第十三章 温度与物态变化 实践 探究在干旱地区如何取水 课件 2025-2026学年沪科版（2024）物理九年级全一册

该初中物理课件围绕“温度与物态变化”，聚焦干旱地区取水实践，核心知识点为蒸发、液化等物态变化的应用。课堂通过干旱地区取水问题激趣导入，以查阅露水收集原理方法、制作工具实践、改进方案分享为学习支架，串联理论与实践。 其亮点是融合科学探究、科学思维与科学态度。学生小组合作制作模拟沙漠集水装置，规范使用工具（科学探究），分析影响因素并设计凝结表面优化等改进方案（科学思维），同时增强水资源保护意识（科学态度）。学生提升实验与创新能力，教师获得完整实践教学框架，便于高效教学。

实践 探究在干旱地区如何取水 第十三章温度与物态变化 (沪科版)九年级 全 01 课标解读 02 学习目标 03 激趣导入 04 新知探究 05 交流讨论 06 实验探究 07 拓展延伸 10 作业布置 09 课堂小结 08 练习与应用 课标解读 1.了解物态变化在生活中的应用,了解收集露水的方法和原理,了解影响收集露水多少的因素。 2.能安全并规范地使用工具,会制作收集露水的工具。 3.能根据收集露水的多少,提出改进方案,并与同学交流评估。 学习目标 1.物理观念:① 能准确描述蒸发、液化等物态变化在取水过程中的作用机制,理解温差导致水蒸气凝结成液态水的物理条件。 ②能结合露点、空气湿度等概念,解释不同环境下取水效率的差异,形成系统的物态变化应用观。 2.科学思维:能基于干旱环境特征提出合理的取水假设,并设计可验证的实验方案,发展模型建构与推理能力。 3.科学探究: 能小组合作完成简易取水装置的制作与测试,规范操作温度计、湿度计等测量工具,提升实验操作技能。 4.科学态度与责任: 认识水资源的珍贵,理解科技在解决人类生存问题中的价值,增强社会责任感与可持续发展意识。 重点: 理解利用温差实现空气中水蒸气液化的物理原理及其在取水中的应用。 难点:将露点、相对湿度等抽象概念与实际取水效率建立联系。 学习目标 激趣导入 在某些干旱缺水的地区,甚至在沙漠中,巧妙的取水方法能让我们暂时摆脱危机。你知道有哪些取水方法吗? 下面我们就完成一个取水的实践活动。 新知探究 一、活动方案 任务一:查阅资料,了解有哪些收集露水的方法,并分析其原理,了解影响露水多少的因素。 1.收集露水的原理 收集露水主要利用了物理学中的液化现象——即空气中的水蒸气遇冷凝结成液态水 。 本活动涉及与物态变化、生命与水、水资源利用等相关内容。 新知探究 2.收集露水的常见方法 (1)自然与简易材料收集法 ①平铺收集法 在地面或植物上平铺吸水性好的材料(如海绵、棉布、毛巾)。利用材料的吸湿性吸附空气中的水汽,待吸满后拧出水分。 新知探究 ②植物收集法(蒸腾作用): 将干净的塑料袋套在生长旺盛的植物枝叶上并扎紧袋口。植物的蒸腾作用会释放大量水汽,在袋内遇冷(夜间)液化成水珠。 新知探究 ③自然容器法: 利用大型树叶、瓜果外壳等天然形成的凹陷结构直接承接露水 。 新知探究 3. 冷凝集水法 金属板/倾斜板冷凝: 在空旷处放置导热性好的材料,将其倾斜放置,下方设置集水槽。夜间板面温度迅速降低,空气中的水蒸气在板面凝结成露,随后受重力作用汇流至集水槽 。 仿生学原理: 模拟沙漠甲壳虫的取水方式。甲壳虫体温降至气温以下,背部特殊的结构能促使水蒸气凝结并汇聚成水流入口中 。 新知探究 4. 太阳能蒸馏法 坑式蒸馏器: 在潮湿地面或沙漠中挖一个坑,坑底放置水源(海水、污水或植物),中间放一个集水杯。 小石头 胶垫 大石头 胶樽 盛海水的胶樽 新知探究 小石头 胶垫 大石头 胶樽 盛海水的胶樽 用塑料薄膜覆盖坑口并用石头压紧边缘,薄膜中心放一块小石子使其下凹。阳光照射使坑内水分汽化,水蒸气在低温的塑料膜内壁液化,顺着凹陷处滴入杯中 。 交流讨论 思考讨论:影响露水形成的因素有哪些? 温度与湿度;风速与气压;地表特性:不同的地表特性会影响露水的形成;大气稳定性:稳定的大气条件有助于露水的形成;天气和季节:晴朗或多云的天气有利于露水形成。 实验探究 1.实验器材 塑料薄膜、透明水杯、小石块若干、干燥细沙(模拟沙漠土壤)、铁锹。 2.实验原理 沙漠昼夜温差大,白天阳光照射使洞内土壤水分蒸发,洞内形成湿润、高温的小环境;塑料薄膜隔绝内外,洞内水蒸气遇冷的薄膜背面液化成水珠,水珠受重力沿薄膜斜面滑落至中心,滴入水杯实现集水。 任务二:制作收集露水的工具,然后进行实践工作,不能夜集露水的活动。 实验探究 3.实验步骤 ①搭建实验装置(模拟沙漠集水) ②用铁锹挖一个直径60cm、深40cm的圆形土坑,坑底平整,在洞底放一个杯子,杯口朝上,确保水杯稳固不倾斜。 ③把塑料薄膜平整铺在坑口,并用石头压住薄膜中心和边缘四周。使薄膜中心微微向下凹陷,薄膜与坑口贴合紧密,无漏气缝隙。 实验探究 实验探究 ⑤实验结束后,清理装置,整理实验材料,擦拭工具,回收可重复利用的薄膜、石块。 ④水会在塑料薄膜背面聚集起来,并掉到杯子里。 新知探究 任务三:根据在一定时间内收集露水的多少,提出改进方案,并与大家分享改进后的露水收集方案。 1.改进方案 核心改进逻辑:利用现有条件强化“降温+水汽+附着” (1)凝结表面优化: 选用黑色哑光防水布/棉布,因为深色加速散热,粗糙表面增加附着点。 (2)水汽补充 在凝结布周围放置3-5盆清水,或铺设湿润的海绵。 新知探究 (3)降温强化: 在凝结布下方悬挂装满冷水的密封塑料瓶,利用水的高比热容持续降温;夜间可替换为冰瓶。选择晴朗无风的夜间,放置在庭院低洼处/阳台外侧,避开灯光。 (4)收集装置优化 在“倒V型”布面底部最低点下方,放置带滤网的收集桶(滤网过滤灰尘,避免露水污染),桶口边缘与布面贴合(减少露水滴落损耗)。 二、交流评价 与同学交流收集露水的过程,分析其中存在的问题,讨论如何在极端环境下获得水,走出困境。 1.存在的问题 (1)环境依赖性强:露水的形成需要高湿度(通常在80%以上)和较大的昼夜温差。在干燥或风大的天气里,收集效率极低,甚至无法收集。 (2)材料局限性:普通材料(如棉布、塑料膜)表面能低,水珠难以聚集成滴,容易滞留表面,减少了有效收集面积。 交流讨论 (3)卫生隐患:直接接触植物或地面的收集方式容易带入细菌、虫卵或植物毒素,未经处理饮用可能危害健康。 (4)时间窗口短:露水通常在清晨形成,且太阳升起后迅速蒸发,收集时间仅有1-2小时,难以持续获取。 交流讨论 2.极端环境下获得水的方法 通过交流与改进,我们认识到:在极端环境下,单纯依赖自然露水不可靠,必须结合人工装置和替代方法(如植物蒸腾、太阳能蒸馏)才能提高生存几率。同时,团队协作和科学规划是走出困境的关键。未来,我们计划测试改进后的装置,并探索更轻便的材料,以便在野外环境中快速部署。 交流讨论 知识拓展 三、拓展研究 水资源短缺是当今社会面临的一个重大社会问题,通过网络或其他途径调查水资源短缺产生的原因,探索开发水资源的办法,完成一份调查报告。 1.全球水资源短缺的原因 (1)自然因素:全球气候变暖导致水循环失衡,冰川融化加速、干旱频发,淡水资源补给减少;部分区域本身水资源分布不均,如干旱地区天然缺水。 (2)人为因素:人口增长和经济发展使用水需求激增,农业灌溉、工业生产过度开采地下水,导致含水层枯竭;水污染加剧可用水资源减少,如工业废水、生活污水排放污染河流湖泊;水资源利用效率低,浪费现象普遍,如传统漫灌农业、管网漏损等。 2.开发水资源的办法 (1)开发非常规水源:海水淡化通过反渗透等技术将海水转化为淡水,适用于沿海缺水地区;污水再生利用对生活、工业废水处理后回用;雨水收集通过集水设施储存雨水。 知识拓展 (2)提升利用效率:推广节水技术,农业采用滴灌、喷灌替代漫灌,工业提高循环用水率;加强水资源管理,制定阶梯水价、完善节水法规,严控地下水超采;保护水源地,治理水污染,修复湿地、河流等生态系统,增强自然蓄水能力。 知识拓展 章末练习 1.民间有“下雪不冷,化雪冷”的说法,请从物理学视角解释此说法是否合理。 参考答案:这种说法是合理的。下雪时,空气中的水蒸气直接凝华成雪,释放热量,因此感觉不太冷。而化雪时,雪吸收周围的热量熔化成水,导致周围温度下降,因此感觉更冷。 章末练习 2.如图所示,画作中的美景蕴含了丰富的物态变化。下列分析正确的是( ) (a) (b) (c) (d) A. 图(a)中湖面上的冰层是升华形成的 B. 图(b)中荷叶上的露珠是凝固形成的 C. 图(c)中山林间的薄雾是液化形成的 D. 图(d)中枝头上的雾凇是熔化形成的 C 章末练习 3. 生活处处有物理,留心观察皆学问。下列表述是对生活中一些现象的解释,其中正确的是( ) A. 洗澡时房间会有“白气”,这些“白气”是水蒸气 B. 用酒精擦手很凉爽,因为酒精蒸发要吸热 C. 开袋的樟脑丸会逐渐消失,因为樟脑丸蒸发了 D. 舞台上淡淡薄雾是二氧化碳气体 B 章末练习 4.下列物态变化中属于放热现象的是( ) ① 初春,冰封的湖面解冻 ② 盛夏,旷野里雾的形成 ③ 深秋,路边的小草上结出一层霜 ④ 严冬,冰冻的衣服逐渐变干 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ B 章末练习 5. 图是某物质在熔化时温度随时间变化的图像,下列从图像中获得的信息中错误的是( ) A. 这种物质是晶体,其熔点为 50 B. 在 AB 段物质处于固液共存状态 C. 在 AB 段物质不吸收热量,温度不变 D. 第 8 min 后物质处于液态 C 温度 时间t/min 章末练习 6.对于小手术的麻醉,医生常用一种沸点为 13.1 的液态氯乙烷,把施行手术的地方“冻结”起来,这是利用了液态氯乙烷 _(选填物态变化的名称)会 _(选填“吸”或“放”)热的原理。 汽化 吸 7. 如图所示,甲是体温计,乙是实验室用温度计。请简要说出它们在构造和使用上的不同点。 章末练习 甲 乙 参考答案:构造:体温计通常有一个细弯管,防止液柱回落,而实验室用温度计没有。使用:体温计测量体温前需甩一甩,而实验室用温度计不需要。 8. 某同学在探究“水在沸腾前后温度变化的特点”的实验中,安装烧杯和温度计时,应先确定两者中 _ 的位置。实验过程中,某时刻温度计的示数如图 (a)所示, 为 _ 。图(b)是水的温 度随时间变化的关系图像,分析 图像可知:水在沸腾过程中温度 _。 章末练习 (a) (b) 烧杯 94 保持不变 温度 时间t/min 9. 调查当地农田或城市绿化灌溉的主要方式,了解节水灌溉技术,为当地相关部门提出进一步的节水方案。 参考答案:提示推广滴灌技术,减少水分蒸发和流失;使用智能灌溉系统,根据土壤湿度和天气条件自动调节灌溉量。 章末练习 课堂小结 实践 探究在干旱地区如何取水 实践内容:取水案例 活动方案 任务一:收集露水的原理以及方法 任务二:制作收集露水的工具,然后进行实践工作 任务三:分享改进后的露水收集方案 交流评价 拓展研 作业布置 1.完成课后巩固练习。 2.学习下一节内容。 $