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【人教2024版八上物理精彩课堂（素材+教案+ 学案）】
3.2 熔化和凝固
新课导入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　方式一　【情境导入】
多媒体展示图片:
图3-2-1
导入语:回收的废旧钢铁在高温的炼钢炉里能被重新冶炼成炽热的铁水(图甲),冰雪在温暖阳光的照射下能逐渐消融(图乙),寒冷的北方常常滴水成冰(图丙),在-42 ℃的极寒天气里,沸水可以“泼水成冰(冰雾)”(图丁)。那么,具备了什么条件,固体物质才能熔化、液体物质才能凝固呢 今天我们就来学习熔化和凝固。(板书课题)
方式二　【问题导入】
我国研制的一种聚乙烯材料,在超过40 ℃时能够完全熔化,在低于15 ℃时能够完全凝固。有人设计,把这种材料制成小颗粒,掺在水泥中制成地板或墙板,在昼夜温度变化大的地区用这种地板或墙板修筑房屋,可以起到调节室温的作用。你知道这种设计的原理吗 学了本节课的内容,你就会明白了。
方式三　【视频导入】
曾侯乙尊盘(图3-2-2)是一件国宝级文物,我们一起来看视频“曾侯乙尊盘:青铜器工匠的图腾”,想一想,它是如何制成的呢
图3-2-2
导入语:同学们,这件艺术品的制作过程就用到了今天我们要学习的物态变化中的熔化和凝固,让我们来共同探究吧。(引入课题)
电子视频　　(详见电子资源)
教材知识处理　　
“研究固体熔化时温度的变化规律”实验(教材P67)注意事项
(1)固体粉末不宜过多,只要固体全部熔化后仍能浸没温度计的玻璃泡即可。
(2)温度计的玻璃泡要与被测固(液)体充分接触,不要接触试管壁和底。
(3)实验中用水浴法加热,保证固体受热均匀,延长熔化时间,便于观察熔化的特点。
本节教材链中考　　
[考点小说] 本节中探究固体熔化时温度的变化规律、晶体和非晶体的熔化与凝固图像是中考考查热点,熔点、凝固点以及熔化吸热、凝固放热也是中考的高频考点,题型主要是填空题、选择题和实验探究题。
[考点对接] 1.晶体和非晶体的熔化和凝固
[源起教材P67] 演示
图3.2-2　观察熔化现象的实验装置
研究固体熔化时温度的变化规律
　　选择一些不同的物质进行实验研究,例如海波(硫代硫酸钠)和石蜡。如图3.2-2所示,将海波放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛水的烧杯中。点燃酒精灯,经过一段时间后海波就会慢慢熔化。当温度计的温度升至40 ℃左右时开始计时,每隔1 min记录一次数据,填入下表。分析温度的变化,就可以找出石蜡熔化时温度的变化规律。
将海波换为石蜡,找出石蜡熔化时温度的变化规律。
时间/min 0 1 2 3 4 …
海波的温度/℃
石蜡的温度/℃
例1　(枣庄中考)小刚同学在探究某种物质熔化特点的实验中,根据实验数据画出了该物质熔化过程中温度随时间变化的图像,如图3-2-3所示。由图像可知,该物质是　　　　(选填“晶体”或“非晶体”),其熔点是　　　　℃,在熔化过程中温度　　　　;在加热6 min时,该物质处于　　　　　　(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。
图3-2-3
[答案] 晶体　80　不变　固液共存态
[考点对接] 2.熔化的应用
[源起教材P66] 问题
　　工业生产中常将钢水铸造成有一定形状的工件(图3.2-1)。钢水在变成工件的过程中,它的状态发生了怎样的变化 在状态变化的过程中,钢水吸热还是放热
图3.2-1　浇铸工件
例2　(淄博中考)商周时期,我国劳动人民就熟练掌握了青铜器铸造技术。工匠将青铜原料加热化为青铜液体,然后将液体倒入模具中冷却成型。下列说法正确的是 (　　)
A.固态青铜原料加热化为液体的过程是凝固
B.青铜液体倒入模具中冷却成青铜器的过程是熔化
C.青铜液体冷却成青铜器的过程放出热量
D.模具中的青铜液体冷却成青铜器后质量变大
[答案] C
拓展材料　　
　　材料一——熔化和凝固造成的自然灾害
1.融雪性洪水
融雪性洪水是指由于前期降雪量较大,随后气温回升又很快,加速了积雪熔化的速度,从而造成的洪水。和普通洪水不同的是,融雪性洪水当中会夹杂大量的冰凌和融冰,所到之处,带来的破坏性极大。
图3-2-4
2.黄河凌汛
1967年宁夏河段发生凌洪灾害。成灾原因:(1)上游来冰量多。从中宁站的气温观测成果看出:1967~1968年的11~3月累积气温达-737.4 ℃,是40年来最冷的一个冬天,封冻首达石空附近,石空以上有400 km的未封河段,因此,有源源不断的流冰自上而下在石空河段形成冰塞。(2)青铜峡水库蓄水位较高,阻碍流冰下泄。该库1967年12月下旬至1968年1月中旬,蓄水位达1151 m,比天然情况下水位抬高13 m。因此,冰塞体不能下移,故在石空至枣园河段造成冰塞雍水灾害。(3)封河后,上游来水猛涨。1967年12月6日,黄河上游刘家峡水库导流洞闸门失灵,下泄流量比封河时流量增大300~750 m3/s,致使石空以上水鼓冰开,大量冰花、冰块下潜在枣园上下,形成严重的冰塞。
凌汛危害:新中国成立前,因凌汛决堤而泛滥成灾的事,几乎年年发生,每次决口,都给沿河人民的生命财产造成严重的损失。如1933年,内蒙古磴口县凌汛决口,300余里一片汪洋,冰积如山,水势汹涌,淹没了很多村庄。
图3-2-5
防治措施:新中国建立以来,黄河两岸人民对凌汛危害采取了多种有力措施,主要有防、蓄、分、排四种。“防”就是组织强大的防凌汛队伍,防守大堤,抗御凌洪,一旦发现险情,立即进行抢护,确保大堤安全。“蓄”就是把上游来水蓄起来,使上游在解冻前来水小,河槽蓄水少,不至于造成水位上升,鼓开冰盖,产生灾害。“分”就是利用沿黄河的分洪工程和洪闸,分泄凌水,减轻大堤的压力。“排”就是在容易形成卡冰的狭窄河段,炸碎冰盖,打通溜道,使上游来冰顺利下排,在冰坝形成,且威胁堤防安全时,就及时用飞机、大炮和炸药等炸毁冰坝。
材料二——中国智造“超薄玻璃”
中国蚌埠制造出最先使用浮法工艺批量生产的最薄玻璃,厚度只有0.12 mm,比两张A4纸的厚度还要薄。超薄玻璃也叫超薄电子触控玻璃,是电子信息显示产业用来做手机、电脑、电视显示屏等的基础材料。用浮法工艺生产超薄玻璃最为重要的三个环节是窑炉、锡槽和退火,每个环节需要调整的参数都非常多。窑炉将制备玻璃的多种原料在炉内加热到将近1600 ℃,使原料熔化为一体,要增加玻璃的强度,原料中还必须有熔点高于其他原料的金属元素。锡槽是生产超薄玻璃的关键步骤,窑炉熔化的玻璃液流入锡槽装备中,锡槽中的锡熔化,玻璃液浮在锡液表面,再用拉边机将玻璃拉薄,最后进入退火窑,玻璃温度逐渐降低、变硬成型,故此工艺称为浮法工艺。经过测试,这种超薄玻璃在受到相当于一辆家用轿车以150 km/h的速度撞停到墙上的冲击力时仍完好无损。
　　材料一　熔化和凝固造成的自然灾害
　　材料二　中国智造“超薄玻璃”
　　
第2节　熔化和凝固
教材解读 　本节教材用学生熟悉的水的三态变化引入新课,然后说明固体、液体和气体在一定条件下都会发生状态的变化,并举例以激发学生的兴趣,再说明熔化和凝固的物理含义,强调熔化和凝固都是一个过程,完成每个过程都需要一定的时间。 　探究固体熔化时温度的变化规律,实验前要强调酒精灯的正确使用方法。要求学生不仅要学习固体熔化时温度变化的规律,体验探究科学知识的乐趣,还要求学生学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。 　结合学生从实验中得到的熔化曲线,得出“晶体有熔点,非晶体没有熔点”的结论,用有没有熔点来鉴别晶体和非晶体是一种重要的鉴别方法。
学 习 目 标 物理观念 　1.认识物质的气态、液态和固态三种状态,能描述这三种物态的基本特征。 　2.了解熔化、凝固的含义及它们的吸、放热情况。 　3.了解晶体和非晶体的区别。 　4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义,提高学生的看图能力。
科学探究 　1.通过探究固体熔化时温度变化的规律,感知发生物态变化的条件。 　2.了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法。
科学思维 　自主建构熔化和凝固的概念,通过实验收集的证据归纳总结晶体和非晶体熔化的规律。
科学态度 与责任 　通过教学活动,激发学生对自然现象的关心,产生乐于探索自然现象的情感。
重 难 点 处 理 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。实验过程中,给予学生适当点拨,给学生讲解设计实验、进行实验、分析实验的方法。
难点 　根据实验总结熔化和凝固时温度的变化规律,并用图像表示。作好晶体与非晶体的熔化、凝固图像,对比分析找出异同点,并进行总结。
创新探究 　改进方法:利用浓食盐水冷却使水结冰探究熔化实验。 　步骤:①将浓食盐水放入冰箱冷冻室,一夜之后温度可达-22 ℃;②课前准备小试管,放入适量水,并将温度计放入水中,只要将温度计的玻璃泡浸没在水中即可;③将小试管放入盐水中冷冻,几分钟后即可进行实验。 　使用小试管的优点:结冰快、不用酒精灯加热(可用手加热)、可反复实验。
教学设计①　　(对应ppt见电子资源)
教师活动 学生活动 设计意图
【导入新课】 情境引入: 天气热的时候,从冰柜中拿出的冰块,一会儿就变成了水,再过一段时间水干了,变成看不见的水蒸气,跑得无影无踪。这是为什么呢 原来随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。 从这节课开始,我们就来学习物质不同状态之间的转化——物态变化。 观察、思考、讨论 抓住学生好奇的心理特点,由情境导入新课,让学生对即将学习的知识产生浓厚的学习兴趣。
【探究新知】 一、物态变化 通常,物质存在固态、液态和气态这三种状态,一般这三态之间又可以在一定的条件下相互变化,物质各种状态间的变化叫作物态变化。下面我们先来研究物态变化中的熔化和凝固。 二、熔化和凝固 1.概念归纳 (1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫作熔化。例如:冰化为水、蜡烛化为烛液等。 (2)凝固:物质从液态变成固态的过程叫作凝固。例如:水结冰、火山喷出的岩浆凝结成火山岩。 2.例题:说出下列物态变化的名称。 (1)冰棒化成水(熔化) (2)钢水浇铸成火车轮(凝固) (3)把废塑料回收,制成塑料产品(先熔化再凝固) 三、探究固体熔化时温度的变化规律 过渡语:结合生活中冰的熔化过程,想一想,冰的熔化需要什么条件 不同的物质熔化时温度将会如何变化 [实验目的] 探究固体熔化时温度的变化规律。 [提出问题] 不同物质在由固态变成液态的过程中,温度的变化规律相同吗 [制订计划、设计实验] 你认为这次探究需要哪些实验器材 采用什么研究方法 如何比较物质的变化情况 在学生制订计划、设计实验的基础上,教师适当补充自己的意见,让学生自主设计实验方案,研究海波(硫代硫酸钠)和石蜡的熔化过程(参照下图选择需要的实验器材)。 [进行实验与收集证据] 将温度计插入试管后,待温度升至40 ℃左右开始,每隔大约1 min记录一次温度;在海波或者石蜡完全熔化后再记录4~5次。 时间/min01234…海波的温度/℃石蜡的温度/℃
[分析与论证] 在下面所设计的海波和石蜡的熔化图像中,纵轴表示温度,横轴表示时间。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点,然后将这些点连接起来,便得到固体熔化时温度随时间变化的图像。 听讲、思考、了解熔化和凝固的定义,并解答相应例题。 听讲、思考 提前预习、制订计划、写出部分实验报告,并在设计实验的过程中着重解决相应问题。 讨论、分析、论证、绘制图像 通过新课导入,让学生认识物质的三种状态,进而给出物态变化的概念和熔化、凝固的定义。并通过例题分析,明确本节课的内容和主题。 引出探究的课题,激发学生的探究欲望。 这样做既能让学生进行充分的思考,又解决了课堂上时间紧的问题,为实验的成功进行做好了准备工作。 培养学生的动手能力,运用数学的知识找到两个物理量之间的关系,提高解决物理问题的能力。
引导学生仔细分析实验现象,讨论交流,最后总结得出固体熔化时温度的变化规律。 [结论]海波熔化时温度不变,但需要吸热;石蜡熔化时温度升高,需要吸热。 [评估]回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误 进行论证的根据充分吗 实验结果可靠吗 [交流合作]与同学进行交流。你们的结果和其他小组的结果是不是相同 如果不同,怎样解释 [成果展示]分别选择2~3小组,将他们绘制的海波或石蜡的熔化图像投影在黑板上。 四、熔点和凝固点 1.熔化 提出问题:比较海波和石蜡的熔化图像,温度变化有什么不同 指导学生讨论交流、思考: (1)两种物质的熔化过程中,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、放热情况如何 归纳分析: 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 ℃时,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,如石蜡、松香、玻璃等。 (2)晶体熔化时的温度叫熔点;非晶体没有熔点。 引导:请同学们总结一下,晶体熔化需要什么条件 讨论及交流:①达到熔点;②继续吸热。 交流、讨论、评估、写出实验报告 根据展示的海波和石蜡的熔化图像,讨论思考相关问题并进行归纳总结。 交流、思考、总结 鼓励学生合作探究,体验科学探究的乐趣,更好地培养学生主动探究的能力和创新精神。 与文字相比,初中学生更喜欢看图。与学生一起分析图像,可以培养学生从图像中寻找规律的能力。 让学生明晰晶体和非晶体的区别,并引导学生总结晶体熔化时的条件。
2.凝固 设疑:凝固是熔化的逆过程,大家能不能根据物质的熔化图像画出它们凝固时的温度变化图像 引导学生将图像画在草稿纸上。 结论:(1)晶体凝固时的温度叫凝固点。 (2)同种物质的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有凝固点。 [自学指导] 阅读课本P69小资料: 一些晶体的熔点(标准大气压)晶体熔点/℃晶体熔点/℃钨3410海波48铁1538冰0铜1083固态水银-39金1064固态酒精-117铅328固态氮-210锡232固态氧-218固态碘114固态氢-259萘80.5固态氦-272
[想想议议] (1)在如图所示晶体凝固图像中,EF、FG、GH各段分别表示温度怎样变化 物质是在吸热还是放热 物质处于什么状态 指导学生回答:EF段表示温度下降,物质放热,处于液态; FG段表示晶体凝固过程,物质放热,温度不变,处于固液共存态; GH段表示温度下降,物质放热,处于固态。 (2)黑龙江省北部最低气温曾经达到-52.3 ℃,这时还能使用水银温度计吗 应该使用什么样的液体温度计 指导学生回答:不能,水银的凝固点是-39 ℃,在-52.3 ℃的环境中水银已经凝固了;应该使用酒精温度计,酒精的凝固点更低。 五、熔化吸热、凝固放热 过渡设问:在晶体达到熔点时,停止加热,这时熔化过程还会继续吗 归纳:不会。这就涉及晶体熔化的条件:①达到熔点;②继续吸热。 引导:这说明,熔化过程需要吸热,逆向思考一下,凝固过程就需要放热。 设问:我们来看一个生活实例,北方的冬天,人们常在地窖里放几桶水,以防止地窖的菜被冻坏。你知道这是为什么吗 归纳:因为水凝固时会放热,使窖内温度不至于太低,这里应用了凝固放热的规律。 课堂小结(略) 课堂练习(略) 布置作业(略) 讨论、交流,并尝试采用实验推理的方法,自行得出结论。 自学 讨论、交流、回答 听讲、思考、归纳 通过对熔化图像分析,应用逆向思维,画出晶体和非晶体凝固时温度变化的图像,引导学生进行分析总结。 知道冰和常见晶体的熔点。 通过想想议议,再次展示凝固图像,加深对熔化和凝固图像的理解。 引导学生再次归纳晶体的熔化条件,可以轻松推理出熔化的逆过程凝固是放热的。对比学习,可以加深学生的印象,达到增强理解的目的。
导学设计
学点1:熔化
实验1:用如图3-2-6所示的装置观察海波的熔化过程,并且每隔0.5 min或1 min记录一次温度,直到海波全部熔化后几分钟为止。在如图3-2-7所示的方格纸上画一条横轴表示时间,画一条纵轴表示温度,标出各个时刻所记录的海波的温度,然后用平滑的线把这些点连接起来,得到海波的熔化图像。
图3-2-6 图3-2-7
实验2:用上述装置观察松香的熔化过程,并且每隔0.5 min或1 min记录一次温度,直到松香全部熔化后几分钟为止。在上述方格纸上画一条横轴表示时间,画一条纵轴表示温度,标出各个时刻所记录的松香的温度,然后用平滑的线把这些点连接起来,得到松香的熔化图像。
思考:
问题1:海波熔化、松香熔化的相同点是什么
答:　熔化过程中都要吸收热量　。
问题2:海波、松香熔化时,温度的变化规律是否相同
答:　不相同。海波熔化过程中温度不变,松香熔化过程中温度不断上升　。
学点2:凝固
实验1:用如图3-2-6所示的装置进行海波的熔化实验后,移去酒精灯,停止加热,同时注意观察海波状态的变化,并且每隔0.5 min或1 min记录一次温度,直到全部凝固后几分钟为止。在如图3-2-7所示的方格纸上,画一条横轴表示时间,画一条纵轴表示温度,标出各个时刻所记录的海波的温度,然后用平滑的线把这些点连接起来,得到海波的凝固图像。
实验2:用如图3-2-6所示的装置进行松香的熔化实验后,移去酒精灯,停止加热,同时注意观察松香状态的变化,并且每隔0.5 min或1 min记录一次温度,直到全部凝固后几分钟为止。在如图3-2-7所示的方格纸上,画一条横轴表示时间,画一条纵轴表示温度,标出各个时刻所记录的松香的温度,然后用平滑的线把这些点连接起来,得到松香的凝固图像。
思考:
问题1:海波与松香的凝固过程相比,其相同点是什么
答:　凝固过程都要放出热量　。
问题2:海波与松香的凝固过程相比,其温度的变化规律是否相同
答:　不相同。海波凝固过程中温度不变,松香凝固过程中温度不断下降　。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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