1.2 熔化和凝固（教学设计）物理新教材北师大版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“熔化和凝固”核心知识，通过钢铁厂钢水浇铸情景导入，联系上节物态变化知识，引导学生探究固态与液态转化规律，构建从生活现象到物理概念的学习支架。 突出科学探究与科学思维培养，设计海波和蜂蜡熔化实验，采用水浴法加热、数据记录与图像分析，帮助学生归纳晶体与非晶体规律。结合铸钟、撒盐融雪等实例，渗透科学态度与责任，提升学生实验能力和逻辑推理能力，便于教师开展探究式教学。

1.2 熔化和凝固（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 1.2 熔化和凝固 教学 目标 物理观念 理解熔化、凝固的概念，知道熔化吸热、凝固放热；掌握晶体和非晶体在熔化、凝固过程中的不同规律，理解熔点和凝固点。 科学思维 通过实验数据与图像的分析，归纳晶体与非晶体熔化的规律，培养由数据到图像、由图像到结论的逻辑推理能力。 科学探究 经历“设计熔化实验→记录数据→绘制图像→分析规律”的过程，学习水浴法加热和图像分析的科学方法。 科学态度 与责任 关注冰袋降温、菜窖防冻、撒盐融雪等生活实例，认识物理知识的实用价值，养成观察生活的习惯。 教材 分析 本节是北师大版八年级上册第一章《物态及其变化》的第二节。上一节学生已经知道物质有三态、状态可以相互转化，本节从固态与液态之间的转化入手，具体研究熔化和凝固。教科书安排了“比较海波和蜂蜡熔化时的温度变化”这一探究实验，让学生亲历记录数据、描点作图、分析图像的完整过程，由此归纳出晶体与非晶体的区别，建立熔点和凝固点的概念。用图像描述物理过程是本节引入的重要方法，它在后面的汽化、凝华以及第二章的运动图像中反复使用。 本节内容由“熔化、凝固”和“熔点和凝固点”两部分构成。熔化与凝固的概念及吸放热情况、晶体与非晶体熔化过程的区别、熔点与凝固点的概念是这节课的重点；通过实验数据和图像分析归纳晶体与非晶体的熔化、凝固规律是这节课的难点。 学情分析 1. 知识储备分析：学生在生活中见过冰化成水、蜡烛流泪、水结冰等现象，能说出“化了”“冻上了”，但没有“晶体”“非晶体”“熔点”的概念，也不知道熔化过程中温度可以保持不变。 2. 思维能力分析：八年级学生第一次系统地经历“记录数据—描点作图—分析图像”的过程，描点连线不困难，但要从一段水平线读出“持续吸热、温度不变、固液共存”这三层含义，需要教师引导逐段分析。 3. 学习兴趣与态度分析：学生对分组实验兴趣浓厚，但海波熔化过程较快、温度变化细微，容易漏记数据或忘记搅拌，需要明确分工、强调按时记录和及时搅拌。 教学重点 熔化和凝固的概念以及熔化吸热、凝固放热；晶体与非晶体熔化、凝固的特点；熔点与凝固点的概念，会查熔点表。 教学难点 通过实验数据和图像分析晶体与非晶体的熔化、凝固规律，能从图像的水平段读出“持续吸热、温度不变、固液共存”。 教学 器材 铁架台、烧杯、试管、酒精灯、陶土网、温度计（两支）、搅拌勺、秒表、海波、蜂蜡、火柴、坐标纸。 多媒体ppt，包含视频：《海波和蜂蜡的熔化》《古代铸钟》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【情景】在钢铁厂里，赤红的钢水被浇铸进模具，冷却后成为一件件工件。 【提出问题】钢水变成工件时，状态如何变化？这个过程是吸热还是放热？ 【引导】请从物质的物态变化角度来解答。上一节我们知道物质有固、液、气三种状态，这节课就来研究固态和液态之间的相互转化。 观察钢水浇铸工件的情景。 思考状态变化与吸放热的关系。 进入新课情景。 学习新课 一、熔化和凝固 1. 概念 物质由固态变为液态的过程，称为熔化。例如冰变成水。 物质由液态变为固态的过程，称为凝固。例如“蜡油”凝固成蜡。 【举例】固态岩石在高温下化成液态岩浆从火山口喷出，这是熔化；刚喷出的液态岩浆冷却之后变成固态，这是凝固。 2. 大家来分类 属于熔化的有：冰雪消融、夏天吃冰淇淋时冰淇淋变软化开、“蜡炬成灰泪始干”中蜡烛受热流下蜡油。 属于凝固的有：自制冰棒、钢水浇铸成车轮、北方冬天水管里的水结冰把水管冻裂。 3. 熔化和凝固的条件 冰要变成水必须吸热，水要结成冰必须放热。可见熔化过程要吸热，凝固过程要放热，两者互为逆过程。 【例题1】　“蜡浴”是一种物理治疗方法，用刷子将液态蜡刷在肿胀部位，蜡会变成固态，同时放出热量，使血液循环加快，一段时间后疼痛减轻。蜡变成固态的过程中发生的物态变化是（　　） A．熔化　　B．液化　　C．凝华　　D．凝固 【答案】D 【详解】液态的蜡刷在皮肤上后变成了固态，是物质由液态变为固态的过程，这种物态变化叫作凝固，凝固过程要放出热量，与题中“同时放出热量”一致。熔化是由固态变为液态，液化是由气态变为液态，凝华是由气态直接变为固态，都不符合。故选D。 说出熔化和凝固的概念并举例。 给生活中的现象分类。 从吸放热角度说明熔化和凝固的条件。 做例题1，判断物态变化的种类。 学习新课 二、探究不同物质熔化的特点 1. 实验目的 比较海波和蜂蜡熔化时的温度变化，探究不同物质熔化的特点。 2. 实验装置与加热方法 器材：试管、烧杯、铁架台、酒精灯、温度计、秒表、陶土网、搅拌勺。 把装有海波（或蜂蜡）的试管放在盛水的烧杯中，用水浴法加热，可以使物质受热均匀、温度上升缓慢，便于观察和记录。 3. 实验步骤 （1）组装装置：分别在盛有海波和蜂蜡的试管中各插入一支温度计和一个搅拌勺，再把试管放在盛水的烧杯中； （2）加热记录：点燃酒精灯，用搅拌勺适时搅拌，从40 ℃以上开始每隔1 min记录一次温度，填入表格；注意酒精灯和温度计的正确使用。 4. 实验数据 海波：时间/min为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12时，温度/℃依次为40、44、46、48、48、48、48、48、48、48、49、52、55。 蜂蜡：时间/min为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11时，温度/℃依次为60、60.3、61.8、62.4、63.8、65.3、66.8、68.8、71、74、76、78。 【作图方法】先在坐标纸上描点，再用光滑的线把各点连接起来。 5. 图像分析 海波的熔化图像上，AB段物质是固态，持续吸热、温度上升；BC段是熔化过程，物质处于固液共存状态，持续吸热但温度保持不变；CD段物质已全部变成液态，持续吸热、温度上升。B点开始熔化，C点熔化结束。 蜂蜡的熔化图像上没有温度不变的水平段，加热过程中它先变软、变稀，最后变成液态，温度一直上升。 6. 结论 相同点：海波和蜂蜡都从固态变成了液态，熔化过程中都需要吸热。 不同点：海波熔化时温度保持不变，过程中处于固液共存状态；蜂蜡熔化时温度不断上升，没有固液共存的状态。 【例题2】　如图是某物质熔化时温度随时间变化的图像，根据图像可以判断（    ） A．该物质是非晶体　　B．该物质的熔点是80℃ C．第15min时，该物质已完全熔化　　D．该物质在10~25min内没有吸收热量 【答案】B 【详解】A．观察图像可知，在10~25min 时间段内，物质吸热但温度不变，这符合晶体的熔化特点，所以该物质是晶体，故A 不符合题意； B．由于10~25min 物质处于熔化过程且温度不变，此不变的温度即为熔点，从图像能明确看出该温度是80℃，所以该物质的熔点是80℃，故B符合题意； C．由图像可得，第10min 时物质刚开始熔化，到25min 才完全熔化，因此第15min 时该物质还未完全熔化，故C不符合题意； D．在10~25min内物质处于熔化过程，晶体熔化过程需要吸收热量来实现状态的转变，所以该物质在10~25min 内一直在吸收热量，故D不符合题意。 故选B 。 明确实验目的与器材，理解水浴法的作用。 分组实验，按时记录温度并及时搅拌。 在坐标纸上描点作图，画出熔化图像。 逐段分析图像，归纳两种物质的异同，做例题2。 学习新课 三、熔点和凝固点 1. 晶体与熔点 有些固体在熔化过程中持续吸热，但温度保持不变，这个温度叫作熔点。像这样有确定熔化温度的固体叫作晶体，如冰、海波和各类金属。 2. 非晶体 有些固体在熔化过程中持续吸热，温度不断升高，没有确定的熔化温度，这类固体叫作非晶体，如石蜡、松香、玻璃。 3. 凝固点 液体在凝固形成晶体的过程中持续放热，温度也保持不变，这个温度叫作凝固点。同一种晶体物质的熔点和凝固点是相同的，但会随外界压强的变化而变化。 【想想议议1】上图物质凝固图像中，EF段液体放热、温度下降；FG段是凝固过程，放热而温度保持不变，物质处于固液共存状态；GH段物质已全部凝固成固体，继续放热、温度下降。 4. 熔点是晶体的特性 不同的晶体熔点不同，熔点是晶体的一种特性。查熔点表可以帮助我们选择合适的材料。 【想想议议2】能否用铝制的容器熔化铜或锡？——铝的熔点是660 ℃，铜的熔点是1083 ℃，要熔化铜必须加热到1083 ℃，这时铝制容器早已熔化，所以不能用铝容器熔化铜；锡的熔点只有232 ℃，低于铝的熔点，所以可以用铝制容器熔化锡。 在南极考察站能使用水银温度计测量室外的气温吗？——不能。水银的熔点是－38.8 ℃，而南极的气温常低于－40 ℃，水银在那里已经凝固，无法测温，应改用酒精温度计。 知道晶体与非晶体的区别。 理解熔点和凝固点的含义。 会查熔点表，说出常见物质的熔点。 讨论两个“想想议议”，学会用熔点选择材料。 学习新课 四、熔化与凝固的应用 1. 古代的智慧——铸钟 古代铸钟大致经历五步：制内模、定雏形；制外模、刻纹饰；熔蜡油、造空腔；注铜水、待凝固；敲模、修整。其中“熔蜡油”利用了蜡的熔化，“注铜水、待凝固”利用了铜由液态凝固成固态，钟就成形了。 2. 什么在影响物质的熔点 （1）压强：滑冰时冰刀与冰面接触处压强很大，冰的熔点降低，表面出现一层水膜，起到润滑作用，人就能自由滑行。 （2）纯度：在金属中掺入其他物质制成合金，熔点会发生改变，例如焊锡的熔点比纯锡、纯铅都低，便于焊接。 （3）纯度：下雪后往路面撒盐，盐水的凝固点（熔点）低于0 ℃，雪就能在0 ℃以下熔化，避免路面结冰。 【知识小结】压强和物质的纯度是改变熔点的两大核心因素。 了解古代铸钟中的熔化与凝固。 解释滑冰、合金、撒盐融雪中的物理道理。 归纳影响熔点的两个因素。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．我国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 ℃）。关于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 【答案】B 【详解】温度计里的测温液体在被测温度下必须保持液态，如果凝固成了固体就不能随温度热胀冷缩，也就无法测温。漠河冬季气温可达－40 ℃，水银的熔点是－38.8 ℃，高于－40 ℃，在这样的低温下水银已经凝固，不能使用；酒精的熔点－117.3 ℃、甲苯的熔点－95 ℃都远低于－40 ℃，仍是液态，可以使用。故选B。 2．如图是盐水在凝固过程的温度与时间关系图，从图像中可以看出盐水凝固持续了_________min，该盐水的凝固点为_________℃。该实验验证了在下雪后往路面上撒盐，是为了_________（选填“升高”或“降低”）雪的熔点。 【答案】10；−2；降低 【详解】[1]由图像可知，图像中有一段温度保持不变，这一过程就是盐水凝固的过程；盐水从第10分钟开始凝固，第20分钟凝固结束，凝固过程用了10分钟。 [2]晶体凝固时温度保持不变，凝固时保持不变的温度即凝固点，保持不变的温度是−2℃，故该盐水的凝固点是−2℃。 [3]盐水的熔点比冰雪的熔点低，在下雪的马路上撒盐是为了降低雪的熔点，使雪尽快熔化。 3．小明用图甲所示的装置来探究“冰的熔化特点”。下列说法正确的是（    ） A．测量时温度计玻璃泡可以碰到试管底部 B．为了使试管中的冰受热均匀，应使用整块冰块 C．由图乙可知，冰熔化时温度不变所以不需要吸热 D．由图乙可知，冰的熔点是0℃，冰属于晶体 【答案】D 【详解】A．测量时温度计玻璃泡要浸没在物质中，而且不能碰到试管底部或侧壁，故A错误； B．为了使试管中的冰受热均匀，应使用碎冰，有利于热传递的进行，故B错误； C．由图乙可知，冰熔化时温度不变，但是冰熔化时需要对冰加热，所以熔化时需要吸热，故C错误； D．由图乙可知，冰的熔点是0℃，冰有固定的熔点，冰属于晶体，故D正确。 故选 D。 4．某同学在探究冰熔化时的温度变化规律的实验中： (1)探究过程中某时刻温度计读数如图甲，此时冰温度为－4 ℃。 (2)实验过程中用水来加热试管中的冰可以使冰受热均匀，但是烧杯中的水要适量，水量要使冰浸没，但也不能太多，水质量过大会导致增加实验时间的后果。 (3)根据实验数据绘制如图乙的图象，由图象可知冰熔化温度变化特点是：持续吸热，温度不变。由此可知冰这种固体是晶体（根据热学性质分类）。若不计热损失，冰在0～2分钟吸收的热量等于（填“大于”“等于”或“小于”）水在5～7分钟吸收的热量。 【答案】(1)-4　(2)增加实验时间　(3)不变；晶；等于 【详解】（1）图甲所示温度计每小格是1℃，故分度值为1℃，此时温度在零刻线下，故当前温度为-4℃。 （2）烧杯内时不宜过多，水量过多会增加实验时间。 （3）[1][2][3]图乙可知冰熔化时持续吸热但是温度保持不变，由此可知冰这种固体有固定熔点，是晶体；同样的加热装置相同时间内冰吸收热量相等，即冰在0~2分钟吸收的热量等于水在5~7分钟吸收的热量。 板 书 设 计 1.2 熔化和凝固 一、熔化：固→液，吸热　　凝固：液→固，放热（互为逆过程） 二、探究熔化：水浴法加热，每1 min记录温度，描点作图 　　海波：有水平段——温度不变、固液共存 　　蜂蜡：无水平段——温度一直上升 三、晶体：有确定熔点（冰、海波、金属） 　　非晶体：无确定熔点（石蜡、松香、玻璃） 　　同种晶体：熔点＝凝固点 四、应用：铸钟；压强、纯度影响熔点 课 堂 小 结 1.2 熔化和凝固 1. 熔化与凝固——固态变液态叫熔化，要吸热；液态变固态叫凝固，要放热。 2. 探究方法——水浴法加热使受热均匀；每隔1 min记录温度；描点作图后分析图像。 3. 晶体——熔化时持续吸热而温度不变，有确定的熔点，如冰、海波、各类金属。 4. 非晶体——熔化时持续吸热、温度不断上升，没有确定的熔点，如石蜡、松香、玻璃。 5. 熔点与凝固点——同一种晶体的熔点和凝固点相同；熔点是晶体的特性，会随压强和纯度改变。 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $