物理八年级上册（2024）熔化和凝固表格教案

这是一份物理八年级上册（2024）熔化和凝固表格教案，共10页。教案主要包含了物态变化，熔化和凝固，熔点和凝固点等内容，欢迎下载使用。
课题
第2节 熔化和凝固
教学背景
1．教学内容分析
《义务教育物理课程标准（2022年版）》要求学生知道物质的固态和液态之间是可以相互转化的。从教学内容上看，“物态变化”一章研究了物质常见的三种状态间的六个物态变化。教材设置了物态变化、熔化和凝固、熔点和凝固点、熔化吸热、凝固放热五部分内容，为后面学习“汽化和液化”“升华和凝华”做了铺垫。从科学思维上看，熔化和凝固是学生从物理学视角认识的第一个物态变化过程，能够为学生认识其他物态变化过程提供认识思路和方法。从科学探究的角度看，研究固体熔化时温度的变化规律的过程可使学生在设计实验、进行实验、收集证据、分析实验数据并作出解释的过程中初步认识科学探究过程。图像法的教学为后面探究电流与电压、电流与电阻关系，乃至高中的牛顿第二定律、自由落体运动等打下基础。从科学态度与责任的角度看，本节内容与学生的生活实际及社会生产密切相关，是让学生感悟物理与生活、社会、科技有紧密联系的自然科学的良好载体。
本节的重点是研究晶体在熔化和凝固过程中温度随时间变化的规律和学习利用图像分析数据寻找规律方法。应明确实验中需要观察和记录的物理量及实验现象，通过分析概括出实验结论。
2．学情分析
从知识层面看，在热学方面学生已经学习了温度和温度的测量，熔化和凝固现象是生活中经常见到的现象，因此对物态变化有一些感性认识。但是也存在着吸热温度就会上升的错误概念。从科学思维看，学生在声现象的学习过程中，已经运用过比较法、科学归纳推理的思维方法。在声音产生的条件、声音的传播实验中，已经经历过由特殊到一般的过程。本节课晶体熔化的实验、晶体与非晶体间分析实验数据得出结论需要同时运用比较、分类和归纳推理的思维方法，相比于之前数据收集、分析量大，是学生没有经历过的。从科学探究角度看，在之前的学习中，学生经历过探究实验的部分过程。研究固体熔化时温度的变化规律，学生将完整经历问题、证据、解释、交流的探究过程，发展科学探究能力。
教学目标
物理观念：
1．能区分物质的固态、液态和气态三种形态。知道固态与液态可以相互转化，知道熔化、凝固及过程中的吸热、放热现象。
2．知道晶体熔化和凝固的特点及条件，知道非晶体熔化和凝固的特点。
3．知道晶体与非晶体、熔点和凝固点。
科学思维：
1．在研究固体熔化时温度的变化规律的过程中，体会归纳推理的思维方法。
2．经历认识晶体与非晶体的过程，体会比较与分类的方法。
科学探究：
通过研究固体熔化时温度的变化规律，完整经历问题、证据、解释、交流的探究过程，发展科学探究能力，体会用图像描述物理规律的方法。
科学态度与责任：
1．通过研究固体熔化时温度的变化规律的过程，养成严谨求实的科学态度；感受物理与生活和社会的密切联系。
2．通过介绍浇铸工件、饮料加冰块、冬天保存蔬菜，了解熔化和凝固在生产生活中的应用，增强学生对物理学习的兴趣；通过展示不同节气的图片，了解中华优秀传统文化。
教学重点：
1．研究晶体在熔化和凝固过程中温度随时间变化的规律。
2．学习利用图像分析数据寻找规律方法。
教学难点：
根据实验数据描点作图，并根据图像总结熔化时温度变化规律。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
一、物态变化
1．提出问题：自然界中物质常见的状态有哪些？
展示图片(露、霜、雪)。
2．展示图片并提出问题：钢水在变成工件的过程中，它的状态是如何变化的？
学生回答：固态、液态和气态。
学生回答：钢水从液态变成固态。
通过不同节气的图片引入物质的三种状态。
通过展示浇铸工件的图片引入熔化和凝固，了解熔化和凝固在生产生活中的应用。
新知探究
二、熔化和凝固
1．物质从固态变成液态的过程叫作熔化。
物质从液态变成固态的过程叫作凝固。
2．固体熔化过程中的温度变化规律。
提出问题：生活中我们见到的钢铁，通常是固态的，用什么方式可以使钢铁熔化？
研究固体熔化过程中的温度变化规律。
(1)研究海波在熔化过程中温度随加热时间变化的规律是什么？
①实验中应观察什么？记录什么？实验数据记录表格如何设计？
为了了解熔化的条件，用温度计测量水的温度。
②实验中如何判断海波开始熔化和海波完全熔化？
③如何让海波均匀受热？
④实验的操作步骤是什么？
当海波的温度升高到40 ºC时便开始计时，每隔1 min将海波的温度记录到表格中，同时观察并记录海波的状态，在海波完全熔化以后再记录6～7次实验数据和实验现象，将实验数据和实验现象都记录在表格中。
(1)研究石蜡在熔化过程中温度随加热时间变化的规律是什么？
进行实验。
(2)海波在熔化过程中温度随加热时间变化的规律是什么？
(3)石蜡在熔化过程中温度随加热时间变化的规律是什么？
进行实验，分析与论证。
将数据归纳可得出实验结论：
海波在熔化前，随着加热时间的增加，温度不断升高。海波在熔化时，随着加热时间的增加，温度保持不变。海波在熔化后，随着加热时间的增加，温度继续升高。石蜡在熔化时，随着加热时间的增加，温度不断升高。
物理学上，除了利用表格分析数据之外，还可以采用图像法。请同学们阅读短文，绘制海波和石蜡熔化时温度随时间变化的图像。
海波的熔化图像
石蜡的熔化图像
如图所示，海波的熔化图像分为三个阶段，石蜡的熔化图像也如上图所示，在本实验中加热时间越长，物体吸收热量越多，请根据图像得出实验结论。
三、熔点和凝固点
1．晶体和非晶体
经过大量实验表明，一些固体和海波类似，有固定的熔化温度。熔化时，吸收热量，温度保持不变。例如：冰、各种金属。这类固体叫作晶体。晶体熔化时的温度叫作熔点。我们将这些固体熔化过程中温度随加热时间变化绘制成曲线。
有些固体与石蜡类似，熔化时，吸收热量，温度不断升高，没有固定的熔化温度。这类固体叫作非晶体。我们将这些固体熔化过程中温度随加热时间变化绘制成曲线。观察图像，判断这种物质是否有熔点，就可以区分晶体和非晶体了。
对晶体熔化的图像进一步分析，AB、BC、CD段开始熔化了吗？物质呈什么状态？
2．熔化的条件
提出问题：晶体熔化时BC段的温度没有改变，此时物体是否在吸热？分析水的温度和海波的温度，说出你的判断依据。
提出问题：熔化中的海波，如果不吸热，还会继续熔化吗？观察实验，说出你的判断依据。
播放视频：熔化中的海波，撤去酒精灯。
3．凝固
展示图片：
凝固和熔化是一个相反的过程。晶体的图像也分为三个阶段，EF(凝固前)、FG(凝固过程中)、GH(凝固后)各段分别表示温度怎样变化？物质是在吸热还是在放热？物质处于什么状态？
液体凝固形成晶体时，也有固定的凝固温度，这个温度叫作凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同；非晶体在凝固时，放出热量，温度不断降低。非晶体没有固定的凝固温度。
晶体凝固的条件：达到凝固点，持续放热。
非晶体凝固的条件：持续放热。
4．观察熔点表
内蒙古自治区东北部气温曾经达到－58 ºC，这时应该使用什么样的液体温度计？为什么？
三、应用
夏天，如果我们要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上几块冰，而不是直接加冷水，是什么原因？
在北方的冬天，为了很好地保存蔬菜，人们为什么会在菜窖里放几桶水？
学生回答：①实验中应当观察并记录加热时间、海波的温度和海波的状态。
②出现液态海波时，海波开始熔化。固态海波全部消失的时候，海波完全熔化。
③“水浴法”加热。
学生回答：第一段(AB)：海波在熔化前，吸收热量，温度不断升高。第二段(BC)：海波在熔化时，吸收热量，温度保持不变。第三段(CD)：海波在熔化后，吸收热量，温度继续升高。石蜡在熔化时，吸收热量，温度不断升高。
学生回答：AB段是熔化前，物质呈固态。BC段是熔化时，物质呈固液共存状态。CD段是熔化后，物质呈液态。
学生回答：水的温度高于海波的温度，说明海波在吸热。
学生回答：不会熔化，撤去酒精灯后，液态海波不再增加(固态海波不再减少)。
学生回答：第一段(EF)：晶体在凝固前，放出热量，温度不断降低。物质处于液态。第二段(FG)：晶体在凝固时，放出热量，温度保持不变。物质处于固液共存态。第三段(GH)：晶体在凝固后，放出热量，温度继续降低。物质处于固态。
学生回答：应该选用酒精温度计。水银的熔点为－39 ºC。－58 ºC低于熔点，水银处于固态。酒精的熔点为－117 ºC。－58 ºC高于熔点，酒精处于液态。
学生回答：一方面是因为冰块的温度更低，另一方面是因为冰块在熔化成水的过程中吸热，从而可以使饮料的温度下降得更多。
学生回答：利用水凝固成冰时放出的热使菜窖内的温度不会太低。
通过浇铸工件的过程，引出熔化条件。
学生在实验前思考实验中应观察记录哪些物理量，形成探究实验的设计思路，为后面设计探究实验做铺垫。
使学生明确应该通过观察物质的状态判断物质是否熔化，知道物质处于固液共存状态时即为物质的熔化过程，全部变为液态时完全熔化。
根据实验数据得出结论，培养学生的实验探究和总结归纳的能力。
学生学习利用图像分析数据寻找规律方法。
学生学习利用图像解决问题的方法。
学生的固有认识是物体吸热时温度会升高，而海波在熔化过程中吸热时温度保持不变。通过实验转化学生之前的错误认知。
学生进一步学习利用图像解决问题。
运用晶体熔化、凝固条件，解决实际问题。
运用熔化吸热、凝固放热，解决实际问题，体会物理学科的应用价值。
课堂练习
1．钢水浇注成钢锭的过程中，钢水________(选填“吸收”或“放出”)热量。
2．下图是铁的熔化图像，根据图像可知铁是__________(选填“晶体”或“非晶体”)，判断依据是__________。BC段铁的处于__________状态。
完成习题。
学生运用所学知识：晶体在熔化和凝固过程中温度随时间变化的规律，解决实际问题，并与新知探究部分相呼应。
课堂小结
学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。
培养学生总结归纳的能力。
板书设计
3.2 熔化和凝固