要什么条件
三、思考与作业 1.检索有关资料,说明在沙漠中的仙人掌针状的叶子对它们的生存有什么作用?2.酒精灯的火焰能点燃纸。那么,能用纸做的小锅在酒精灯上烧开水吗?请试一试,并讲出其中的道理。3.观察家用蒸汽熨斗熨平衣物的过程,并指出其优点。
四教学后记
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8课题 五、水循环 课型 新授课
教学目标 能用水的三态变化,解释自然界中的一些水循环现象。2.认识水循环对水资源的重要意义,了解水循环过程。
重点难点 物质(水)三态之间发生变化的规律及各种物态变化的吸热、放热情况。增强水资源保护意识,做到节约用水从点滴开始。理解水循环过程中,水的物态循环、位置变迁、能量转化特征
教学方法 通过对水资源的调查研究,使学生认识水资源的分布特点及合理开发资源、保护水资源的重要性。
教具 教具:实物投影、电脑,课件学具:学生交流材料
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一引入课题二教学过程教学过程 前面我们共同研究物质三种状态间的变化规律,请同学们围绕下图回忆一下物态变化的种类及吸热、放热情况。水是地球上人类和一切生物赖以生存的物质基础,每天我们都在消耗着大量的水,总有一天我们会用完地球上的水,要想解决我们面临的这个问题,就必须研究地球上的“水循环”。课前我们布置了相关研究性学习的内容,下面一个小组来汇报一下“地球上水资源的存在状态及各种水资源的总量分布”。(讨论)①分布于地球上的固态、液态、气态水之间有无联系?有何联系?(学生回答)有,它们在不停地运动着、变化着,形成一个巨大的循环系统。 ②这是一幅“水循环示意图”,请同学们仔细观察并思考“地球上的水是怎样循环的?在循环中水的状态怎样变化?在水循环中物体是吸热还是放热?地球上的水包括三大类:一种大气水,一种地表水, 一种地下水。地表水,地下水,大气水互相联系,形成一个连续水圈。这个水圈不断循环运动,科学上叫做水循环。(板书)一、水循环:自然界的水连续运动的过程根据前面的讨论,请同学们将水循环中的物态变化情况及吸、放热情况归纳在课本P45图2—39中相应的位置上。教师结合课件总结水循环过程:江河湖海中的水通过汽化的方式变成水蒸气,其中有一部分水蒸气升入天空。水蒸气随气流运动到各个地方,当水蒸气在高空遇冷时,有的凝华成小冰晶,有的液化成小水滴,小水滴和小冰晶组成云,云中的小水滴和小冰晶越来越大,当上升气流再也托不住了,小冰晶就会落下。在落下过程中,因温度等条件的不同,就分别形成了雪和雨。冰山上的雪以升华的方式直接变成水蒸气升入天空.还有一部分水蒸气会漂浮在空气中, 当夜间气温降低时,空中的水蒸气会在夜间较冷的地面、花草、石块等上面液化成小水珠,这就是露;如果空气中有较多的浮尘,当温度降低时,水蒸气就液化成小水珠,这就是雾。深秋或冬天的夜晚,当地面的温度迅速降低到0度以下,空气中的水蒸气就释放大量的热而直接在其他地方迅速凝华而成的固态的小水晶,这就是霜。(板书)二、水循环的意义(讨论)水循环有什么意义?(学生回答)维护全球水量平衡,使陆地淡水资源不断更新;促使自然界物质的运动;对地表太阳辐射能起着吸收、转化、传输和调节的作用,从而实现物质的迁移和能量的交换;影响全球的气候和生态。 (板书)三、水资源的利用和保护地球表面约有70%以上为水所覆盖,其余约占地球表面30%的陆地也有水的存在。地球总水量为138.6×108亿m3,其中淡水储量为3.5×108亿m3,占总储量的2.53%。与人类生活生产关系最为密切的湖泊、河流和浅层地下淡水资源,只占淡水总储量的0.34%,为104.6×104亿m3,还不到全球水总储量的万分之一。(讨论交流)水是地球奉献给人类最宝贵的资源,下面请各小组结合自己的调查研究,围绕以下内容进行交流讨论。 ①水资源与其它自然资源相比有什么特点,又有什么重要作用? ②讨论世界水资源的分布特征和人类利用水资源的状况。③讨论我国水资源分布特征和利用水资源的状况。④当前在开发和利用水资源方面存在哪些问题?我们可以采取哪些举措合理开发并保护好水资源?⑤节约用水、加强水资源保护有哪些现实意义?⑥以家庭用水为主题,探讨家庭节水的方法。 激发学习新知识的兴趣。使学生认识到地球上的水以固态(冰)、液态(水)、气态(水蒸气)存在于海洋、陆地、大气和生物体之中;同时认识水的储量。学生思考后结合课件回答水循环过程、循环中的状态。结合实际讨论回答课前提问小组交流回答学生结合生活发言,激发学习兴趣。
三、思考与作业 P47 1、2
四教学后记
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