初中物理人教版八年级上册第三章 物态变化第2节 熔化和凝固学案及答案

这是一份初中物理人教版八年级上册第三章 物态变化第2节 熔化和凝固学案及答案，共6页。学案主要包含了导入新课，新课教学，石蜡，板书设计，教学反思等内容，欢迎下载使用。

教学目标


知识与能力：


1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。


2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。


3.了解熔化、凝固的含义，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。


教学重点：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.


教学难点：指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图象表示出来.


教学用具


酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪


教学过程


一、导入新课


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。








学生思考交流：还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗？


引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。


联系生活：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。点燃的生日蜡烛的火焰旁边，固态的蜡不断地变成液态的蜡，一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态，再把液态的沥青浇在路面上，很快又变成固态。


引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。


二、新课教学


探究点一 物态变化


活动体验：


(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？





学生操作实验，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。


(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？


归纳总结：


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．物质各种状态之间的变化叫物态变化。


探究点二 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做熔化。例如：冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。


(2)凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如：水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。


例子：说出下列物态变化名称


(1)冰棒化成水：熔化


(2)钢水浇铸成火车轮：凝固


(3)把废塑料回收再制成塑料产品：先熔化再凝固


出示固体海波和蜡，提出问题：它们怎样才会变成液态？在熔化过程中，它们的温度有什么变化？


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？


2．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，如图所示，强调酒精灯和温度计的用法


进行实验：


(1)四个同学为一组，选出一名同学作为组长，负责本组探究性学习，教师课前要对组长进行指导，交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项，确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组，分别探究两种不同固体的熔化。


(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(图中只画了一套装置，另一套装置完全相同)。用两个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；


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。


实验要求：要求学生做好观察记录


观察：(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。


记录：实验中的数据。


表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表


表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表


学生交流思考：海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗？


分析论证：各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。


小组评估：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。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？


设计意图：固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。


探究点三 熔点和凝固点


对比研究：分析两种不同固体的熔化曲线。





海波的熔化图象 石蜡的熔化图象


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？吸热、放热情况如何？


归纳交流：从实验现象及描绘出的图象容易看出，


(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48 ℃，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；如松香、沥青、玻璃等。





(2)晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。


(3)晶体凝固时也有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。


学生讨论交流：物质凝固过程中的变化规律


(1)晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点；


(2)凝固过程中处于固液共存状态；


(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固；


(4)凝固过程放热。


学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线，并分别比较与图3.24图线的区别。





晶体熔化和凝固条件、特点：同种物质的熔点和凝固点相同。





知识扩展：让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃，钨的熔点最高。


探究点四 熔化吸热、凝固放热


归纳总结：晶体和非晶体的熔化特点比较


(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。


(2)晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。


(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。


逆向思维：从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；晶体凝固时放出热量，但温度不变，非晶体凝固时放出热量，温度降低。


联系生活：北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。





前沿科技：现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15～40 ℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。


学以致用：请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。


三、板书设计


第2节 熔化和凝固


1．固态液态(熔化和凝固是互逆过程)


2．固体eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(晶体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(晶体熔化时温度不变(有熔点),熔化过程和凝固过程都是固液共存状态,同种晶体的熔点和凝固点相同)),非晶体\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(没有熔点,熔化和凝固都没有固液共存状态))))


3．晶体熔化条件eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1((1)温度要达到熔点。,(2)能继续吸热。))同时具备


4.晶体凝固条件eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1((1)温度要达到凝固点。,(2)能继续放热。))同时具备





四、教学反思


熔化和凝固是热学中比较重要的课，要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的，熔化、凝固是两个能相互转化的过程，晶体和非晶体性质间的不同，还要学会作熔化曲线和凝固曲线。 学生在做探究实验时有一定的困难，教师应加大对实验整个过程的引导，可与学生共同完成实验在课前就做过了实验操作过程，本节课只要求学生能够能够通过观察到的实验现象总结规律，这样就可为下面讨论节省大量时间。 教学时应特别重视对图象的分析，帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出一幅曲线图，然后让学生对海波曲线图分析，学生很容易会发现海波有一个平稳阶段，然后开始学习海波的熔化。


时间/s
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
温度/℃
41
43
44
45
46
47
47
47
47.5
48
51.5
53.5
55.5
状态
固态
固液共存
液态
时间/s
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
温度/℃
52
55
58
61
62w
63
65
66.5
69
72
74[
83
状态
固态
粘稠状态
液态
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
金刚石
3 350
金
1 064
冰
0
钨
3 410
银
962
固态水银
－39
纯铁
1 535
铝
660
固态酒精
－117
各种钢
1 300～1 400
铅
327
固体氮
－210
各种铸铁
1 200左右
锡
232
固体氢
－259
铜
1 083
海波
47
固体氦
－272