資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
【人教2024版八上物理精彩課堂（素材+教案+ 學案）】
3.2 熔化和凝固
新課導入　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　方式一　【情境導入】
多媒體展示圖片:
圖3-2-1
導入語:回收的廢舊鋼鐵在高溫的煉鋼爐里能被重新冶煉成熾熱的鐵水(圖甲),冰雪在溫暖陽光的照射下能逐漸消融(圖乙),寒冷的北方常常滴水成冰(圖丙),在-42 ℃的極寒天氣里,沸水可以“潑水成冰(冰霧)”(圖丁)。那么,具備了什么條件,固體物質才能熔化、液體物質才能凝固呢 今天我們就來學習熔化和凝固。(板書課題)
方式二　【問題導入】
我國研制的一種聚乙烯材料,在超過40 ℃時能夠完全熔化,在低于15 ℃時能夠完全凝固。有人設計,把這種材料制成小顆粒,摻在水泥中制成地板或墻板,在晝夜溫度變化大的地區用這種地板或墻板修筑房屋,可以起到調節室溫的作用。你知道這種設計的原理嗎 學了本節課的內容,你就會明白了。
方式三　【視頻導入】
曾侯乙尊盤(圖3-2-2)是一件國寶級文物,我們一起來看視頻“曾侯乙尊盤:青銅器工匠的圖騰”,想一想,它是如何制成的呢
圖3-2-2
導入語:同學們,這件藝術品的制作過程就用到了今天我們要學習的物態變化中的熔化和凝固,讓我們來共同探究吧。(引入課題)
電子視頻　　(詳見電子資源)
教材知識處理　　
“研究固體熔化時溫度的變化規律”實驗(教材P67)注意事項
(1)固體粉末不宜過多,只要固體全部熔化后仍能浸沒溫度計的玻璃泡即可。
(2)溫度計的玻璃泡要與被測固(液)體充分接觸,不要接觸試管壁和底。
(3)實驗中用水浴法加熱,保證固體受熱均勻,延長熔化時間,便于觀察熔化的特點。
本節教材鏈中考　　
[考點小說] 本節中探究固體熔化時溫度的變化規律、晶體和非晶體的熔化與凝固圖像是中考考查熱點,熔點、凝固點以及熔化吸熱、凝固放熱也是中考的高頻考點,題型主要是填空題、選擇題和實驗探究題。
[考點對接] 1.晶體和非晶體的熔化和凝固
[源起教材P67] 演示
圖3.2-2　觀察熔化現象的實驗裝置
研究固體熔化時溫度的變化規律
　　選擇一些不同的物質進行實驗研究,例如海波(硫代硫酸鈉)和石蠟。如圖3.2-2所示,將海波放入內有溫度計的試管中,再把試管放入盛水的燒杯中。點燃酒精燈,經過一段時間后海波就會慢慢熔化。當溫度計的溫度升至40 ℃左右時開始計時,每隔1 min記錄一次數據,填入下表。分析溫度的變化,就可以找出石蠟熔化時溫度的變化規律。
將海波換為石蠟,找出石蠟熔化時溫度的變化規律。
時間/min 0 1 2 3 4 …
海波的溫度/℃
石蠟的溫度/℃
例1　(棗莊中考)小剛同學在探究某種物質熔化特點的實驗中,根據實驗數據畫出了該物質熔化過程中溫度隨時間變化的圖像,如圖3-2-3所示。由圖像可知,該物質是　　　　(選填“晶體”或“非晶體”),其熔點是　　　　℃,在熔化過程中溫度　　　　;在加熱6 min時,該物質處于　　　　　　(選填“固態”“液態”或“固液共存態”)。
圖3-2-3
[答案] 晶體　80　不變　固液共存態
[考點對接] 2.熔化的應用
[源起教材P66] 問題
　　工業生產中常將鋼水鑄造成有一定形狀的工件(圖3.2-1)。鋼水在變成工件的過程中,它的狀態發生了怎樣的變化 在狀態變化的過程中,鋼水吸熱還是放熱
圖3.2-1　澆鑄工件
例2　(淄博中考)商周時期,我國勞動人民就熟練掌握了青銅器鑄造技術。工匠將青銅原料加熱化為青銅液體,然后將液體倒入模具中冷卻成型。下列說法正確的是 (　　)
A.固態青銅原料加熱化為液體的過程是凝固
B.青銅液體倒入模具中冷卻成青銅器的過程是熔化
C.青銅液體冷卻成青銅器的過程放出熱量
D.模具中的青銅液體冷卻成青銅器后質量變大
[答案] C
拓展材料　　
　　材料一——熔化和凝固造成的自然災害
1.融雪性洪水
融雪性洪水是指由于前期降雪量較大,隨后氣溫回升又很快,加速了積雪熔化的速度,從而造成的洪水。和普通洪水不同的是,融雪性洪水當中會夾雜大量的冰凌和融冰,所到之處,帶來的破壞性極大。
圖3-2-4
2.黃河凌汛
1967年寧夏河段發生凌洪災害。成災原因:(1)上游來冰量多。從中寧站的氣溫觀測成果看出:1967~1968年的11~3月累積氣溫達-737.4 ℃,是40年來最冷的一個冬天,封凍首達石空附近,石空以上有400 km的未封河段,因此,有源源不斷的流冰自上而下在石空河段形成冰塞。(2)青銅峽水庫蓄水位較高,阻礙流冰下泄。該庫1967年12月下旬至1968年1月中旬,蓄水位達1151 m,比天然情況下水位抬高13 m。因此,冰塞體不能下移,故在石空至棗園河段造成冰塞雍水災害。(3)封河后,上游來水猛漲。1967年12月6日,黃河上游劉家峽水庫導流洞閘門失靈,下泄流量比封河時流量增大300~750 m3/s,致使石空以上水鼓冰開,大量冰花、冰塊下潛在棗園上下,形成嚴重的冰塞。
凌汛危害:新中國成立前,因凌汛決堤而泛濫成災的事,幾乎年年發生,每次決口,都給沿河人民的生命財產造成嚴重的損失。如1933年,內蒙古磴口縣凌汛決口,300余里一片汪洋,冰積如山,水勢洶涌,淹沒了很多村莊。
圖3-2-5
防治措施:新中國建立以來,黃河兩岸人民對凌汛危害采取了多種有力措施,主要有防、蓄、分、排四種?！胺馈本褪墙M織強大的防凌汛隊伍,防守大堤,抗御凌洪,一旦發現險情,立即進行搶護,確保大堤安全。“蓄”就是把上游來水蓄起來,使上游在解凍前來水小,河槽蓄水少,不至于造成水位上升,鼓開冰蓋,產生災害?！胺帧本褪抢醚攸S河的分洪工程和洪閘,分泄凌水,減輕大堤的壓力。“排”就是在容易形成卡冰的狹窄河段,炸碎冰蓋,打通溜道,使上游來冰順利下排,在冰壩形成,且威脅堤防安全時,就及時用飛機、大炮和炸藥等炸毀冰壩。
材料二——中國智造“超薄玻璃”
中國蚌埠制造出最先使用浮法工藝批量生產的最薄玻璃,厚度只有0.12 mm,比兩張A4紙的厚度還要薄。超薄玻璃也叫超薄電子觸控玻璃,是電子信息顯示產業用來做手機、電腦、電視顯示屏等的基礎材料。用浮法工藝生產超薄玻璃最為重要的三個環節是窯爐、錫槽和退火,每個環節需要調整的參數都非常多。窯爐將制備玻璃的多種原料在爐內加熱到將近1600 ℃,使原料熔化為一體,要增加玻璃的強度,原料中還必須有熔點高于其他原料的金屬元素。錫槽是生產超薄玻璃的關鍵步驟,窯爐熔化的玻璃液流入錫槽裝備中,錫槽中的錫熔化,玻璃液浮在錫液表面,再用拉邊機將玻璃拉薄,最后進入退火窯,玻璃溫度逐漸降低、變硬成型,故此工藝稱為浮法工藝。經過測試,這種超薄玻璃在受到相當于一輛家用轎車以150 km/h的速度撞停到墻上的沖擊力時仍完好無損。
　　材料一　熔化和凝固造成的自然災害
　　材料二　中國智造“超薄玻璃”
　　
第2節　熔化和凝固
教材解讀 　本節教材用學生熟悉的水的三態變化引入新課,然后說明固體、液體和氣體在一定條件下都會發生狀態的變化,并舉例以激發學生的興趣,再說明熔化和凝固的物理含義,強調熔化和凝固都是一個過程,完成每個過程都需要一定的時間。 　探究固體熔化時溫度的變化規律,實驗前要強調酒精燈的正確使用方法。要求學生不僅要學習固體熔化時溫度變化的規律,體驗探究科學知識的樂趣,還要求學生學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神。 　結合學生從實驗中得到的熔化曲線,得出“晶體有熔點,非晶體沒有熔點”的結論,用有沒有熔點來鑒別晶體和非晶體是一種重要的鑒別方法。
學 習 目 標 物理觀念 　1.認識物質的氣態、液態和固態三種狀態,能描述這三種物態的基本特征。 　2.了解熔化、凝固的含義及它們的吸、放熱情況。 　3.了解晶體和非晶體的區別。 　4.了解熔化曲線和凝固曲線的物理含義,提高學生的看圖能力。
科學探究 　1.通過探究固體熔化時溫度變化的規律,感知發生物態變化的條件。 　2.了解有沒有固定的熔化溫度是區別晶體和非晶體的一種方法。
科學思維 　自主建構熔化和凝固的概念,通過實驗收集的證據歸納總結晶體和非晶體熔化的規律。
科學態度 與責任 　通過教學活動,激發學生對自然現象的關心,產生樂于探索自然現象的情感。
重 難 點 處 理 重點 　通過觀察晶體與非晶體的熔化、凝固過程,培養觀察能力、實驗能力和分析概括能力。實驗過程中,給予學生適當點撥,給學生講解設計實驗、進行實驗、分析實驗的方法。
難點 　根據實驗總結熔化和凝固時溫度的變化規律,并用圖像表示。作好晶體與非晶體的熔化、凝固圖像,對比分析找出異同點,并進行總結。
創新探究 　改進方法:利用濃食鹽水冷卻使水結冰探究熔化實驗。 　步驟:①將濃食鹽水放入冰箱冷凍室,一夜之后溫度可達-22 ℃;②課前準備小試管,放入適量水,并將溫度計放入水中,只要將溫度計的玻璃泡浸沒在水中即可;③將小試管放入鹽水中冷凍,幾分鐘后即可進行實驗。 　使用小試管的優點:結冰快、不用酒精燈加熱(可用手加熱)、可反復實驗。
教學設計①　　(對應ppt見電子資源)
教師活動 學生活動 設計意圖
【導入新課】 情境引入: 天氣熱的時候,從冰柜中拿出的冰塊,一會兒就變成了水,再過一段時間水干了,變成看不見的水蒸氣,跑得無影無蹤。這是為什么呢 原來隨著溫度的變化,物質會在固、液、氣三種狀態之間變化。 從這節課開始,我們就來學習物質不同狀態之間的轉化——物態變化。 觀察、思考、討論 抓住學生好奇的心理特點,由情境導入新課,讓學生對即將學習的知識產生濃厚的學習興趣。
【探究新知】 一、物態變化 通常,物質存在固態、液態和氣態這三種狀態,一般這三態之間又可以在一定的條件下相互變化,物質各種狀態間的變化叫作物態變化。下面我們先來研究物態變化中的熔化和凝固。 二、熔化和凝固 1.概念歸納 (1)熔化:物質從固態變成液態的過程叫作熔化。例如:冰化為水、蠟燭化為燭液等。 (2)凝固:物質從液態變成固態的過程叫作凝固。例如:水結冰、火山噴出的巖漿凝結成火山巖。 2.例題:說出下列物態變化的名稱。 (1)冰棒化成水(熔化) (2)鋼水澆鑄成火車輪(凝固) (3)把廢塑料回收,制成塑料產品(先熔化再凝固) 三、探究固體熔化時溫度的變化規律 過渡語:結合生活中冰的熔化過程,想一想,冰的熔化需要什么條件 不同的物質熔化時溫度將會如何變化 [實驗目的] 探究固體熔化時溫度的變化規律。 [提出問題] 不同物質在由固態變成液態的過程中,溫度的變化規律相同嗎 [制訂計劃、設計實驗] 你認為這次探究需要哪些實驗器材 采用什么研究方法 如何比較物質的變化情況 在學生制訂計劃、設計實驗的基礎上,教師適當補充自己的意見,讓學生自主設計實驗方案,研究海波(硫代硫酸鈉)和石蠟的熔化過程(參照下圖選擇需要的實驗器材)。 [進行實驗與收集證據] 將溫度計插入試管后,待溫度升至40 ℃左右開始,每隔大約1 min記錄一次溫度;在海波或者石蠟完全熔化后再記錄4~5次。 時間/min01234…海波的溫度/℃石蠟的溫度/℃
[分析與論證] 在下面所設計的海波和石蠟的熔化圖像中,縱軸表示溫度,橫軸表示時間。根據表中各個時刻的溫度在方格紙上描點,然后將這些點連接起來,便得到固體熔化時溫度隨時間變化的圖像。 聽講、思考、了解熔化和凝固的定義,并解答相應例題。 聽講、思考 提前預習、制訂計劃、寫出部分實驗報告,并在設計實驗的過程中著重解決相應問題。 討論、分析、論證、繪制圖像 通過新課導入,讓學生認識物質的三種狀態,進而給出物態變化的概念和熔化、凝固的定義。并通過例題分析,明確本節課的內容和主題。 引出探究的課題,激發學生的探究欲望。 這樣做既能讓學生進行充分的思考,又解決了課堂上時間緊的問題,為實驗的成功進行做好了準備工作。 培養學生的動手能力,運用數學的知識找到兩個物理量之間的關系,提高解決物理問題的能力。
引導學生仔細分析實驗現象,討論交流,最后總結得出固體熔化時溫度的變化規律。 [結論]海波熔化時溫度不變,但需要吸熱;石蠟熔化時溫度升高,需要吸熱。 [評估]回想實驗過程,有沒有可能在什么地方發生錯誤 進行論證的根據充分嗎 實驗結果可靠嗎 [交流合作]與同學進行交流。你們的結果和其他小組的結果是不是相同 如果不同,怎樣解釋 [成果展示]分別選擇2~3小組,將他們繪制的海波或石蠟的熔化圖像投影在黑板上。 四、熔點和凝固點 1.熔化 提出問題:比較海波和石蠟的熔化圖像,溫度變化有什么不同 指導學生討論交流、思考: (1)兩種物質的熔化過程中,溫度的變化有什么特點 (2)每段曲線對應的一段時間內,海波與石蠟各是什么狀態 溫度怎樣變化 吸、放熱情況如何 歸納分析: 從實驗現象及描繪出的圖像容易看出: (1)海波經過緩慢加熱,溫度逐漸上升,當溫度達到48 ℃時,海波開始熔化。在熔化過程中,雖然繼續加熱,但海波的溫度不變,直到完全熔化后,溫度才繼續上升。 (2)隨著不斷加熱,石蠟的溫度升高,在此過程中,石蠟變軟變稀,最后熔化為液體。 得出結論: (1)有確定的熔化溫度的一類固體叫晶體,如各種金屬、冰、海波等;另一類沒有確定的熔化溫度的固體叫非晶體,如石蠟、松香、玻璃等。 (2)晶體熔化時的溫度叫熔點;非晶體沒有熔點。 引導:請同學們總結一下,晶體熔化需要什么條件 討論及交流:①達到熔點;②繼續吸熱。 交流、討論、評估、寫出實驗報告 根據展示的海波和石蠟的熔化圖像,討論思考相關問題并進行歸納總結。 交流、思考、總結 鼓勵學生合作探究,體驗科學探究的樂趣,更好地培養學生主動探究的能力和創新精神。 與文字相比,初中學生更喜歡看圖。與學生一起分析圖像,可以培養學生從圖像中尋找規律的能力。 讓學生明晰晶體和非晶體的區別,并引導學生總結晶體熔化時的條件。
2.凝固 設疑:凝固是熔化的逆過程,大家能不能根據物質的熔化圖像畫出它們凝固時的溫度變化圖像 引導學生將圖像畫在草稿紙上。 結論:(1)晶體凝固時的溫度叫凝固點。 (2)同種物質的凝固點和它的熔點相同。非晶體沒有凝固點。 [自學指導] 閱讀課本P69小資料: 一些晶體的熔點(標準大氣壓)晶體熔點/℃晶體熔點/℃鎢3410海波48鐵1538冰0銅1083固態水銀-39金1064固態酒精-117鉛328固態氮-210錫232固態氧-218固態碘114固態氫-259萘80.5固態氦-272
[想想議議] (1)在如圖所示晶體凝固圖像中,EF、FG、GH各段分別表示溫度怎樣變化 物質是在吸熱還是放熱 物質處于什么狀態 指導學生回答:EF段表示溫度下降,物質放熱,處于液態; FG段表示晶體凝固過程,物質放熱,溫度不變,處于固液共存態; GH段表示溫度下降,物質放熱,處于固態。 (2)黑龍江省北部最低氣溫曾經達到-52.3 ℃,這時還能使用水銀溫度計嗎 應該使用什么樣的液體溫度計 指導學生回答:不能,水銀的凝固點是-39 ℃,在-52.3 ℃的環境中水銀已經凝固了;應該使用酒精溫度計,酒精的凝固點更低。 五、熔化吸熱、凝固放熱 過渡設問:在晶體達到熔點時,停止加熱,這時熔化過程還會繼續嗎 歸納:不會。這就涉及晶體熔化的條件:①達到熔點;②繼續吸熱。 引導:這說明,熔化過程需要吸熱,逆向思考一下,凝固過程就需要放熱。 設問:我們來看一個生活實例,北方的冬天,人們常在地窖里放幾桶水,以防止地窖的菜被凍壞。你知道這是為什么嗎 歸納:因為水凝固時會放熱,使窖內溫度不至于太低,這里應用了凝固放熱的規律。 課堂小結(略) 課堂練習(略) 布置作業(略) 討論、交流,并嘗試采用實驗推理的方法,自行得出結論。 自學 討論、交流、回答 聽講、思考、歸納 通過對熔化圖像分析,應用逆向思維,畫出晶體和非晶體凝固時溫度變化的圖像,引導學生進行分析總結。 知道冰和常見晶體的熔點。 通過想想議議,再次展示凝固圖像,加深對熔化和凝固圖像的理解。 引導學生再次歸納晶體的熔化條件,可以輕松推理出熔化的逆過程凝固是放熱的。對比學習,可以加深學生的印象,達到增強理解的目的。
導學設計
學點1:熔化
實驗1:用如圖3-2-6所示的裝置觀察海波的熔化過程,并且每隔0.5 min或1 min記錄一次溫度,直到海波全部熔化后幾分鐘為止。在如圖3-2-7所示的方格紙上畫一條橫軸表示時間,畫一條縱軸表示溫度,標出各個時刻所記錄的海波的溫度,然后用平滑的線把這些點連接起來,得到海波的熔化圖像。
圖3-2-6 圖3-2-7
實驗2:用上述裝置觀察松香的熔化過程,并且每隔0.5 min或1 min記錄一次溫度,直到松香全部熔化后幾分鐘為止。在上述方格紙上畫一條橫軸表示時間,畫一條縱軸表示溫度,標出各個時刻所記錄的松香的溫度,然后用平滑的線把這些點連接起來,得到松香的熔化圖像。
思考:
問題1:海波熔化、松香熔化的相同點是什么
答:　熔化過程中都要吸收熱量　。
問題2:海波、松香熔化時,溫度的變化規律是否相同
答:　不相同。海波熔化過程中溫度不變,松香熔化過程中溫度不斷上升　。
學點2:凝固
實驗1:用如圖3-2-6所示的裝置進行海波的熔化實驗后,移去酒精燈,停止加熱,同時注意觀察海波狀態的變化,并且每隔0.5 min或1 min記錄一次溫度,直到全部凝固后幾分鐘為止。在如圖3-2-7所示的方格紙上,畫一條橫軸表示時間,畫一條縱軸表示溫度,標出各個時刻所記錄的海波的溫度,然后用平滑的線把這些點連接起來,得到海波的凝固圖像。
實驗2:用如圖3-2-6所示的裝置進行松香的熔化實驗后,移去酒精燈,停止加熱,同時注意觀察松香狀態的變化,并且每隔0.5 min或1 min記錄一次溫度,直到全部凝固后幾分鐘為止。在如圖3-2-7所示的方格紙上,畫一條橫軸表示時間,畫一條縱軸表示溫度,標出各個時刻所記錄的松香的溫度,然后用平滑的線把這些點連接起來,得到松香的凝固圖像。
思考:
問題1:海波與松香的凝固過程相比,其相同點是什么
答:　凝固過程都要放出熱量　。
問題2:海波與松香的凝固過程相比,其溫度的變化規律是否相同
答:　不相同。海波凝固過程中溫度不變,松香凝固過程中溫度不斷下降　。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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