4.3 熔化和凝固（教学课件）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理课件聚焦“熔化和凝固”，涵盖概念、晶体与非晶体特性及温度-时间图像等核心知识。课堂导入以《考工记》“烁金以为刃”和《天工开物》铸釜图为引，从古代金属冶炼实例衔接生活现象，搭建从生活到实验探究的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与传统文化，通过海波、石蜡对比实验培养科学探究能力，结合图像分析强化科学思维，联系“下雪不冷化雪冷”等实例落实科学态度与责任。采用实验探究与典例分析结合的教学方法，助力学生构建物理观念，教师可高效开展分层教学。

物理八年级上册 •沪粤版 第四章 物质的形态及其变化 4.3 熔化和凝固 《考工记》有言：“烁金以为刃，凝土以为器”，古人早已洞察物质形态的变幻之道。世间万物，有形者可熔、可凝，寒则固，暖则化。熔化与凝固，不只是金属铸器、冰雪消融的物理现象，更是世间能量流转的缩影。今天，就让我们透过温度的升降，读懂物质形态变化背后蕴藏的自然哲理。 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 深入理解熔化和凝固的基本概念，能够准确区分晶体与非晶体的本质差异，掌握两类物质在熔化和凝固过程中的温度变化特点，建立物质状态变化的物理认知体系。 02 科学思维 学会分析晶体和非晶体的熔化、凝固温度-时间变化图像，从图像特征中归纳物质的吸热放热规律，培养基于证据的逻辑分析与科学归纳思维能力。 03 科学探究 通过模拟熔化与凝固的实验探究过程，体验提出问题、设计方案、收集数据、分析论证的完整探究步骤，学习运用图像法处理实验数据的科学方法。 04 科学态度与责任 激发探索物质形态变化规律的兴趣，养成严谨求实、实事求是的科学实验态度；结合生活中冰雪消融、金属冶炼等实例，认识物理知识在生产生活中的应用价值。 教学重难点 教学难点 教学重点 01. 概念认知：准确掌握熔化（固态→液态）和凝固（液态→固态）的物理定义，理解物态变化的本质是分子排列方式的改变。 02. 特性对比：区分晶体与非晶体的熔化差异，重点记忆晶体有固定熔点、熔化时温度不变，非晶体无固定熔点的核心特点。 03. 图像识别：能读懂晶体熔化/凝固的温度-时间图像，识别升温、恒温、降温阶段对应的物态变化过程。 01. 内涵理解：深入理解熔点与凝固点的物理意义，明确同种晶体的熔点和凝固点数值相等的规律。 02. 图像解读：突破图像中“水平段”的理解难点，明白该阶段物质吸热或放热但温度不变的本质是内能的转化与物态变化。 03. 实际应用：运用“熔化吸热、凝固放热”的原理，科学解释“下雪不冷化雪冷”“菜窖放几桶水防冻”等生活现象。 课堂引入——智慧的传承从青铜鼎到越王剑 这幅《天工开物》中的铸釜图，生动再现了我国古代精湛的金属冶炼工艺。数千年前，我们的祖先便掌握了自然的奥秘：将铜、锡等矿石投入熔炉，高温使坚硬的固态金属化为流动的液态；随后将熔液注入模具，静待冷却，液态又复归固态，最终铸就了后母戊鼎的雄浑与越王剑的千年锋芒。 “天工开物，随物赋形。”古人的实践早已触及科学的真谛。今天，就让我们一起走进这个奇妙的变化世界，探究熔化与凝固背后的科学原理。 物理视角解读：熔化与凝固 物质由固态变为液态的过程称为熔化，由液态变回固态的过程称为凝固。这不仅是器物成型的关键步骤，更是自然界中物质状态变化的基本物理规律。 知识点1 熔化和凝固的特点 探索新知——熔化和凝固现象 熔化 凝固 固态 液态 气态 熔化和凝固现象 铁“水” 水结成冰 蜡“泪” 探索新知——熔化和凝固现象 熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。 凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。 探索新知——探究海波熔化的特点 参照图，把装有一些海波的试管放到盛水的烧杯里，用酒精灯加热烧杯，并用搅拌棒不断轻轻搅动烧杯里的水，观察温度计的示数和海波的状态变化。 从约35℃开始，每隔lmin读一次温度，直到海波全部熔化后再观察3min，把测得的数据记录在表中。 时间t/min 0 温度t/℃ 35 海波状态 探索新知——探究海波熔化的特点 探索新知——探究海波熔化的特点 时间t/min 0 温度t/℃ 35 海波状态 仿照实验“探究水在沸腾前后温度变化的特点” ，以横坐标表示时间，纵坐标表示测得的温度，在图所示的坐标系中画出海波熔化时的温度－时间图像。 探索新知——探究海波熔化的特点 观察如图所示海波的温度—时间图像，海波熔化时有固定的温度吗? 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。 海波熔化时有固定的熔化温度。 [思考]正在熔化的海波，熄灭酒精灯，还会继续熔化吗? 停止加热，海波停止熔化。海波熔化时需要吸热。 探索新知——探究海波熔化的特点 探索新知——分析海波的凝固曲线 　　（1）DE 段表示海波是_____态，_____热（选填“吸”或“放”），温度________。 　　（2）EF 段表示海波的物态是__________，_____热，温度________。 　　（3）FG 段表示海波的状态是______，_____热，温度________。 液 放 降低 固液共存 放 不变 固态 放 降低 探索新知——探究海波熔化的特点 探索新知——熔化吸热、凝固放热 1．晶体熔化条件： (1)温度达到熔点； (2)继续吸热。 2．晶体凝固条件： (1)温度达到凝固点； (2)继续放热。 探索新知——探究石蜡熔化的特点 参照图所示的装置，在试管中放入石蜡碎屑，重复活动 ”探究海波熔化的特点” 的步骤。 从 40 ℃开始， 观察石蜡的状态变化， 每隔1min 读一次温度， 做好记录， 并在图 中画出石蜡熔化时的温度—时间图像。 比较海波与石蜡熔化时的温度—时间图像，你能得到什么结论？ 时间t/min 0 温度t/℃ 40 海波状态 探索新知——探究石蜡熔化的特点 探索新知——探究石蜡熔化的特点 石蜡的熔化条件： (1)没有固定的熔化温度。(2)继续吸热。 探索新知——海波与蜡的熔化曲线分析 ① AB 段曲线对应的一段时间内，海波是什么状态？温度怎样变化？ ② 在曲线上的哪一点海波开始熔化？ ③ BC 段对应的时间内，海波的状态如何？温度是否变化？这段时间是否对海波加热？ ④ CD 段对应的时间段内海波是什么状态？温度如何变化？ ⑤ 蜡在整个过程中温度怎样变化？ 海波熔化图像 石蜡熔化图像 探索新知——熔化和凝固的特点 归纳总结 海波与石蜡的凝固规律是怎样的? 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。根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律： 无论是海波还是石蜡，在凝固时都要放热；海波凝固时放出热量，但温度不变，石蜡凝固时放出热量，温度降低。 典例分析 例1 如图所示，图甲表示______（选填“晶体”或“非晶体”）的______（选填“凝固”或“熔化”）图像。由图乙可知，BC段物质处于____________态，CD段物质处于______态，该物质的凝固点是______ ℃。 【解析】[1][2]从图甲可看出，随着时间的增加，温度逐渐上升，故该图像表示的是物质从固态变成液态的熔化过程，且熔化过程中温度一直改变，所以是非晶体的熔化图像。 [3][4][5]图乙中的BC段与时间轴平行，反映了随着时间的增加，物质虽然吸热但温度不变，说明这是一种晶体，且处于凝固过程，此时物质处于固液共存态。AB段物质是液态，CD段物质是固态，BC段对应的温度是80℃，为该物质的凝固点。 非晶体 熔化 固液共存 固 80 典例分析 例2 某同学利用如图甲所示的装置探究试管中的固体熔化时温度的变化规律，往烧杯中加适量的水，将温度计插入试管后，待温度升至50℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度，温度随时间变化的图像如图乙所示。（实验时为1标准大气压）下列说法不正确的是（　　） A．试管中的物质是一种晶体，熔点是80℃，这次熔化过程大约持续了15min B．BC阶段，试管中的物质处于固液共存态，且固体越来越少 C．CD阶段，试管中的物质处于液态，吸收热量，温度升高 D．该物质熔化过程所用时间为40min 【解析】A．由图乙知，实验中所用固体熔化时有固定的温度为80℃，即熔点为80℃，是晶体。熔化从第10min开始，25min结束，持续了15min，故A正确，不符合题意； B．BC阶段，晶体正在熔化，不断有固态晶体熔化为液态，因此试管中的物质处于固液共存态，且固体越来越少，故B正确，不符合题意； C．CD阶段，晶体已经全部熔化完，并且继续吸热，所以试管中的物质处于液态，吸收热量，温度升高，故C正确，不符合题意； D．由图乙知，该物质熔化从第10min开始，25min结束，持续了15min，故D错误，符合题意。故选D。 D 知识点2 晶体和非晶体 探索新知——晶体 认识晶体熔化曲线： 晶体熔化特点： 继续吸收热量，熔化时温度保持不变。 表示晶体有一个固定的熔化温度，熔化过程中吸收热量，但温度保持不变。 如海波、冰，食盐，金属都是晶体。 探索新知——晶体 像海波、冰、各种金属、萘那样，熔化时具有一定的熔化温度的这类固体叫做晶体。 熔点：晶体熔化的温度。 探索新知——非晶体 松香 蜂蜡 玻璃 橡胶 塑料 像松香、玻璃、石蜡、沥青那样，熔化时没有一定的熔化温度的这类固体叫非晶体。 非晶体在熔化过程中温度始终在升高。非晶体熔化是一个软化的过程。非晶体熔化时持续吸热。 探索新知——熔点 晶体:具有一定熔化温度 非晶体:没有一定熔化温度 晶体和非晶体熔化规律 3.晶体和非晶体 熔化时都要吸热 1.晶体熔化时温 度不变；非晶体在 熔化过程中温度始 终在升高 2.晶体熔化过程中 处于固液共存状态； 非晶体熔化是一个软 化的过程 熔点—— 晶体熔化时的温度 探索新知——熔点 探索新知——熔点 典例分析 例3 关于物质的熔化和凝固，下列说法正确的是（    ） A．各种固体都有一定的熔点 B．晶体在熔化时要吸收热量，但温度不变 C．各种晶体的熔点都相同，且都大于凝固点 D．非晶体在凝固时要吸收热量，温度不断上升 【解析】A．晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点，故A错误； B．熔化时要吸收热量，晶体熔化时虽然吸热，但温度不变，故B正确； C．在晶体中，物质不同，熔点一般不同，同种晶体的熔点都等于它的凝固点，故C错误； D．凝固需要放热，而不是吸热，非晶体在凝固时要放出热量，温度不断下降。故D错误。故选B。 B 典例分析 例4 小明同学在探究固体熔化的活动中，作出了如图所示的图像。 (1)从图像可知，这种固体是______（填“晶体”或“非晶体”），它的熔点是______。 (2)1min时物质是______态、10min时物质是____________状态，18min时物质是______态。 【解析】（1）[1][2]从图像可知，在5~10min这段时间内，固体吸收热量，温度不变，属于晶体，它的熔点是0℃。 （2）[1][2][3]由图像可知，1min时物质是固态，10min时物质是固液共存状态，15min时物质是液态。 晶体 0℃ 固 固液共存 液 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．在我国的最北端的漠河市冬季气温可达﹣40℃，常用来制作温度计的液体有水银、酒精、甲苯（水银的熔点是﹣38.8℃，酒精的熔点是﹣117.3℃，甲苯的熔点是﹣95℃）。在该市常用的寒暑表所选用的液体，下列说法正确的是（　　） A．选用水银、酒精、甲苯都可以 B．不能选水银，而酒精、甲苯都可以 C．只能选水银，而酒精、甲苯都不行 D．以上三种都不合适 【解析】（温度计测量的最高温度必须小于温度计液泡中物质的沸点，最低温度必须大于温度计液泡中物质的凝固点。 在我国的最北端的漠河市冬季气温可达﹣40℃，常用来制作温度计的液体有水银、酒精、甲苯（水银的熔点是﹣38.8℃，酒精的熔点是﹣117.3℃，甲苯的熔点是﹣95℃），同种物质的熔点和凝固点相同，所以水银的凝固点高于﹣40℃，酒精、甲苯的凝固点低于﹣40℃，所以在该市常用的寒暑表所选用的液体可以是酒精、甲苯，不能是水银。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 B 课堂练习 探究新知 2．图甲是观察物质熔化和凝固现象的实验装置，图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像。以下说法正确的是（　　） A．安装图甲所示的器材时，应按ABC 的先后顺序进行安装 B．实验中，需要观察试管内物质的状态， 并记录温度和加热时间 C．由图乙可知，该物质的熔点为90℃ D．该物质属于非晶体 【解析】A．安装图甲所示的器材时，应按照从下到上的顺序来组装，即按照CBA的先后顺序进行安装，故A错误； B．实验中，需要观察试管内物质的状态，同时并记录物质的温度和加热时间，符合实验步骤，故B正确； C．由图乙可知，该物质固定不变的温度为为80℃，即物质的熔点为80℃，故C错误； D．该物质有固定的熔点，属于晶体，故D错误。故选B。 B 课堂练习 探究新知 3．用如图所示的装置探究冰的熔化特点，将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，冰______热量，温度升高。当冰开始熔化时，温度计的示数如图所示为______℃，冰在熔化过程中温度计的示数____________，由此可知，冰属于晶体。 【解析】[1]将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，由于温水的温度高于碎冰，所以温水不断失去热量，碎冰不断吸收热量，温度不断升高。 [2]观察图中温度计发现，分度值为1℃，温度计中液柱面指示在0℃刻度线，所以温度计的示数为0℃。 [3]冰在熔化过程中，不断吸热，但温度不变，所以温度计的示数保持不变，由于冰有固定熔点，所以冰属于晶体。 吸收 0 保持不变 课堂练习 探究新知 4．（福建·中考真题）防冻液是一种用于汽车发动机冷却系统的特殊液体。为判断某防冻液在最低气温为-25℃的某地区能否使用，利用图甲装置进行实验。 (1)烧杯中装有适量防冻液，置于制冷剂中，用温度传感器每隔1min记录防冻液的温度，绘制温度随时间变化的图像，如图乙。观察到14～20min防冻液处于固液共存状态，分析图像可知：防冻液在凝固过程中温度____________，凝固点为______℃，由此判断该防冻液______在该地区使用； (2)装制冷剂的容器外壁出现霜，这 是空气中水蒸气______形成的小冰晶。 【解析】（1）[1]由乙图可知，14～20min防冻液的温度保持不变，所以防冻液在凝固过程中温度不变。 [2]凝固点为物体凝固过程中温度不变时对应的温度，由乙图可知，凝固点为-35℃。 [3]因为该地区的最低气温为-25℃，高于该款防冻液的凝固点，所以该防冻液可以在该地区使用。 （2）霜是由空气中的水蒸气遇冷凝华放热形成的。 保持不变 -35 能 凝华 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我评价与作业” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 古人云 “流水不腐，物性有常”，熔化为散，凝固为聚，物态虽变，本质不改。温度更迭之间，物质在固态与液态间辗转，恰如世事有聚有散。万物变化皆循规律，物理便是教会我们于纷繁现象之中，探寻藏在大千世界里亘古不变的自然法则。 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $