初中物理沪粤版（2024）八年级上册（2024）4.3 熔化和凝固教学设计

这是一份初中物理沪粤版（2024）八年级上册（2024）4.3 熔化和凝固教学设计，共5页。教案主要包含了情景引入，新课教学等内容，欢迎下载使用。

1．物理观念：
(1)知道熔化和凝固，了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
(2)了解晶体和非晶体的区别。知道一些物质的熔点。
(3)知道熔化吸热，凝固放热。
2．科学思维：
了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。学习根据实验数据作出物理图像的方法。
3．科学探究：
经历固体熔化的实验探究过程，培养学生根据实验现象归纳相关物理规律的能力。
4．科学态度与责任：
关注自然现象，产生乐于探究自然现象的兴趣和欲望，培养学生的团队合作与交流的能力。
教学重点：探究固体熔化和凝固的特点。
教学难点：实验数据的图像转换及理解晶体与非晶体图像的区别。
铁架台、酒精灯、温度计、陶土网、烧杯、试管、钟表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等。
一、情景引入
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。引入课题。
二、新课教学
探究点一：熔化和凝固的特点
1．概念归纳
(1)熔化：物质从固态变成液态的过程叫作熔化。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作凝固。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？不同物质在熔化过程中，温度的变化规律相同吗？
猜想假设：熔化过程中物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。
制订方案与设计实验：
实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、陶土网、烧杯、试管、钟表、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，分别探究海波、石蜡的熔化过程。
(2)组装实验装置：把海波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。根据图像分析固体熔化时温度的变化规律。
归纳总结：(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。
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的？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。
探究点二：晶体和非晶体
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。
几种常见晶体
几种常见非晶体
晶体的熔化温度叫熔点，非晶体没有确定的熔点。
晶体在凝固过程中温度不变，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。
晶体在熔化和凝固过程中均处于固液共存状态。
晶体熔化特点：(1)达到熔点，继续吸热；(2)熔化时吸热，温度保持不变。
晶体凝固特点：(1)达到凝固点，继续放热；(2)凝固时放热，温度保持不变。
探究点三：熔化和凝固的应用
应用：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。
板书设计
4．3 熔化和凝固
1．固态 eq \(,\s\up7(熔化（吸热）),\s\d5(凝固（放热）)) 液态(熔化和凝固是互逆过程)
2．固体 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(晶体\b\lc\{(\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\{(\a\vs4\al\c1(没有熔点,熔化和凝固都没有固液共存状态))))
3．晶体熔化特点 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(（1）温度要达到熔点,（2）能继续吸热)) eq \a\vs4\al(同时,具备)
4．晶体凝固特点 eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(（1）温度要达到凝固点,（2）能继续放热)) eq \a\vs4\al(同时,具备)
5．熔化和凝固的应用。
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等。 学生在做探究实验时有一定的困难，教师应加大对实验过程的引导，可与学生共同完成实验操作过程，本节课只要求学生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。
时间/min
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
温度/℃
43
44
45
46
47
48
48
48
49.5
51.5
53.5
55.5
状态
固态
固液共存
液态
时间/min
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
温度/℃
55
58
61
62
63
65
66.5
69
72
74
83
状态
固态
黏稠状态
液态
明矾
石膏
水晶
食盐
祖母绿原石
铜矿石
玻璃
蜂蜡
橡胶
塑料
沥青
松香