内容正文:
课题
第三章 第2节 熔化和凝固
1课时
授课教师
授课类型
新授课
教学目标
1.能区分物质的气态、液态和固态三种状态,知道物质的固态和液态之间是可以转化的。
2.通过探究实验,了解固体熔化和液体凝固时温度随时间变化的规律,知道晶体和非晶体的区别。
3.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义,初步会用图像表示物理规律。
4.会利用熔化吸热和凝固放热解释一些生活现象。
教学重点、教学难点
重点:通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力,实验能力和分析概括能力。
难点:指导学生通过对实验的观察,分析概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图像表示出来。
教学方法
本节课最好以先猜想,再实验,最后总结的实验指导法为主,将课本演示实验改为学生分组实验,加强学习过程中的探索性,辅以讲授法、讨论法,运用实验、多媒体等手段,把传授知识、培养能力和兴趣,渗透方法有机结合,目的在于全方位培养学生。
教学准备
酒精灯、铁架台、陶土网、温度计、烧杯、试管、海波、石蜡、水、火柴、停表、多媒体课件等。
教学过程
一、新课引入
播放电影《终结者T1000》相关片段,金属人从固态变为液态再变为固态的变化(灵感来自于金属“镓”),引起学生注意并引发学习兴趣。
视频中金属人的状态发生了怎样的变化?你分析发生这样变化的条件是什么呢?本节课我们就来一探究竟。
二、讲授新课
知识点一 物态变化
活动:将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方,你能观察到什么现象?
学生操作实验,并回答观察到的现象:蜡烛逐渐变成烛油往下滴,滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。
归纳总结:
1.物质通常有三种状态,即固态、液态和气态。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。
2.物质各种状态之间的变化叫物态变化。
知识点二 熔化和凝固
活动1:研究熔化过程不同物质的温度变化规律和吸热情况。
实验准备:A、B、C小组选用水、海波作为材料。
D、E、F小组选用水、石蜡作为材料。实验装置相同。
(1)提出问题:固体的熔化需要什么条件?固体熔化时温度是如何变化的?
(2)猜想与假设:针对学生提出的假设,鼓励学生设计实验来进行探究验证。
(3)学生制定计划方案:组内成员合理分工、按照设计思路绘制表格。分别探究两种不同物质在熔化过程中温度变化的特点和吸热情况。
(4)改进实验方案
(教师根据学生的初步方案进行完善和改进,重点是将烧杯中也加入一支温度计,实验表格设计为同时测量水温、海波(或石蜡)温度、记录海波(或石蜡)状态)。
(5)进行分组实验并记录数据
表格1 (A、B、C小组)
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
...
水温/℃
海波温度/℃
海波状态
表格2 (D、E、F小组)
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
...
水温/℃
石蜡温度/℃
石蜡状态
(6)分析论证:学生将测量数据在实验报告方格坐标纸上描点并用平滑的曲线将点连接起来,得到该固体熔化的温度变化图像。
(7)观察表中的数据和画出的图像,从中能得出什么结论?与猜想一样吗?
(8)实验结论:
①海波在熔化过程中温度先______再______再______,是否全程吸热?(是/否)在______是固态______固液混合态______液态。
②石蜡在熔化过程中温度__________________,是否全程吸热?(是/否)物质状态:__________________。
(9)完善实验报告。
知识点三 熔点和凝固点
分析两种不同固体的熔化曲线。
海波的熔化图像 石蜡的熔化图像
学生讨论交流,并思考:
(1)两种物质在熔化过程中,温度的变化有什么特点?
(2)每段曲线对应的一段时间内,海波与石蜡各是什么状态?温度怎样变化?吸热、放热情况如何?
归纳交流:从实验现象及描绘出的图像容易看出:
(1)海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48 ℃,海波开始熔化。在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度不变,直到完全熔化后,温度才继续上升。
(2)随着不断加热,石蜡的温度升高,在此过程中,石蜡变软变稀,最后熔化为液体。
得出结论:
(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体。如各种金属、冰、海波等。
另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体。如松香、沥青、玻璃等。
(2)晶体熔化时的温度叫熔点;非晶体没有确定的熔点。
(3)晶体凝固时也有确定温度,这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
学生讨论交流:物质凝固过程中的变化规律
(1)晶体在凝固过程中温度不变,这个温度叫凝固点。
(2)晶体在凝固过程中处于固液共存状态。
(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固。
(4)凝固过程放热。
学生观察课本图3.2-5甲、乙两幅图,并分别比较其与图3.2-4图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点:同种物质的熔点和凝固点相同。
知识扩展:让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”,体会不同晶体熔点不同,认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃,钨的熔点最高。
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
金刚石
3 350
金
1 064
冰
0
钨
3 410
银
962
固态水银
-39
纯铁
1 535
铝
660
固态酒精
-117
各种钢
1 300~1 400
铅
327
固体氮
-210
各种铸铁
1 200左右
锡
232
固体氢
-259
铜
1 083
海波
47
固体氦
-272
知识点四 熔化吸热 凝固放热
1.晶体和非晶体的熔化特点比较
(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
(2)晶体是在一定温度下熔化的,晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。
(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态,非晶体熔化时不存在固液共存的状态。
2.逆向思维:从冰吸热可熔化成水,水在一定的条件下可变成冰的道理,知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律:无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热;晶体凝固时放出热量,但温度不变,非晶体凝固时放出热量,温度降低。
3.联系生活:北方的冬季很冷,为了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热量,窖内温度不致太低,保护蔬菜不被冻坏。
4.前沿科技:现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15~40 ℃的范围内熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时颗粒熔化,天气冷时又凝固成颗粒,能调节室内的温度。
5.学以致用:请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。
三、课堂小结
回顾本节课你学到了什么?梳理本节知识要点。
四、板书设计
第3节 熔化和凝固
一、物态变化
熔化——物体从固态变成液态的过程叫熔化。
凝固——物体从液态变成固态的过程叫凝固。
二、晶体和非晶体
晶体:像海波有固定的熔化温度的物质。
熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。
凝固点:液体凝固形成晶体时有一定的温度,这个温度叫凝固点。同一种晶体的熔点和凝固点相同。
非晶体:像石蜡没有固定的熔化温度的物质。非晶体没有熔点和凝固点。
三、熔化吸热、凝固放热
教学设计反思
熔化和凝固是热学中比较重要的知识,要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的,熔化、凝固是两个能相互转化的过程,晶体和非晶体性质间的不同,还要学会作熔化曲线和凝固曲线。
学生在做探究实验时有一定的困难,教师应加大对实验整个过程的引导,本节课只要求学生能够通过观察到的实验现象总结规律,这样就可为下面讨论节省大量时间。 教学时应特别重视对图像的分析,帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出一幅曲线图,然后让学生对海波曲线图分析,学生很容易会发现海波有一个平稳阶段,然后开始学习海波的熔化。
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