3.2熔化和凝固教學設計人教版八年級上冊物理

3.2熔化和凝固【教學目標】1.借助日常生活經驗，認識物態(tài)變化、熔化和凝固。2.通過探究實驗，學習用圖象處理實驗數(shù)據，提高動手能力。3.將所學知識與日常生活相結合，嘗試運用物理知識解決問題。4.通過分析實驗數(shù)據，理解熔點和晶體、非晶體?！窘虒W重難點】重點：實驗探究晶體與非晶體在熔化過程中的本質區(qū)別，總結不同物質熔化和凝固的規(guī)律。難點：根據實驗數(shù)據分析、總結推理熔化和凝固曲線并了解其物理意義?！窘虒W過程】導入新課教師展示圖片：由物質三種狀態(tài)及物態(tài)變化引出熔化和凝固。引出主題：我們常見的物質有三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。比如：冰、銅、鐵通常是固態(tài)的，水、油通常是液態(tài)的，氧氣、氮氣、氫氣都是氣態(tài)的。而物質的狀態(tài)在一定條件下是可以變化的，這就是物態(tài)變化。其中，固態(tài)和液態(tài)之間的變化叫熔化、凝固。這就是我們這節(jié)課的主題：第三章第二節(jié)熔化和凝固。二、新課講授（一）熔化和凝固提問：什么是熔化？什么是凝固？一句話描述。預設：熔化：物質從固態(tài)變成液態(tài)的過程叫做熔化（melting）。凝固：物質從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固（solidification）。2.交流舉例：自主思考，同位交流。熔化：冰熔化為水、蠟燭熔化為燭滴等。凝固：水結冰、火山噴出的巖漿凝固成火山巖等。更多預設：把水放入冰箱的冷凍室里，水就會變成冰；把冰加入飲料中，冰從飲料中吸收熱量就變成了水。點燃的生日蠟燭的火焰旁邊，固態(tài)的蠟不斷地變成液態(tài)的蠟，一部分流下來的蠟滴很快又變成了固態(tài)的蠟。路橋施工人員把固態(tài)的瀝青加熱成液態(tài)，再把液態(tài)的瀝青澆在路面上，很快又變成固態(tài)。鋼水澆鑄成火車輪。把廢塑料回收再制成塑料產品。針對訓練1.用銅塊澆鑄銅像的過程，發(fā)生的物態(tài)變化是()。A．一個凝固過程B．一個熔化過程C．先熔化后凝固 D．先凝固后熔化答案：C解析：固變液叫熔化，液變固叫凝固。3.啟發(fā)引導：物質怎樣才會由固態(tài)變成液態(tài)？在熔化過程中，它們的溫度有什么變化？4.學生探究：組織、指導學生體會實驗的各個環(huán)節(jié)，合作探究，仔細觀察、認真分析。（1）提出問題：熔化需要什么條件？不同物質在熔化過程中溫度變化規(guī)律相同嗎？（2）猜想與假設：可能需要吸熱；熔化時溫度可能都要升高。（3）設計實驗：介紹實驗器材（用途）及裝置，強調注意事項。①實驗器材：鐵架臺、酒精燈、溫度計、石棉網、燒杯、試管、秒表、海波、石蠟、水等。②實驗裝置：如圖。③注意事項一：攪拌器：使物質均勻受熱。水浴加熱：使物質受熱均勻，溫度變化平穩(wěn)，便于觀察與讀數(shù)。石棉網：使酒精燈均勻地對燒杯加熱，防止燒杯因受熱不均而破裂。注意事項二：嚴禁用酒精燈點燃另一個酒精燈；嚴禁用嘴吹（用完酒精燈用燈帽蓋滅）；萬一灑出的酒精在桌上燃燒起來，不要驚慌，立刻用濕布撲蓋。進行實驗：小組合作探究。設計步驟，收集證據，記錄數(shù)據，分析論證。實驗步驟：①分別將蠟和海波放入試管中，并用酒精燈加熱。②溫度計插入試管后，待溫度升至40℃左右時開始，每隔0.5min記錄一次溫度及物質狀態(tài)；在海波或蠟完全熔化后再記錄幾次。收集證據：根據步驟，進行實驗。記錄數(shù)據：組內合作，記錄數(shù)據和狀態(tài)。海波石蠟分析論證：各組在坐標紙上描點連線。根據圖象分析固體熔化時溫度的變化規(guī)律。①海波：從實驗現(xiàn)象及所繪圖像看出，海波經過緩慢加熱，溫度逐漸（升高），當溫度達到（48℃），海波開始熔化。在熔化過程中，雖然繼續(xù)加熱，但海波的溫度（保持不變），直到（完全熔化）后，溫度才繼續(xù)上升。②石蠟：隨著不斷加熱，石蠟的溫度（升高），在此過程中，石蠟（變軟變?。?，最后熔化為液體。（二）熔點與凝固點1.對比研究：分析兩種不同固體的熔化曲線。交流思考：(1)兩種物質的熔化過程中，溫度的變化有什么特點？(2)吸熱情況如何？歸納總結：(1)海波有固定的熔化溫度，而石蠟沒有固定的熔化溫度。(2)整個過程都吸熱。出定義：(1)晶體：有固定的熔化溫度的固體叫晶體。如冰、海波、各種金屬。(2)非晶體：沒有固定的熔化溫度的固體叫非晶體。如蠟、松香、玻璃、瀝青。(3)熔點：晶體熔化時的溫度叫熔點。非晶體沒有確定的熔點。針對訓練2.坩鍋是冶煉金屬用的一種陶瓷鍋，能夠耐高溫。坩鍋內盛有錫塊，坩鍋放在電爐上加熱，錫在逐漸熔化的過程中()。A．要不斷吸熱，溫度不斷上升 B．要不斷放熱，溫度不斷上升C．要不斷吸熱，溫度保持不變 D．要不斷放熱，溫度保持不變3.海波是一種晶體，熔點是48℃，溫度是48℃的海波，它的狀態(tài)()。A．一定是固態(tài) B．一定是液態(tài)C．一定是固、液共存態(tài) D．以上三種情況都有可能答案：解析：物體吸收或放出熱量時，溫度不一定改變。(4)凝固點：晶體凝固的溫度叫凝固點。同種物質的凝固點和熔點相同。非晶體沒有凝固點。針對訓練4.如圖所示是錫的熔化和凝固圖象，根據圖象回答：(1)錫的熔點是______，凝固點是______。(2)在BC段，錫處于__________狀態(tài)；在DE段，錫處于______狀態(tài)。(3)錫的熔化用了______min，它熔化過程中要______熱，但溫度______。(4)錫從10min到12min這段時間間隔內處于__________狀態(tài)。答案：（1）30℃30℃；（2）固液共存液體；（3）4吸不變；（4）固液共存解析：認識物質凝固過程中的變化規(guī)律。5.圖中表示物質的溫度隨時間的變化圖線，其中表示晶體凝固的是()。答案：C解析：認識物質凝固過程中的變化規(guī)律。3.晶體熔化和凝固曲線：學生討論交流：圖中各段分別表示溫度怎樣變化？物質處于什么狀態(tài)？表示什么過程？歸納總結：AB段：晶體溫度升高，處于固態(tài)，是固體吸熱升溫過程。BC段：晶體溫度不變，處于固液共存狀態(tài)，是熔化過程。CD段：晶體溫度升高，處于液態(tài)，是液體吸熱升溫過程。B點開始熔化，C點熔化完成。DE段：晶體溫度降低，處于液態(tài)，是液體放熱降溫過程。EF段：晶體溫度不變，處于固液共存狀態(tài)，是凝固過程。FG段：晶體溫度降低，處于固態(tài)，是固體放熱降溫過程。E點開始凝固，F(xiàn)點凝固完成?？茖W資料：閱讀“幾種晶體的熔點”，體會不同晶體熔點不同，認識熔點是晶體的一種特性。強調冰的熔點是0℃，鎢的熔點最高。物質熔點/℃物質熔點/℃物質熔點/℃金剛石3350金1064冰0鎢3410銀962固態(tài)水銀－39純鐵1535鋁660固態(tài)酒精－117各種鋼1300～1400鉛327固體氮－210各種鑄鐵1200左右錫232固體氫－259銅1083海波47固體氦－272思考交流：①能否用鋁制的容器熔化銅或錫？②℃）歸納總結：①不能熔化銅。因為鋁的熔點比銅的熔點低。加熱過程中，銅還沒熔化的時候，鋁制容器先熔化了。能熔化錫。因為鋁的熔點比錫的熔點高。②不能。因為水銀的熔點是39℃，即凝固點是39℃℃，在南極考察站能使用水銀溫度計時，溫度計中的水銀會凝固，無法使用。熔化吸熱凝固放熱引出規(guī)律：再次比較晶體和非晶體的熔化特點，總結吸、放熱規(guī)律：無論晶體還是非晶體，熔化必須吸熱，凝固必須放熱。2.聯(lián)系生活：討論交流與熔化吸熱、凝固放熱有關的現(xiàn)象。預設：①熔化吸熱：夏天，飲料中加冰塊；冰袋保鮮；“下雪不冷化雪冷”；②凝固放熱：冬天，菜窖中放幾桶水。針對訓練6.用手分別接觸溫度相同的冰和水，會覺得冰比水涼，這是因為()。A．冰的溫度比水低 B．冰是固體，水是液體C．冰熔化時要從手上吸收大量的熱 D．這是人的錯覺℃的室外玩肥皂泡泡時拍攝的照片。他發(fā)現(xiàn)肥皂泡泡在很冷的室外會迅速結冰，掉落在地面如同散落的玻璃球，神奇極了。對這一現(xiàn)象包含的主要物態(tài)變化及吸放熱情況判斷正確的()A．凝華吸熱 B．凝固放熱C．凝固吸熱 D．凝華放熱答案：解析：熔化吸熱、凝固放熱三、易錯易混知識點晶體熔化的條件；熱量傳遞的條件；溫度與熱量的關系?！娴谋度?℃的水里（周圍氣溫也是0℃），過了一段時間（）A．有些冰熔化成水使水增多B．冰和水的數(shù)量都沒變C．有些水凝固成冰使冰增多D．以上三種情況都可能發(fā)生9.下列說法正確的是()。A．一般物質在熔化和凝固的過程中，溫度均保持不變B．物體吸收熱量后，溫度一定升高C．同一物質的熔點和凝固點相同D．0℃的冰比0℃的水冷一些答案：解析：①晶體的熔化條件：達到熔點；繼續(xù)吸熱。②熱量傳遞的條件：物體間存在溫差。③溫度與熱量的關系：物體吸收或放出熱量時，溫度不一定改變。四、課堂小結學生分享收獲，教師引導形成思維導圖。五、課后作業(yè)課下活動：積累生活中與熔化、凝固有關的現(xiàn)象。六、句子分享終期大冶再熔煉，愿托扶搖翔碧虛。劉禹錫第2節(jié)熔化和凝固1．固態(tài)液態(tài)(熔化和凝固是互逆過程)2．固體eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(晶體\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(晶體熔化時溫度不變(有熔點),熔化過程和凝固過程都是固液共存狀態(tài),同種晶體的熔點和凝固點相同)),非晶體\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(沒有熔點,熔化和凝固都沒有固液共存狀態(tài)))))3．晶體熔化條件eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1((1)溫度要達到熔點。,(2)能繼續(xù)吸熱。))同時具備晶體凝固條件eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1((1)溫度要達到凝固點。,(2)能繼續(xù)放熱。))同時具備eq\o(\s\up7(),\s\do5(備課資料))晶體和非晶體固態(tài)物質分為晶體和非晶體。從宏觀上看，晶體都有自己獨特的、呈對稱性的形狀，如食鹽呈立方體、冰呈六角棱柱體、明礬呈八面體等。而非晶體的外形則是不規(guī)則的。晶體在不同的方向上有不同的物理性質，如機械強度、導熱性、熱膨脹、導電性等，稱為各向異性。而非晶體的物理性質卻表現(xiàn)為各向同性。晶體有固定的熔化溫度——熔點(或凝固點)，而非晶體則是隨溫度的升高逐漸由硬變軟，而熔化。晶體和非晶體之所以含有不同的物理性質，主要是由于它的微觀結構不同。組成晶體的微?！邮菍ΨQ排列的，形成很規(guī)則的幾何空間點陣?？臻g點陣排列成不同的形狀，就在宏觀上呈現(xiàn)為晶體不同的獨特幾何形狀。組成點陣的各個原子之間，都相互作用著，它們的作用主要是靜電力。對每一個原子來說，其他原子對它作用的總效果，使它們都處在勢能最低的狀態(tài)，因此很穩(wěn)定，宏觀上就表現(xiàn)為形狀固定，且不易改變。晶體內部原子有規(guī)則的排列，引起了晶體各向不同的物理性質。例如原子的規(guī)則排列可以使晶體內部出現(xiàn)若干個晶面，立方體的食鹽就有三組與其邊面平行的平面。如果外力沿平行晶面的方向作用，則晶體就很容易滑動(變形)，這種變形還不易恢復，稱為晶體的范性。從這里可以看出沿晶面的方向，其彈性限度小，只要稍加力，就超出了其彈性限度，使其不能復原；而沿其他方向則彈性限度很大，能承受較大的壓力、拉力而仍滿足胡克定律。當晶體吸收熱量時，由于不同方向原子排列疏密不同，間距不同，吸收的熱量多少也不同，于是表現(xiàn)為有不同的傳熱系數(shù)和膨脹系數(shù)。非晶體的內部組成是原子無規(guī)則的均勻排列，沒有一個方向比另一個方向特殊，如同液體內的分子排列一樣，形不成空間點陣，故表現(xiàn)為各向同性。當晶體從外界吸收熱量時，其內部分子、原子的平均動能增大，溫度也開始升高，但并不破壞其空間點陣，仍保持有規(guī)則排列。繼續(xù)吸熱達到一定的溫度——熔點時，其分子、原子運動的劇烈程度可以破壞其有規(guī)則的排列，空間點陣也開始解體，于是晶體開始變成液體。在晶體從固體向液體的轉化過程中，吸收的熱量用來一部分一部分地破壞晶體的空間點陣，所以固液混合物的溫度并不升高。當晶體完全熔化后，隨著從外界吸收熱量，溫度又開始升高。而非晶體由于分子、原子的排列不規(guī)則，吸收熱量后不需要破壞其空間點陣，只用來提高平均動能，所以當從外界吸收熱量時，便由硬變軟，最后變成液體。玻璃、松香、瀝青和橡膠就是常