3.2 熔化和凝固 --2024-2025学年人教版物理八年级上学期

2 熔化和凝固 学情分析 熔化和凝固现象在日常生活中比较常见，本节课正是从与日常生活关系最密切的物理现象入手进行教学的。学生已经具有了一定的生活经验，且已经具备一定的理解能力，通过列举生活中的现象，引起学生的共鸣，可以激发学生的学习兴趣，从而引导他们思考这些现象背后的物理知识，感受到物理知识就在我们身边。同时，在分析思考这些现象的过程中，学生不仅学到了物理知识，而且能够经历科学研究的分析过程.认识到在不同自然现象中蕴含着相同的物理规律，从而提升了学生总结归纳等相关学科能力。 “探究固体熔化时温度的变化规律”的实验是学生在初中物理课中接触到的第一个相对完整的科学探究活动。根据学生已经具有的实验能力，可以将科学探究的各个要素逐一展开-“提出问题”“猜想与假设”“设计实验”“收集证据”“分析与论证”“评估”“交流与合作”，从而帮助学生全面地认识科学探究的过程，并对科学探究的各个要素加以了解，同时培养了学生的探究能力。 教学建议 对于熔化和凝固，八年级学生已经有了一定的认识，生活中最常见的现象就是水结成冰和冰化成水-自然界中，冬天河水可以结冰，春天冰又熔化成河水；生活中，把矿泉水放到冰箱的冷冻室里矿泉水可以结成冰，再拿出来放在常温下冰又会熔化成水······利用水和冰的相互转化对新课进行引入，贴近了学生的生活，容易被理解和接受。除了冰和水的熔化和凝固，还可以准备生活中常见的蜡烛来进行演示。蜡烛在点燃时可以熔化，熔化的蜡油流下来后又可以凝固。从水和冰的凝固和熔化拓展到其他的物质，可以让学生尝试举出其他实例，以拓宽学生的视野。 本节课中的实验是非常重要的，要把握好实验时间以及实验过程中应该注意的问题。探究熔化的过程时，酒精灯的使用、烧杯中所加的水量、试管中海波的量，还有玻璃棒的使用、温度计不能接触到烧杯且玻璃泡要浸没在海波中等，都是需要注意的。实验过程中还要进行搅拌，使海波受热均匀，这就需要两个同学互相合作，一个人记录时间，另一个人记录温度。 本节课的主要教学任务是引导学生完成“探究海波和石蜡熔化的特点”的实验。在实验过程中，学生需要通过小组合作进行实验，并观察实验现象，尝试描绘出海波和石蜡熔化的温度一时间图像，以此总结得出晶体和非晶体熔化的异同点。通过本探究实验，可以培养学生形成“自主”和“合作”的学习模式，提高学生对实验的分析和总结能力，让学生在今后能以严谨、科学的求知态度对待物理学科的学习。 教学目标 物理观念 1．知道自然界中存在三种物态，即固态、液态和气态。 2．通过列举生活中的大量实例，让学生知道物质的固态和液态之间是可以转化的，知道熔化、凝固和熔点的定义。 3．知道晶体和非晶体的定义，理解晶体和非晶体熔化的异同点。 4．能用熔化的知识解释相关的物理现象。 科学思维 通过海波熔化实验的设计过程，经历科学探究的分析过程，提升学生的科学思维。 科学探究 1．通过实验探究，观察海波和石蜡的熔化过程，学会正确使用温度计，了解使用酒精灯时的注意事项，获得更强的动手操作能力及与同学合作的能力。 2．通过记录实验数据，学会描绘晶体和非晶体熔化的温度一时间图像。 科学态度与责任 1． 通过描绘图像，学会利用图像直观地表示物理量间的变化关系，能运用图像分析熔化、凝固的规律。 2．在探究实验中，养成实事求是的科学态度，体会科学家研究问题的过程和方法。 重点难点 重点 1．知道晶体和非晶体的熔化和凝固的规律。 2．知道熔点的定义，知道熔点是区分晶体和非晶体的第一要素。 3．知道晶体熔化时吸热而温度不变，能用图像处理相关物理问题。 难点 通过对“海波和石蜡的熔化和凝固”的实验探究，掌握用图像分析物理过程和原理的方法。 课时划分 本节建议1～2课时。 教学设计 教学准备 教师准备：制作多媒体课件，准备铁架台、烧杯、酒精灯、火柴、搅拌棒、温度计、钟表、陶土网、水、海波、石蜡等。 学生准备：预习本节课的内容。 预习清单 1．物质由 变成 的过程叫作熔化。物质由 变成 的过程叫作凝固。 2．具有确定熔化温度（熔点）的固体称为 。没有确定熔化温度（熔点）的固体称为 。同一种晶体的熔点和凝固点是 的。 3．晶体熔化时要＿（选填“吸收”或“放出”）热量，温度 ；凝固时要 （选填“吸收”或“放出”）热量，温度 。 4．晶体熔化的条件，一是温度要达到 ，二是要不断地 热量。晶体凝固的条件，一是温度要达到 ，二是要不断地＿热量。 答案 1．固态 液态 液态 固态 2．晶体 非晶体 相同 3．吸收 保持不变 放出 保持不变 4．熔点 吸收 凝固点 放出 课程导入 教师出示水的各种形态的图片并讲述：水通常是液态的；水的温度降低时，水会结冰变为固态；水的温度升高时，水又会变为气态。水蒸气、雪、雨、雾、露、霜、冰雹、冰等都是水的化身，它们中属于气态（既无固定形状，也无固定体积）的是水蒸气，属于固态（既有固定形状，又有固定体积）的是雪、霜、冰雹、冰，属于液态（有固定体积，但没有固定形状）的是雨、雾、露。 教师引导：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。从这节课开始，我们就来学习物质不同状态之间的转化-物态变化。 任务一：认识熔化和凝固 1．物态变化 通常，物质存在固态、液态和气态三种状态，一般这三态之间又可以在一定的条件下相互变化，物质各种状态间的变化叫作物态变化。 教师引导：下面我们先来研究物态变化中的熔化和凝固。 2．熔化和凝固 【演示实验】石蜡的熔化和凝固。 将一支蜡烛点燃后倾斜放置在一张白纸的上方，让学生观察并描述观察到的现象。 教师提问：这个实验可以说明物态的变化有哪些？ 教师引导学生根据演示实验中的现象归纳熔化和凝固的概念，并让学生列举生活中常见的熔化和凝固现象。 学生总结： （1）熔化：物质从固态变成液态的过程叫作熔化。例如冰化为水、蜡烛熔化为烛液等。 （2）凝固：物质从液态变成固态的过程叫作凝固。例如水结成冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩等。 【设计意圈】通过新课导入，让学生认识物质的三种状态，进而给出物态变化的概念和熔化、凝固的定义。从常见的蜡烛燃烧现象入手，让学生了解固态和液态之间可以相互转化。通过列举生活中的熔化和凝固现象，让学生理解熔化和凝固的普遍性。 任务二：探究物质熔化时温度的变化规律 教师提问：不同物质由固态变成液态需要什么条件？温度的变化规律相同吗？ 【学生活动】设计探究物质熔化时温度的变化规律的实验。 教师提问：这次探究需要哪些实验器材？采用什么研究方法？如何比较物质的变化情况？ （1）实验装置：如右图所示。 ①如何做到受热均匀：用水浴法，选择碎海波块。 ②组装顺序：自下而上组装器材。 （2）实验步骤： ①组装实验装置。 ②点燃酒精灯进行加热，观察海波（或石蜡）的变化情况，并仔细观察温度计示数的变化。 ③待海波（或石蜡）的温度变化时，每隔1min记录一次温度值，把温度值填在表格（如下表所示）中。 时间／min 0 1 2 3 4 ··· 海波的温度／℃ 石蜡的温度／℃ 注意：将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度，并在海波（或石蜡）完全熔化后再记录4～5次。 ④根据实验记录的数据，作出它们的熔化图像。 注意：在下面的坐标系（如图所示）中作出海波和石蜡的熔化图像。其中，纵轴表示温度，横轴表示时间。根据表中各个时刻的温度在坐标纸上描点，然后将这些点连接起来，便得到了熔化时温度随时间变化的图像。 海波的熔化图像 石蜡的熔化图像 ⑤分析作出的图像，得出结论。 （3）分析与论证： ①海波熔化时吸收热量，温度保持不变。 ②石蜡熔化时吸收热量，温度不断升高。 【学生活动】探究熔化和凝固过程中的吸、放热情况。 教师提问：根据我们的实验过程和绘制出的图像，请同学们分析一下，海波的熔化过程是吸热的还是放热的？石蜡的熔化过程是吸热的还是放热的？ 师生总结：熔化过程需要吸收热量。 【设计题图】通过设计用水浴法对海波和石蜡进行加热的实验，并动手参与整个实验过程，让学生掌握探究实验过程中的观察要点，学会用实验探究物理规律。在实验操作的过程中，可以培养学生的动手能力。在数据处理的过程中，让学生学会运用数学知识找到两个物理量的关系，可以提高学生解决物理问题的能力。在分析图像的过程中，可以培养学生从图像中寻找规律的能力。 任务三：晶体和非晶体的熔化和凝固 【学生活动】比较、归纳晶体和非晶体的熔化规律。 教师提问：比较前面的探究实验中得到的海波和石蜡的熔化图像（如图所示），想一想，其中的温度变化有什么不同？ 海波的熔化图像 石蜡的熔化图像 师生总结： （1）有确定的熔化温度的一类固体叫作晶体，晶体熔化时的温度叫作熔点，如各种金属、冰、海波等。 （2）没有确定的熔化温度的固体叫作非晶体，如松香、沥青、玻璃等。非晶体没有熔点。 （3）常见晶体的熔点：如下表所示。 一些晶体的熔点（标准大气压） 晶体 熔点／℃ 晶体 熔点／℃ 晶体 熔点／℃ 钨 3 410 铝 660 固态水银 -39 铁 1 538 铅 328 固态甲苯 -95 钢 1 515 锡 232 固态酒精 -117 灰铸铁 1 177 萘 80.5 固态氮 -210 铜 1 083 海波 48 固态氧 -218 金 1 064 冰 0 固态氢 -259 参照表格中的数据，回答问题： ①能否用铝制的容器熔化铜或锡？ ②黑龙江省北部的最低气温曾经达到-53℃，这时还能使用水银温度计吗？应该使用什么样的液体温度计？ 【学生活动】画出晶体和非晶体的凝固图像。 教师提问：凝固是熔化的逆过程，能不能根据物质的熔化图像画出它们凝固时的温度变化图像？ 学生思考，尝试作图。 师生总结： （1）晶体凝固时的温度叫作凝固点。 （2）同种物质的凝固点和它的熔点相同。 （3）非晶体没有凝固点。 【学生活动】寻找晶体熔化和凝固的条件。 教师提问：把正在熔化的冰块放回到温度为0℃的冰箱里，冰块会继续熔化吗？ 学生思考并尝试回答。 师生总结： （1）发生热传递的条件：物体间存在温差。 （2）晶体熔化的条件：①温度达到熔点；②继续吸热。 （3）晶体凝固的条件：①温度达到凝固点；②继续放热。 【设计意图】让学生归纳得出晶体和非晶体的定义，并据此对常见固体进行分类，可以培养学生分析、总结归纳的能力。通过对晶体和非晶体的熔化图像的分析，应用逆向思维，让学生画出晶体和非晶体凝固时温度变化的图像，并引导学生进行分析总结，可以加深学生的记忆，让学生更好地理解所学的知识。 学科网（北京）股份有限公司 $$