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物理

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3.2《熔化和凝固》教学设计  

2015-10-10 21:50:49|  分类: 教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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3.2《熔化和凝固》教学设计  

 


一、教学目标

(一)知识与技能

1.能区别物质的气态、液态和固态三种状态,能描述这三种物态的基本特征。了解物质的固态和液态之间是可以转化的。

2.了解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别。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)情感态度和价值观

1.通过探究固体熔化时温度变化的规律,体验探究科学知识的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。

2.通过教学活动,激发学生对自然现象的关心,乐于探索自然现象的情感。

二、教学重难点

本节教学内容由“物态变化”“熔化和凝固”“熔点和凝固点”“熔化吸热凝固放热”四部分内容组成。重点和难点是做好探究固体熔化时温度变化规律的实验,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。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。

教学重点:实验探究归纳晶体与非晶体在熔化过程中的本质区别,总结不同物质熔化和凝固的规律。实验数据的处理及根据图象叙述晶体和非晶体的熔化和凝固的特点。

教学难点:晶体和非晶体熔化时温度变化特点;根据实验数据分析、总结推理熔化和凝固曲线并了解其物理意义;了解晶体熔化时,要吸收热量而温度不变。

三、教学策略

本节设计以学生熟悉的冰变成水及水可以变成水蒸气等现象,让学生认识物质的三种状态,继而引入物态变化,引入本课题。注重体现从生活走向物理,从物理走向社会。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,及时引导学生走向社会,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,并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。在教学中应用视频等多媒体手段,让学生感受生活中的物态变化,激发学生对科学的好奇心和求知欲,培养学生探究未知世界的科学素养和科学精神。

四、教学资源准备

多媒体课件、铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、海波、石蜡、水、停表、冰块、铁块等。

五、教学过程


教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课(5分钟)

多媒体展示生活中的各种物态变化的事例:铁矿石在高温炉中熔化为铁水,从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板;低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮;不同季节、气候下的水的状态变化。

归纳:随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。

把水放入冰箱的冷冻室里,水就会变成冰;把冰加入饮料中,冰从饮料中吸收热量就变成了水。

 

激起学生学习的兴趣。

新课教学

(30分钟)

一、物态变化

体验:(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方,你能观察到什么现象?

(2)将冰棒放在空烧杯中,过一会儿,你能发现什么现象?

学生操作实验,发现烧杯中只剩下半杯糖水。

这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化?

总结:

1.物质通常有三种状态,即固态、液态和气态。如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。

2.物质的状态不是一成不变的。当物体温度发生变化时,物质的状态也往往发生改变。

3.物质各种状态之间的变化叫物态变化。

 

 

 

学生进行实验,回答观察到的现象:蜡烛逐渐变成烛油往下滴,滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。冰棒化成水。

 

 

 

 

学习从具体实例抽象出物理概念。

二、熔化和凝固

物质从固态变成液态的过程叫做熔化,从液态变成固态的过程叫做凝固。

出示固体海波和蜡,提出问题:怎样才能使它们会变成液态?在熔化过程中,它们的温度有什么变化?解决这些问题需要通过实验进行探究。

实验──探究固体熔化时温度的变化规律

提出问题:物质熔化时需要什么条件呢?不同物质在由固态变成液态的熔化过程中,温度的变化规律相同吗?

猜想假设:熔化过程中一定要加热,所以物质一定要吸收热量,这时温度可能是不断上升的。

制定计划与设计实验:

实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等。

介绍实验装置,强调酒精灯和温度计的用法。

酒精灯的使用:1.不能用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯;2.用外焰加热;3.用完酒精灯必须用灯盖盖灭。(不能用嘴吹)

进行实验:

(1)四个同学为一组,注意做好分工,每个同学明确自己的任务。

(2)组装实验装置:把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中,并插入温度计,再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水,使水位高于装固体颗粒的那部分试管。用酒精灯分别给两个烧杯加热,观察两试管内固体熔化情况,并每隔1分钟记录一次温度计示数,直到固体完全熔化。

(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律,要求从40℃开始计时,每隔0.5分钟读取一次温度值,观察物质状态,把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点。

(4)第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律,要求从50℃开始计时,每隔1分钟读取一次温度值,观察物质状态,把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点。

分析与论证:

请同学们根据海波和石蜡加热过程中温度随时间变化的情况,并结合自己实验分析一下,海波和石蜡熔化过程有什么特点?从中可以找出什么规律?

总结:海波在熔化前温度升高,在熔化中温度不变,在熔化后温度继续上升。石蜡在熔化前、熔化中、熔化后三个阶段的温度都在上升。

评估:

现在我们回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误?相互讨论你们进行论证的根据充分吗?实验结果可靠吗?

交流与合作:

与同学们进行交流。看看你们的结果和别的小组的结果是不是相同?如果不同,怎样解释?写出实验报告。

学生思考:熔化和凝固是在什么条件下发生的?熔化和凝固的过程有什么特点?不同物质熔化和凝固的规律一样吗?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生进行实验,做好观察和记录。观察内容:(1)对海波及石蜡加热时,温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。

 

 

 

 

 

 

 

 

学生回答:给海波加热,海波温度不断升高,当温度上升到48℃,时,开始熔化,在熔化过程中虽然还在继续加热,但海波的温度却保持48℃不变,直到完全熔化后温度才继续上升。

给石蜡加热,石蜡先变软,然后逐渐变成液态,在整个熔化过程中,石蜡的温度不断上升。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通过实验不仅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探究方法,领悟科学的思想和精神。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

要注意仪器的安全使用。培养学生安全意识。

三、熔点和凝固点

【物理素材】嬗变的物态【十五】 - 高垚骏 - 高垚骏物理工作室

图1

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。

总结:

1.有些固体在熔化过程中尽管不断吸热,温度却保持不变,这类固体有确定的熔化温度,叫做晶体。如各种金属、冰、海波等。

有些固体在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫做非晶体。如松香、沥青、玻璃等。

2.晶体熔化时的保持不变的温度叫做熔点。晶体有熔点、非晶体没有熔点。

3.晶体除熔化时有一定温度,在晶体凝固时也有一定温度,这个温度叫做凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有凝固点。

查阅晶体的熔点表。查出海波、冰的熔点,思考:晶体的熔点一般是不同的,知道熔点和凝固点有什么用?为什么灯泡内的灯丝要用钨丝?黑龙江省北部最低气温曾经到过-52.3℃,这时能不能使用水银温度计测量气温?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生思考回答。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

钨的熔点为3410℃,用来做灯丝,不容易烧断。

水银的凝固点为-39℃,在-52.3℃水银变为固态,不能测量气温。可以利用可用酒精温度计测量。

 

 

 

 

 

 

 

 

培养对图象的分析能量。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

会看数据表,会查数据是学生应掌握的一种技能。

 

 

 

 

 

 

 

利用所学物理知识解释生活中的现象。培养学生应用物理的能力。

四、熔化吸热凝固放热

让学生结合实验数据和图象归纳总结晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。

逆向思维:无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热。

思考:熔化吸热在日常生活中有哪些应用与危害?

1.熔化吸热的应用:

海鲜加冰块保鲜,夏天吃冰块凉快,冰镇啤酒凉爽。

2.熔化吸热的危害:

冬天雪熔化吸热使周围降温,易感冒。

思考:日常生活中凝固放热有哪些应用与危害?

1.凝固放热的应用:

初冬,北方的农民给麦苗浇水防冻;北方的冬天,菜窖里放几桶水,可使窖内温度不至于太低,防止菜被冻坏。

2.凝固放热的危害:

铁水凝固成铁板时放热,使周围的工人感到热,蜡油滴在手上凝固成蜡块容易烫伤。

 

 

 

 

 

 

学生思考并回答。

 

 

 

 

 

 

渗透从生活走向物理,从物理走向社会理念。

课堂小结

(5分钟)

通过这节课你学到了什么?学生回答或与同学们进行交流,老师恰当总结。

梳理本节课知识内容,把自己所学到的知识与老师同学交流,最后总结出本节课的知识点。

培养学生总结归纳的能力。梳理知识形成一个完整的知识体系。同时也可以帮助学生记忆。



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