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3.2第三章 物态变化 第二节 熔化和凝固 重难点突破  

2014-11-15 12:52:16|  分类: 重难点突破 |  标签: |举报 |字号 订阅

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3.2第三章 物态变化 第二节 熔化和凝固 重难点突破
 

 《熔化和凝固》重难点突破
  一、教学内容分析

本节教学内容由“物态变化”“熔化和凝固”“熔点和凝固点”和“熔化吸热凝固放热”四部分内容组成。熔化和凝固是生活中非常熟悉的现象,学生有感性认识,包括有错误的认识(他们想象晶体熔化时温度应该上升)。教材从生活中的现象引入熔化和凝固概念,通过实验探究熔化和凝固的特点,总结规律,然后了解熔化和凝固的应用。在合作探究过程中,引导学生充分认识固体熔化时的特点,培养学生的动手能力和利用实验数据绘制图象分析问题的能力。

二、重难点突破

1.物态变化、熔化和凝固的概念

突破建议:

首先通过举例,让学生知道固体、液体和气体是物质存在的三种常见状态,然后以水的三态变化为例,给出物态变化的概念和熔化、凝固的定义。

再说明固体、液体和气体在一定条件下都会发生状态的变化,并举例以激发学生兴趣。然后说明熔化和凝固的物理意义,强调熔化和凝固都是过程,完成每个过程需要一定的时间。

2.探究固体熔化时温度的变化规律

突破建议:

通过这个实验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。要求学生能够参与熔化、凝固等实验探究活动,实验涉及较多的器材,要注意器材的装配,所需药品的取放,在活动中熟悉酒精灯、温度计、秒表的用法,用图象描述物理过程的方法。通过分析实验数据和图象,知道固体熔化时温度的变化规律,知道固体熔化和凝固的曲线特征并不都是相同的,并了解熔化和凝固曲线上每段曲线的物理意义。本实验是学生经历的较为完整的探究实验,在探究过程中应引导学生对固体熔化时温度的变化规律进行猜想,初步设计实验方案,用实验探究的方法,得出固体熔化时温度的变化规律。引导学生通过实验探究,提高观察能力、实验技能以及与他人协作的能力,养成实事求是的科学态度,体会科学家研究问题的过程与方法。

教材将探究海波熔化特点和蜡的熔化实验放在一起进行,其目的是让学生在探究活动中,自然地将两种不同情况进行对比,可以较为方便的发现两者之间的差异,从而降低引入晶体和非晶体概念的难度。在探究活动中“分析与论证”栏目,专门增加的图象的绘制,目的是帮助学生通过图象直观地观察到熔化前、熔化中和溶化后的三个阶段的温度特点。海波的熔化实验既是重点,也是难点。

这个实验还是初中物理热学部分的难点实验之一,其原因是实验器材多;对实验技术的要求较高(玻璃管的粗细、海波与石蜡的多少、酒精灯火焰的大小对实验结果均有影响);实验中需要观测的项目多(包括物质状态、温度计示数、停表计时和表格记录等)。实验内容还有涉及热学的多个知识点,综合性强,因而难度较大。许多老师往往会舍弃不做,这是不对的。由于晶体熔化的规律学生不知道,甚至有错误的认识(他们想象晶体熔化时温度应该上升),因此,最好安排学生做分组实验,让学生积极参与实验的观测与研究活动。

学生的实验装置建议采用“J07262晶体熔化和凝固实验器”,用“水浴法”加热。在课前可以为学生组装好部分实验器材,实验时只需将“晶体熔化和凝固实验器”装入大烧杯的热水中就可以进行实验了。可以把全班同学分成两部分,分别完成海波和石蜡的熔化实验,使学生有比较充足的时间去观察现象,记录数据。

实验时,要注意将海波碾成粉末。由于蜡不便碾成粉末,可以在实验前先将蜡熔化后插入温度计至中间偏下位置再凝固,然后用熔凝过的蜡做熔化实验,实验的重复性较好(当然海波的熔化实验也可以照此准备)。

每个实验小组最好5~6人,按报时、报温度值、报物质状态(是固态、液态,还是固液混合)、记录和照顾仪器等分工,注意协作能力和团队精神的培养。

根据实验记录的数据,学习画出海波和蜡的熔化曲线。这个环节,教师要指导学生按照以下环节进行:在课本上图3.2-2和图3.2-3上描点,连接各点画出比较流畅的曲线,思考曲线代表的含义。

【物理素材】嬗变的物态【十四】 - 高垚骏 - 高垚骏物理工作室

图1

教师带领学生一起,结合数据表格对图象进行细致地分析。

首先根据海波图象的特征(如图1甲),可以分为AB、BC和CD三段。对图象进行分析思考:

(1)AB段对应的时间内物质是什么状态?温度怎样变化?

(2)在曲线上的哪一点海波开始熔化?

(3)在BC段对应的时间内,物质的状态如何?温度是否变化?这段时间是否对它加热?

(4)在CD段对应的时间内物质是什么状态?温度如何变化?

结合实验数据可以看出:

AB段──海波是固态,随着加热时间的增加,海波吸热,温度升高。

BC段──海波是固液共存状态,随着加热时间的增加,海波吸热,但温度保持不变。

CD段──海波是液态,随着加热时间的增加,海波吸热,温度升高。

再根据石蜡熔化图象的特征(如图1乙),通过分析知道,随着加热时间的增加,石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀为液态,整个过程吸热,温度一直在升高,没有一个温度保持不变的过程。

探究的评估、交流与合作环节是非常重要的。如果发现与其他组的结果不同,可以进行讨论、交流,在需要重新观察时,一定要重新观察。

教师要鼓励学生指出本实验装置和实验步骤的缺陷并提出其他的熔化实验方案。

由于时间关系,教师可以自由掌握对凝固过程的观察。

3.熔点和凝固点

突破建议:

与文字信息相比,图象具有直观、形象的特点,学生更喜欢。对比海波和石蜡熔化时的温度变化曲线,能够看出,两种固体熔化过程的主要区别是:海波有确定的熔化温度,石蜡没有确定的熔化温度。由此,可以把固体分为两类:有确定的熔化温度的一类固体叫做晶体,晶体熔化时的温度叫做熔点;没有确定的熔化温度的一类固体叫做非晶体。要告知学生,是否有熔点只是晶体和非晶体的不同点之一,它们还有其他的不同点。

还可以交流并讨论:把晶体加热到熔点就停止加热,晶体会继续熔化吗?使学生了解熔化的条件是达到熔点并继续吸热。指导学生阅读教材,查阅晶体的熔点表,查出海波、冰的熔点,引导学生与通过实验获得的数据进行比较。会看数据表,会查数据是学生应掌握的一种技能。可问学生“酒精在零下50摄氏度会凝固吗?”“古时候炼丹炉(熔金)的温度有现在炼钢炉内的温度高吗?”“为什么灯泡内的灯丝要用钨丝?”等有趣味的问题,让学生到数据表中找答案。

晶体和非晶体的凝固图象可以直接按课本图3.2-5所示的曲线讲。教师应知道,海波熔化后由于会发生过冷现象等原因,再凝固时不可能得到图3.2-5的凝固曲线(这是理想情况)。虽然凝固是熔化的逆过程,但它们的图线不一定对称。

4.熔化吸热凝固放热

突破建议:

组织学生回忆海波的熔化实验过程,对照对照海波的熔化图象并阅读课文。然后举例说明这现象的应用,以加深学生的印象和了解如何应用知识。比如在北方初春融雪的日子,天气寒冷,要多穿衣服防止感冒。这是因为雪熔化时要吸收空中大量的热,使空气温度降低。利用冰能制冷可以防止饭菜变馊,但是要注意,由于冰决吸热,使冰周围的空气变冷,冷空气比热空气重,要往下沉,所以冰块应该放在饭菜的上面。有条件的地方,可以组织学生参观炼钢厂,在浇铸钢锭时是如何避免钢锭凝固时放热所产生的高温的。


 

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