教學(xué)目標(biāo)


知識與能力：


1.理解氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)是物質(zhì)存在的三種形態(tài)。


2.了解物質(zhì)的固態(tài)和液態(tài)之間是可以轉(zhuǎn)化的。


3.了解熔化、凝固的含義，了解晶體和非晶體的區(qū)別。


4.了解熔化曲線和凝固曲線的物理含義。


教學(xué)重點：通過觀察晶體與非晶體的熔化、凝固過程培養(yǎng)觀察能力，實驗?zāi)芰头治龈爬芰?


教學(xué)難點：指導(dǎo)學(xué)生通過對實驗的觀察，分析概括，總結(jié)出固體熔化時溫度變化的規(guī)律，并用圖象表示出來.


教學(xué)用具


酒精燈、鐵架臺、石棉網(wǎng)、溫度計二支、海波、石蠟、水、火柴、坐標(biāo)紙、投影儀


教學(xué)過程


一、導(dǎo)入新課


多媒體展示生活中的各種物態(tài)變化的事例：鐵礦石在高溫爐中熔化為鐵水，從高溫爐中倒出的鐵水凝固成鐵板；低溫度實驗室在低溫狀態(tài)下制得液態(tài)氧、氮和固態(tài)氧、氮；不同季節(jié)、氣候下的水的狀態(tài)變化。








學(xué)生思考交流：還能舉一些自然界和日常生活中的各種不同狀態(tài)的物質(zhì)嗎？


引導(dǎo)歸納：隨著溫度的變化，物質(zhì)會在固、液、氣三種狀態(tài)之間變化。


聯(lián)系生活：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)。


引導(dǎo)歸納：隨著溫度的變化，物質(zhì)會在固、液、氣三種狀態(tài)之間變化。


二、新課教學(xué)


探究點一 物態(tài)變化


活動體驗：


(1)將蠟燭點燃后傾斜一個角度放置在空火柴盒的上方，你能觀察到什么現(xiàn)象？





學(xué)生操作實驗，回答觀察到的現(xiàn)象：


蠟燭逐漸變成燭油往下滴，滴入空火柴盒、冷卻后變成了蠟塊。


(2)將冰棒放在空燒杯中，過一會兒，你能發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？


學(xué)生操作實驗，發(fā)現(xiàn)燒杯中只剩下半杯糖水。


這些現(xiàn)象可以說明物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化？


歸納總結(jié)：


1．物質(zhì)通常有三種狀態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。


如冰、水、水蒸氣就是水這種物質(zhì)的三種狀態(tài)。


2．物質(zhì)各種狀態(tài)之間的變化叫物態(tài)變化。


探究點二 熔化和凝固


1．概念歸納


(1)熔化：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程叫做熔化。例如：冰熔化為水、蠟燭熔化為燭液等。


(2)凝固：物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固。例如：水結(jié)冰、火山噴出的巖漿凝固成火山巖。


例子：說出下列物態(tài)變化名稱


(1)冰棒化成水：熔化


(2)鋼水澆鑄成火車輪：凝固


(3)把廢塑料回收再制成塑料產(chǎn)品：先熔化再凝固


出示固體海波和蠟，提出問題：它們怎樣才會變成液態(tài)？在熔化過程中，它們的溫度有什么變化？


學(xué)生思考：熔化和凝固是在什么條件下發(fā)生的？熔化和凝固的過程有什么特點？不同物質(zhì)熔化和凝固的規(guī)律一樣嗎？


2．探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律


提出問題：物質(zhì)熔化時需要什么條件呢？不同物質(zhì)在由固態(tài)變成液態(tài)的熔化過程中，溫度的變化規(guī)律相同嗎？


猜想假設(shè)：熔化過程中一定要加熱，所以物質(zhì)一定要吸收熱量，這時溫度可能是不斷上升的。


制定計劃與設(shè)計實驗


實驗器材：鐵架臺、酒精燈、溫度計、石棉網(wǎng)、燒杯、試管、計時表、海波(硫代硫酸鈉)、石蠟、水等


介紹實驗裝置，如圖所示，強調(diào)酒精燈和溫度計的用法


進行實驗：


(1)四個同學(xué)為一組，選出一名同學(xué)作為組長，負(fù)責(zé)本組探究性學(xué)習(xí)，教師課前要對組長進行指導(dǎo)，交代實驗中可能會遇到的一些問題和注意事項，確保實驗?zāi)茼樌M行。每一組分成兩個小組，分別探究兩種不同固體的熔化。


(2)組裝實驗裝置：把硫代硫酸鈉和石蠟分別裝入兩個試管中，并插入溫度計，再把試管按圖示裝置固定。往燒杯里倒入冷水，使水位高于裝固體顆粒的那部分試管(圖中只畫了一套裝置，另一套裝置完全相同)。用兩個酒精燈分別給兩個燒杯加熱，觀察兩試管內(nèi)固體熔化情況，并每隔1分鐘記錄一次溫度計示數(shù)，直到固體完全熔化。





(3)第1小組探究海波熔化時溫度的變化規(guī)律，要求從40 ℃開始計時，每隔0.5分鐘讀取一次溫度值觀察物質(zhì)狀態(tài)，把數(shù)據(jù)填入記錄表，并在坐標(biāo)紙上描出對應(yīng)的點；


第2小組探究石蠟熔化時溫度的變化規(guī)律，要求從50 ℃開始計時，每隔1分鐘讀取一次溫度值觀察物質(zhì)狀態(tài)，把數(shù)據(jù)填入記錄表，并在坐標(biāo)紙上描出對應(yīng)的點。


實驗要求：要求學(xué)生做好觀察記錄


觀察：(1)對海波及石蠟加熱時，溫度計的示數(shù)變化。(2)不同溫度下它們的狀態(tài)。(3)熔化時它們的狀態(tài)及溫度。


記錄：實驗中的數(shù)據(jù)。


表一 海波熔化時溫度、狀態(tài)隨時間變化情況記錄表


表二 石蠟熔化時溫度、狀態(tài)隨時間變化情況記錄表


學(xué)生交流思考：海波及石蠟兩種固體熔化時溫度、狀態(tài)的變化一樣嗎？


分析論證：各小組將描在坐標(biāo)紙上的點連成一條曲線。根據(jù)圖象分析固體熔化時溫度的變化規(guī)律。


小組評估：回想實驗過程，有沒有可能在什么地方發(fā)生錯誤？進行論證的根據(jù)充分嗎？實驗結(jié)果可靠嗎？


交流合作：與同學(xué)進行交流。你們的結(jié)果和別的小組的結(jié)果是不是相同？如果不同，怎樣解釋？


設(shè)計意圖：固體的熔化和凝固是學(xué)生常見現(xiàn)象之一，選擇這一內(nèi)容讓學(xué)生參與探究，目的是引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時，體驗科學(xué)探究的全過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學(xué)態(tài)度。有利于體現(xiàn)“注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化”的新課程理念。


探究點三 熔點和凝固點


對比研究：分析兩種不同固體的熔化曲線。





海波的熔化圖象 石蠟的熔化圖象


學(xué)生討論交流，思考：


(1)兩種物質(zhì)的熔化過程中，溫度的變化有什么特點？


(2)每段曲線對應(yīng)的一段時間內(nèi)，海波與石蠟各是什么狀態(tài)？溫度怎樣變化？吸熱、放熱情況如何？


歸納交流：從實驗現(xiàn)象及描繪出的圖象容易看出，


(1)海波經(jīng)過緩慢加熱，溫度逐漸上升，當(dāng)溫度達(dá)到48 ℃，海波開始熔化。在熔化過程中，雖然繼續(xù)加熱，但海波的溫度不變，直到完全熔化后，溫度才繼續(xù)上升。


(2)隨著不斷加熱，石蠟的溫度升高，在此過程中，石蠟變軟變稀，最后熔化為液體。


得出結(jié)論：


(1)有確定的熔化溫度的一類固體叫晶體；如各種金屬、冰、海波等。


另一類沒有確定的熔化溫度的固體叫非晶體；如松香、瀝青、玻璃等。





(2)晶體熔化時的溫度叫熔點；非晶體沒有確定的熔點。


(3)晶體凝固時也有確定的溫度，這個溫度叫凝固點。同一種物質(zhì)的凝固點和它的熔點相同。


學(xué)生討論交流：物質(zhì)凝固過程中的變化規(guī)律


(1)晶體在凝固過程中溫度不變，這個溫度叫做凝固點；


(2)凝固過程中處于固液共存狀態(tài)；


(3)晶體只有達(dá)到一定溫度時才開始凝固；


(4)凝固過程放熱。


學(xué)生觀察課本圖3.25甲、乙兩幅圖線，并分別比較與圖3.24圖線的區(qū)別。





晶體熔化和凝固條件、特點：同種物質(zhì)的熔點和凝固點相同。





知識擴展：讓學(xué)生閱讀小資料“幾種晶體的熔點”，體會不同晶體熔點不同，認(rèn)識熔點是晶體的一種特性。同時記住冰的熔點是0 ℃，鎢的熔點最高。


探究點四 熔化吸熱、凝固放熱


歸納總結(jié)：晶體和非晶體的熔化特點比較


(1)晶體和非晶體熔化時都要從外界吸熱。


(2)晶體是在一定溫度下熔化的，晶體熔化時的溫度叫熔點。非晶體沒有一定的熔化溫度(非晶體沒有熔點)。


(3)晶體從開始熔化到完全熔化經(jīng)歷固液共存的狀態(tài)，非晶體熔化時不存在固液共存的狀態(tài)。


逆向思維：從冰吸熱可熔化成水，水在一定的條件下可變成冰的道理，知道凝固是熔化的逆過程。讓學(xué)生根據(jù)物質(zhì)熔化的規(guī)律推理出物質(zhì)凝固的規(guī)律：無論晶體還是非晶體，在凝固時都要放熱；晶體凝固時放出熱量，但溫度不變，非晶體凝固時放出熱量，溫度降低。


聯(lián)系生活：北方的冬季很冷，為了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放幾桶水，可以利用水結(jié)冰時放出熱，窖內(nèi)溫度不致太低，保護蔬菜不被凍壞。





前沿科技：現(xiàn)在人們研制出一種聚乙烯材料，在15～40 ℃的范圍內(nèi)熔化或凝固，而熔化或凝固時，溫度保持不變。把這種材料制成顆粒狀，摻在水泥中制成儲熱地板或墻壁，天氣熱時顆粒熔化，天氣冷時又凝固成顆粒，能調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。


學(xué)以致用：請同學(xué)解釋“下雪不冷化雪冷”這句俗語中包含的科學(xué)道理。


三、板書設(shè)計


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\c1(晶體\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(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\c1(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\c1((1)溫度要達(dá)到熔點。,(2)能繼續(xù)吸熱。))同時具備


4.晶體凝固條件eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1((1)溫度要達(dá)到凝固點。,(2)能繼續(xù)放熱。))同時具備





四、教學(xué)反思


熔化和凝固是熱學(xué)中比較重要的課，要讓學(xué)生了解物質(zhì)的固態(tài)和液態(tài)之間是可以轉(zhuǎn)化的，熔化、凝固是兩個能相互轉(zhuǎn)化的過程，晶體和非晶體性質(zhì)間的不同，還要學(xué)會作熔化曲線和凝固曲線。 學(xué)生在做探究實驗時有一定的困難，教師應(yīng)加大對實驗整個過程的引導(dǎo)，可與學(xué)生共同完成實驗在課前就做過了實驗操作過程，本節(jié)課只要求學(xué)生能夠能夠通過觀察到的實驗現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律，這樣就可為下面討論節(jié)省大量時間。 教學(xué)時應(yīng)特別重視對圖象的分析，幫助學(xué)生找出晶體和非晶體的熔化和凝固特點。根據(jù)數(shù)據(jù)我們會畫出一幅曲線圖，然后讓學(xué)生對海波曲線圖分析，學(xué)生很容易會發(fā)現(xiàn)海波有一個平穩(wěn)階段，然后開始學(xué)習(xí)海波的熔化。


時間/s
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
溫度/℃
41
43
44
45
46
47
47
47
47.5
48
51.5
53.5
55.5
狀態(tài)
固態(tài)
固液共存
液態(tài)
時間/s
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
溫度/℃
52
55
58
61
62w
63
65
66.5
69
72
74[
83
狀態(tài)
固態(tài)
粘稠狀態(tài)
液態(tài)
物質(zhì)
熔點/℃
物質(zhì)
熔點/℃
物質(zhì)
熔點/℃
金剛石
3 350
金
1 064
冰
0
鎢
3 410
銀
962
固態(tài)水銀
－39
純鐵
1 535
鋁
660
固態(tài)酒精
－117
各種鋼
1 300～1 400
鉛
327
固體氮
－210
各種鑄鐵
1 200左右
錫
232
固體氫
－259
銅
1 083
海波
47
固體氦
－272

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第2節(jié) 熔化和凝固

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