五年级下册科学教案 -2.2 给冷水加热教科版

《给冷水加热》教学设计
【教学目标】：
１．针对把冷水加热时所看到现象，经历提出问题，猜测假设，设计实验，实验验证，得出结论的科学探究过程。
２.运用学过的沉和浮知识，从影响物体在水中沉浮的因素去分析水加热后产生的变化。结合实验，最终得出水加热后体积变大而重量不变这一科学结论。
３.感受到从生活中发现新问题和积极探索科学的乐趣。
【教学重点】
1．观察冷水袋在热水中加热过程中的变化。
2．以冷水袋的重量和体积是否发生变化为切入点，设计实验，观察研究冷水袋受热上浮的原因。
【教学难点】
分析，猜测冷水袋受热上浮的原因。
【教学准备】
学生用材料准备。装有红色凉开水的冷水袋，热水，烧杯，镊子。
小组用材料一：天平 、试管（课前装满水，用气球皮和橡皮筋封口） 、热水、烧杯、抹布，平底烧瓶。
小组用材料二：热水、烧杯、试管（课前装满水，用气球皮和橡皮筋封口）、放大镜、抹布。
2．教师用材料准备。
装有红水的冷水袋、 课件PPT、装有冷水的试管并蒙上气球皮、镊子，水槽。
【注意事项】
冷水袋和试管里的水都是凉开水，目的是排除水中的空气。
冷水袋和试管都是在水槽中灌满，并密封的，这样做防止空气进入冷水袋和试管中，尽量减少空气对水的影响。
冷水袋用冰，冰一下，把冷水袋放到热水里时，就会先沉后浮。
用来加热的水要尽量热一些。
演示用的冷水袋放点红墨水，使上浮观察更清楚。
【教学过程】
揭示课题：
上节课，我们学习了热单元的第一课，热起来了，通过学习，我们知道了让我们身体热起来的好多种办法。今天老师带来了一个冷水袋，如何让这个冷水袋也热起来，你有办法吗？说一说。（放热水里，烫热，放加温机里，用手焐热，煤气上烧，煮热，太阳下面晒）
这么多办法，那么我们今天就来研究给冷水加热的问题，学习第二课给冷水加热（事先板书给冷水加热）
二、观察现象，提出问题：
1．接下来就用你们刚才说的最简单的办法把冷水袋——放到热水里，看它是否热起来，在加热过程中，仔细观察，看看还会有哪些现象？看到现象可以小声交流。把冷水袋放到热水里吧。
2.你们看到了什么现象？谁能完整的描述你们组所观察到的现象。（水袋先是瘪的，慢慢的胀起来了；慢慢浮起来了；冷水袋放进热水里 ，由沉变浮。）（板书浮起来了 胀了）（适时解释冷水袋是怎样装的）
3、用镊子取出水袋摸摸，热了吗？（板书热了）
4.这是怎么回事，冷水袋在热水里慢慢浮起来了？可能是什么原因引起的呢？是什么原因使冷水袋慢慢浮起来了？小组讨论一下。（板书原因）
三、分析原因，进行猜想：
1．好，谁愿意把你们组认为可能的原因和大家交流一下，其他同学认真倾听，看谁能及时补充。
（我们认为一定是在给水加热的时候，水的体积发生了变化）水的体积变小了，还是变大了？（板书体积变大）
说一说这样想的理由，认为水的体积变大原因的同学，还有别的理由吗？怎样想到体积变大这个原因的？（看到体积变大了；只有物体体积变大了，才有可能上浮；物体的沉浮与体积有关，所以我认为可能是体积变大了；体积是影响物体沉浮的因素，所以我认为可能是体积变大了。）
同学们从不同的角度分析了可能是体积变大的原因。
除了可能是水的体积变大的原因，还可能是别的什么原因？
5.重量发生了变化，重量可能发生了怎样的变化（板书重量变轻）
6．怎样想到这个原因的？（重力小于浮力的时候，也会上浮，所以可能是重量变轻了；因为物体的沉浮与两个因素有关一是重量，二是体积，重量变轻也可能使物体浮起来。）
7.同学们能从沉浮与什么因素有关来考虑很好，思维很严谨。
8．那么到底是不是因为其中的一个原因，或者两个原因同时作用，才使袋子浮起来的。这只是我们的猜测（板书）。怎样做才能知道我们的猜测是否正确呢？我们要进行（实验，验证，找到证据）来进行解释。
四、选择猜想，设计实验：
1．关于水在加热过程中体积可能变大，怎样做实验？小组讨论。
2.哪个小组来汇报。其他小组边听边思考，看看他们的发言对你有什么新的启发，有哪些地方需要完善，一会给他们提提建议，或给个评价。
师：同学们感觉这个实验不好做，因为水加热可能向四面八方变大，老师做了这样一个实验装置——气球皮试管装置。我先把水烧开，目的是赶走水中的空气，然后把开水凉凉，再在水槽中把试管装满凉开水，并且在水槽中用气球皮包住试管口。知道为什么这样做吗？（不让空气进入试管）这样排除了空气对水的干扰，如果给试管加热时体积真的变大，水就会向上——一个方向变大，气球皮有弹力，如果体积变大，气球皮就会怎样－－鼓起来。观察时可以用放大镜。我们要观察什么？（板书加热前 加热后）
谁能完整说一说用这个气球皮试管装置怎样做验证体积的实验？
一会为了统一实验，无论验证哪个猜测，都用气球皮试管做实验。
如果验证重量变轻，又得怎样做实验？小组再讨论讨论。
（我们要思考用什么实验材料，称气球皮试管什么时候的重量。）
来，我们交流一下。哪个小组说说怎样验证重量可能变轻？
先称出冷水重量，再称出加热后的热水重量，对比前后的重量有没有变化。
师：还有补充吗？（加热时要等一会，等试管里的水热了再称第二次；一定要把试管外面的水擦干）
师：为什么要擦干外面的水？
师：用平底烧瓶支撑气球皮直立。
谁能完整说一说怎样做重量是否变轻的实验？
老师还有三点补充说明（PPT）
（１）.一定要对气球皮试管加热前进行观察或者称出重量，并做好记录。
（２）试管要竖直加热，一名胆大心细的同学扶着，不要用手按压气球皮。
（３）天平的托盘太小，可以把试管直立在平底烧瓶里，再放到托盘里，这样比较平稳。
6.ＰＰＴ看实验记录单一是验证体积，（可以画简笔画）实验记录单二是验证重量（要写好数据）
7.时间关系，选一个你们认为最有可能的原因，进行实验。
8.老师有几点提示
（1.注意热水，防烫伤；2.称重量时把试管外面的水擦干净；3.写好记录单）
五．进行实验，得出结论：
１．我们发挥了集体的智慧，讨论了实验过程和方法，及注意事项，关于实验还有没有不清楚的？
２．小组商量一下做哪个实验，商量好了材料员来取材料，然后就可以进行实验了。
3.小组实验
4．通过实验，找到证据了吗？得出了什么结论？
5.学生汇报
师：关于体积变化，哪个小组汇报一下？
生：我们小组通过实验发现气球皮鼓起来了，结论是水在加热过程中体积变大了。还有补充吗？（板书体积变大）
师：关于重量变化，哪个小组来汇报。
生：我们组通过实验，测出水加热前后的重量都是( )克，结论是水在加热中重量不变。还有测量重量的小组吗？接着汇报。
师：还有补充吗？
6.我们来看收集加热前后的重量的数据。你发现了什么？（板书重量不变）（如果加热前后的数据不同，和学生一起分析原因）
7.这是我们得出的结论，水在加热过程中，重量不变，体积变大。对比一下，得出的结论和我们的猜测完全一样吗？现在看来，看到现象只是猜测是不行的，必须反复进行实验找证据。才能得出正确结论。
六、应用结论，解释现象：
今天我们学习了给冷水加热，虽然水的温度升高，重量不变，但是体积会变大。
１．现在你们能解释冷水袋加热后为什么会浮起来了吗？（水的重量不变，体积变大，所以水袋就浮起来了）
２．（PPT）开水外溢，这是为什么？（水加热后，体积变大）今后烧水要注意什么？
七．给冷水加热这样一个看似简单的事情，却蕴含着许多科学知识，希望同学们多留心观察生活，像科学家一样，不断探索科学奥秘。
八．板书
　　　　　　　　２　给冷水加热
　　　　　
　　　　胀了 　　猜测：（原因） 结论：
浮起来了－－ → 　　体积变大 　体积变大
　　　　热了　　　　　 　重量变轻 　重量不变
　
收集的资料
　　密度是单位物质的量的多少.在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.　　符号 ρ 表示,公式：ρ=m/V,国际主单位为单位 为千克/米^3（kg/m^3).其意义非常重要,应用也非常广泛,几乎无处不在,特别是液体密度的应用.水的密度水的密度值为 1000kg/m^-3,即1g/cm^3;?它的物理意义是体积为1立方厘米水的质量为1克
　　塑料密度是小于水的。一般塑料分高密度和低密度两种，但都是小于水的密度的。如下;
?　聚乙烯塑料有分高密度和低密度 一般是线性低密度聚乙烯。无味、无臭、无毒粉末或颗粒，硬度和抗磨性能高，热合性和热粘 性良好。密 度：0.91—0.940G/CM3(克/立方厘米) ;主要用于制造薄膜，也可用于注塑，吸塑。 还有： 低密度聚乙烯。 无毒，无味，无臭，成半透明球形或圆柱型颗粒，优良的 耐低温性，化学药品性，但湿性差，易燃。密 度：0.910—0.9408G/CM3(克/立方厘米) ，适于挤出、吸 塑、注塑、真空，模压，和转成型等加工方法。 高密度聚乙烯 。无毒，无味，无臭白色粉末或柱状或半圆状颗粒，有耐磨性，耐容性，不透水性，易燃，柔软件性较差。 密 度：0.941—0.9708G/CM3(克/立方厘米) ，用 途：主要用于吸塑成型，制造各种瓶、罐、桶、工业贮槽等，中空包装。
　　热胀冷缩是分子运动的关系，任何东西都会热胀冷缩
　　热水和冷水密度不同的原因水在4℃时密度最大，是由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构所决定的。根据近代X射线的研究，证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的，是一个敞开式的松弛结构，因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完，在冰中氢键把这些四面体联系起来，成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列，空间利用率较小，约占34％、因此冰的密度较小。 　　水溶解时拆散了大量的氢键，使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子)，故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了，而是有一定程度的无序排列，即水分子间的距离不象冰中那样固定，H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少，密度就增大了。 　　温度升高时，水分子的四面体集团不断被破坏，分子无序排列增多，使密度增大。但同时，分子间的热运动也增加了分子间的距离，使密度又减小。这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡，因此，在4℃时水的密度最大。过了4℃后，分子的热运动使分子间的距离增大的因素，就占优势了，水的密度又开始减小 3.98°C水的密度是1,0°C水的密度是0.99984,99°C水的密度是0.95906
在一个大气压的条件下，水的温度区间在0摄氏度到100摄氏度之间。 在4度到100度之间，冷水密度比热水密度大。主要是因为温度愈高，分子之间的距离愈大，也就是密度愈小。 但是，在0度到4度之间，却是温度愈低密度愈小。我们都知道冰的密度比水的密度小，是因为冰的特殊结构使其然。在0度到4度之间，水的微观结构渐渐趋近于冰， 以至于密度变小。 4摄氏度的时候，水的密度最大。
　　总体上说是冷水重！～具体的说是4摄氏度的水密度最大，就是最重！～4摄氏度以上，水越热越轻（同条件相比）！～4摄氏度一下，温度越低，水越轻！～当然水液态水的温度是0°～100°。
热水和冷水密度不同的原因水在4℃时密度最大,是由于水分子间有氢键缔合这样的特殊结构所决定的.根据近代X射线的研究,证明了冰具有四面体的晶体结构.这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体.这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34％、因此冰的密度较小.?　　水溶解时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去.这样分子间的空隙减少,密度就增大了.?　　温度升高时,水分子的四面体集团不断被破坏,分子无序排列增多,使密度增大.但同时,分子间的热运动也增加了分子间的距离,使密度又减小.这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡,因此,在4℃时水的密度最大.过了4℃后,分子的热运动使分子间的距离增大的因素,就占优势了,水的密度又开始减小 3.98°C水的密度是1,0°C水的密度是0.99984,99°C水的密度是0.95906