资源简介

3.2熔化和凝固
教学目标：
一、知识与技能
(1)了解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别。
(2)了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
二、过程与方法
(1)通过探究固体熔化时温度变化的规律,感知发生状态变化的条件。
(2)了解有没有固定的熔点是区别晶体和非晶体的一种方法。
(3)通过探究活动,使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。
三、情感态度与价值观
(1) 在观察实验过程中,培养学生的科学态度,感悟研究物理的过程和方法。
(2)通过实验培养善于实践和克服困难的良好意志和品质及相互协作、友好相处的健康心态。
学情分析：
由于实验室条件的限制,我将教材中海波和蜂蜡的熔化实验改为了生活中常见的冰和蜡的熔化实验,更加贴近生活,实验效果也更加明显。然后我又用多媒体模拟海波和松香的熔化与凝固过程及根据数据画出的曲线图像。进一步帮助学生分析和完善晶体和非晶体在熔化和凝固过程中的不同点。在多媒体模拟中,使用了电子白板魔术笔的放大功能,使学生更加清晰的观察到了海波和蜂蜡熔化时的不同变化。
最后利用电子白板的文字归类、图片翻转、文字拖动设计了有趣的练习,让学生在游戏中解决实际生活中常见的问题。
重点难点：
(1)让学生通过实验探究归纳出晶体与非晶体在熔化过程中的本质区别,进一步总结出不同物质熔化和凝固的规律。
(2)让学生根据实验记录的数据在方格纸上描绘固体熔化图象,根据图象叙述晶体和非晶体的熔化和凝固的特点。
教学过程：
教学活动
活动1【导入】激趣导入新课评论.
教师展示冰的熔化和水的凝固图片,让学生观察后分析熔化和凝固需要什么条件
创设问题情境导入新课,使学生产生强烈的求知欲和好奇心,调动学生学习的积极性和主动性。
活动2【活动】提出问题评论.
既然学生总结出熔化和凝固与温度有关,那么:
(1)在熔化过程中温度是怎样变化的
(2)是不是每一种物体熔化时温度都相同
师生共同提出问题
活动3【活动】做出猜想评论.
在教师的引导下学生根据教师事先准备好的两个生活中的现象,来作出猜想。
学生猜想出:
(1)熔化过程中一定要加热,所以物质一定要吸收热量,这时温度可能也是不断上升的。
(2)在熔化过程中温度也可能是不变的。
活动4【活动】进行试验评论.
1.学生按照上节课的要求组装实验仪器。
2.分工进行实验,并记录实验数据,绘制熔化曲线图。
3.小组讨论实验结果,并总结。
记录实验数据、绘制熔化曲线图、小组讨论实验结果。
活动5【活动】对比研究评论.
1.分别让学生在电子白板上利用实验中得到的数据绘制冰和蜡的熔化曲线图。
2.利用预设的问题引导学生分析总结实验结果
使学生学会利用实验数据绘制熔化曲线图,并在教师预设问题的引导下学会分析总结
活动6【活动】多媒体模拟实验评论.
利用多媒体软件模拟海波跟蜂蜡的熔化实验,以及曲线对比图。
进一步帮助学生分析和完善晶体和非晶体在熔化过程中的不同点。
活动7【活动】得出结论评论.
师生共同总结熔化和凝固的规律。
得出熔化和凝固的规律。
活动8【练习】课堂练习评论.
1.区分晶体跟非晶体。
2.区分各种熔化和凝固曲线图。
3.综合练习。
巩固学生当堂学习的知识
活动9【练习】应用新知，解释现象评论.
解释生活中常见的两个物理现象。
巩固知识,并使学生学会利用所学知识解释生活中的一些常见现象。
补充例题讲解
1．用3D打印技术可以打印钛合金眼镜架。在高能激光的作用下，钛合金粉末吸收热量变成液态，再定型为镜架。在此过程中发生的物态变化是(　　)
A．熔化和凝固 B．升华和凝华 C．熔化和凝华 D．汽化和液化
【答案】A
钛合金粉末在高温下由固态变成液态，是熔化现象，需要吸热；然后按构件形状重新结晶成型，是凝固现象，需要放热，即先熔化后凝固。
故选A。
2．将装有碎冰的试管插入装有冰粒的烧杯中间，然后用酒精灯给烧杯加热，当烧杯中的冰熔化一半时，试管中的冰（　　）
A．没有熔化 B．熔化一半
C．熔化小于一半 D．熔化超过一半
【答案】A
冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但熔化过程温度保持不变；
所以当烧杯中的冰熔化一半时，试管中的冰能达到熔点，但不能从烧杯中继续吸热，所以不能熔化，故选A。
3．如图所示为“3D打印机”，打印时，固态原料棒在打印喷头处变为液态，液态原料从打印喷头流下，在成品平台上重新变为固态，经过一系列过程，得到产品。在3D打印中涉及到的物态变化有（　　）
A．熔化、液化 B．汽化、凝固 C．熔化、凝固 D．汽化、液化
【答案】C
打印时，固态原料棒在打印喷头处变为液态，这是熔化过程；液态原料从打印喷头流下，在成品平台上重新变为固态，这是凝固过程。所以，在3D打印中涉及到的物态变化是熔化和凝固。
故选C。
4．2021年3月19日20时左右，冰岛首都雷克雅未克附近的一座休眠了约6000年火山持续喷发红色岩浆，如图所示。炽热的熔岩从地球中的___________层上涌喷出后将逐渐冷却___________《填物态变化）形成岩石。
【答案】 软流 凝固
火山喷发物中的岩浆主要来自地球内部结构中的地幔的软流层，炽热的熔岩是液态，冷却之后形成岩石，是由液态变成固态的过程，发生的物态变化是凝固现象。
5．甲、乙两种质量相等的不同晶体，均匀加热，在相同时间内吸收相同热量的条件下，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象如图所示，则两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲________Q乙(选填“>”、“<”或“=”)；若要选择一种液体作为散热器中的冷却液，应选择液态________(选填“甲”或“乙”)。
【答案】 < 甲
（1）当热源相同的情况下，物体吸收的热量的多少与加热的时间有关。
（2）质量相同的不同物质升高(或降低)相同的温度，吸收(或放出)热量较多的，比热较大；吸收(或放出)热量较少的，比热较小。
6．一袋3千克的水放入冰箱内凝固成冰，质量将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”），水凝固时需要___________（选填“吸热”或“放热”）。若将这些水由神舟飞船带上太空，则水的质量将___________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。
【答案】 不变 放热 不变
质量是物质本身的一种属性，不随物体形状、状态、位置和温度的变化而变化，所以水放入冰箱内凝固成冰，只是状态变化，而质量将不变。
凝固的条件：达到凝固点和继续放热，水凝固时需要放热。
若将这些水由神舟飞船带上太空，只是位置发生改变，而水的质量将不变。
7．表是一些固体的熔点/（在标准大气压下），分析表中数据，可以判断：
固态水银 铜 固态酒精 锡 铝 铜 纯铁
- 39 1083 - 117 232 660 1515． 1535
(1)铝的凝固点是__________。
(2)﹣200酒精为__________态。
(3)在气温为﹣50的地方__________（选填“酒精”或“水银”）可以用于温度计的测温液体。
【答案】 660 固 酒精
(1)由图可知，铝的熔点是660，故铝的凝固点也是660。
(2) 固态酒精的熔点是-117，所以﹣200℃酒精是固体。
(3)水银的凝固点是-39，而在-50的地方用水银温度计，水银已经凝固了；而酒精凝固点是-117，在-50的地方用酒精温度计可以测液体温度。
8．2020年国家游泳中心创造性地提出了水冰转换方案——通过支撑体系和移动式制冰系统，完成水立方到冰立方的功能转换。在国家游泳中心举办冰壶比赛，是奥运历史上首次在夏奥水上项目场馆举办冰上项目比赛。如图为我国冰壶运动员比赛场景，运动员推 动投掷壶从出发点A运动至投掷线B点，之后投掷壶被推出，在冰道上沿着弧线BCD路径到达D点并撞击目标壶，两只冰壶偏离不同方向离开冰道。
（1）水冰转换制冰系统涉及到的物态变化是_________________。
（2）当冰壶离开手后其他队员会用刷子进行刷冰，从而让冰壶滑行的更远，这样做的目的是为了_________。
【答案】 凝固 减少摩擦力
(1)水冰转换制冰系统，物质由液态变成固态的过程，属于凝固现象。
(2)用毛刷刷冰，使冰壶和冰之间形成一层水膜，由于水的出现使冰壶与冰面分开，减小了冰壶与冰面之间的摩擦力，从而改变了冰壶的运动状态。
9．将装有海波的大试管放入盛有热水的烧杯中（如图a）。根据温度计A和B的示数，绘制了海波和热水的温度随时间变化的图像（如图b）。
（1）由图像可知，海波的熔点是___________℃。
（2）在5~8分钟之间，海波要从热水中___________热量，其温度保持不变，此时海波处于___________（选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”）。
（3）第10分钟后，试管内仍有少量海波不能熔化，其原因是___________。
【答案】 48 吸收 固液共存状态 海波与水的温度相同，海波不能继续吸热
（1）晶体有固定的熔点，由图象可知，海波的熔点是48℃。
（2）在5~8分钟之间，海波正在熔化过程中，需要从热水中继续吸收热量。其温度保持不变，此时海波处于固液共存阶段。
（3）由图可知到第10min，试管外热水的温度为48℃，试管内的海波不能继续吸热，海波的熔化将停止，因为晶体熔化要达到熔点，还要能继续吸热。
10．小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。
（1）应选用颗粒___________（选填“较大”或“较小）的冰块做实验。
（2）图甲是他根据记录的数据绘制的“温度—时间”图像。由图像可知：冰熔化的特点是是吸热，温度___________。（填“升高”、“降低”或“不变）
（3）图甲中第3min时，物质处于___________态。（选填“固”或“液”或“固液共存”）
（4）另一个小组为了使物质更快受热，实验装置如图乙所示，你认为该装置存在的不足是___________。
【答案】 较小 不变 固 固体物质受热不均匀
（1）固体熔化实验，为了受热均匀，应该选用颗粒较小的冰。
（2）由图像可知，冰熔化过程中吸收热量，温度不变。
（3）在第3min时，从图像看，冰的温度没有达到熔点，没有熔化，所以为固态。
（4）如图物质放在试管中，在不使用搅拌器的情况下，容易使冰的受热不均匀。

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