八年级物理上册 第三章 物态变化 第2节 熔化和凝固教案 （新版）新人教版-（新版）新人教版初中八年级上册物理教案.doc

第三章 物态变化
第2节 熔化和凝固

课题
熔化和凝固
授课人

教学目标

知识与技能
1.了解物质的三种状态及熔化、凝固的含义.
2.了解晶体和非晶体，知道晶体和非晶体熔化和凝固过程的区别，会从晶体熔化凝固图像中提取相关的信息.
3.知道什么是熔点和凝固点.
4.知道熔化吸热、凝固放热，能用熔化和凝固知识解释简单的热现象.

过程与方法
1.通过实验探究晶体和非晶体的熔化过程，掌握使用实验仪器的基本技能和科学探究的步骤.
2.理解固体熔化和液体凝固的规律.

情感态度与价值
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，学习科学探究方法，领悟科学的思想和精神.
2.学会做晶体和非晶体熔化时的温度-时间关系图像并学会从图像中提取相关信息，学会用图像法分析物理量之间的关系.

重难点

重点
1.晶体和非晶体熔化和凝固温度变化规律.
2.通过熔化、凝固图像区分晶体和非晶体；图像信息的提取.
难点
1.晶体熔化时吸热而温度不变.
2.理解熔化和凝固图像.
教学准备
多媒体课件,实验器材:观察熔化现象的实验装置每组两套（其中一套的试管中已装有小颗粒状的海波，另一套的试管中已装有熔凝后的石蜡)、火柴、钟表.

教学步骤
师生活动
设计意图

情境导入

【图片导入】利用多媒体课件播放“春暖花开，冰雪消融”“寒冬腊月，万里冰封”等情景.师：冰雪消融和万里冰封是物质的什么发生了变化？生：物质的状态发生了变化.师：物质的状态发生了变化，我们叫物态变化.那么，物质常见的状态有哪些？它们会发生哪些物态变化？这些物态变化分别具有什么特点？
【课件展示】在炎热的夏天，为了喝到冰凉的饮料，我们往往会在饮料里加些碎冰，这是为什么？想知道其中蕴含的物理知识吗？让我们共同学习本节内容，解答心中的疑惑吧.
从这节开始，我们就一起进入《物态变化》的学习.今天，我们就从最常见的熔化和凝固现象学起.

情景引入，激发学生的学习兴趣.

活动一：探究新知

活动一：探究新知

活动一：探究新知

活动一：探究新知

活动一：探究新知

活动一：探究新知

活动一：探究新知

活动一：探究新知

学点1：物态变化
【自主学习】自主阅读教材P53“物态变化”部分，回答下面问题：
1.物质常见的三种状态是哪三种？
答：固态、液态和气态.
2.什么叫物态变化？
答：物质各种状态间的变化叫物态变化.
3.常温下水、铁、氧气分别处于什么状态？当温度变化时，它们的状态能否改变？
答：常温下水、铁、氧气分别处于液态、固态和气态；当温度变化时，它们的状态能改变.
学点2：熔化和凝固
师：请同学们阅读教材P53“熔化和凝固”部分并回答：物质从固态变成液态的过程叫什么？从液态变成固态的过程又叫什么？
生：物质从固态变成液态的过程叫熔化；物质从液态变成固态的过程叫凝固.
师：看物质发生的物态变化是熔化还是凝固，主要是看物质是从固态变成液态还是从液态变成固态.同学们能举出一些熔化和凝固的例子吗？
生甲：把水放入冰箱的冷冻室里，水会变成冰；把冰加入热饮料中，冰变成了水.
生乙：一支正在燃烧的蜡烛，靠近烛焰的固态的蜡块不断地变成液态的蜡油，一部分流下来的蜡油很快又变成了固态的蜡块.
生丙：路桥施工人员把固态的沥青加热成液态的沥青，再把液态的沥青浇在路面上，沥青很快又从液态变成固态.
生丁：铁矿石在高炉中熔化为铁水，从高炉中倒出的铁水凝固成铁板.
师：看来同学们表述都还很到位，都是用心的好孩子！那么大家猜一猜：物质在熔化时温度会如何变化？
生：熔化时温度应该升高.
师：温度一定都会升高吗？
（有的学生坚持一定都升高，有的表示质疑，还有的很茫然不知如何回答）
师：看来很多同学心里都没有底呀.没有关系，让我们通过实验来验证自己的猜想.
【学生实验】研究海波（硫代硫酸钠）和石蜡的熔化过程.将学生分成两组，一组学生探究海波的熔化过程，另一组学生探究石蜡的熔化过程.因为是第一次需要比较大的分工协作的实验，所以老师必须提前要求学生做好安排，比如实验前实验器材组装时如何分工；实验时谁负责搅动、谁计时、谁读温度计的示数、谁看物质的状态.
实验器材：酒精灯、铁架台、搅拌棒、石棉网、温度计、火柴、烧杯、试管、水、石蜡、海波.
仪器组装：如图3-2-1所示.

图3-2-1
教师可以让学生思考下面的问题（必要时可提示）：
1.酒精灯加热时用哪里加热？
答：外焰（必要时可以向学生简单介绍酒精灯的外焰、内焰和焰心）.
2.为什么不用酒精灯直接加热而用水浴法加热？
答：为了使物质受热均匀.
3.温度计插入物质中时要注意什么问题？
答：温度计的玻璃泡要浸没在被加热物质内，而且不能接触试管底和试管壁.
4.搅拌棒的作用是什么？
答：使被加热的物质均匀受热.
5.实验器材的组装顺序是从上到下还是从下到上？
答：从下到上.
进行实验与收集数据：
将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始记录实验数据，每隔大约1 min 记录一次温度；在海波或者石蜡完全熔化后再记录4～5 次.

分析与论证：
图3-2-2中的纵轴表示温度，温度的数值已经标出；横轴表示时间，请你自己将数值写上.根据表中各个时刻的温度在坐标纸上描点，然后将这些点连接起来，便得到物质熔化时温度随时间变化的关系图像.

图3-2-2
实验结论：
海波在熔化前温度升高，熔化时温度不变，熔化后温度继续升高.石蜡加热后就开始慢慢熔化，熔化过程中温度持续升高.不同物质熔化时温度的变化特点不同.
学点3：晶体和非晶体
师：通过熔化实验，我们发现，有些固体熔化时温度不变，而有些固体熔化时温度变化.据此我们可以把固体分成两类：晶体和非晶体.请同学们阅读教材P55“熔点和凝固点”部分，回答下面问题：
1.什么是晶体？什么是非晶体？
答：有固定熔化温度的固体叫作晶体；没有固定熔化温度的固体叫作非晶体.
2.常见的晶体和非晶体分别有哪些？
答：常见的晶体有冰、海波、各种金属等；常见的非晶体有石蜡、松香、玻璃、沥青等.
3.图3-2-3中的熔化图像哪个是晶体的？哪个是非晶体的？你是怎样区分的？

图3-2-3
答：乙图是晶体的熔化图像，甲图是非晶体的熔化图像.因为晶体熔化时温度不变，温度-时间关系图像中有一条水平直线.而非晶体没有固定的熔化温度，熔化过程中温度一直升高.学生自己根据数据画图像.
学点4：熔点和凝固点
【自学引导】阅读教材P55“熔点和凝固点”部分，回答下面问题：
1.什么是熔点？什么是凝固点？同一晶体的凝固点和熔点有什么关系？
答：液体凝固形成晶体时的温度叫作凝固点；同一晶体的凝固点和熔点相同.
2.非晶体有熔点吗？为什么？
答：非晶体没有固定的熔化温度，所以没有熔点.
3.在标准大气压下，金属钨、铁、金的熔点各是多少？海波、水银、酒精的凝固点分别是多少？
答：从熔点表可以直接查得在标准大气压下，金属钨、铁、金的熔点分别是3 410 ℃、1 535 ℃、1 064 ℃.因为凝固点和熔点相等，所以通过熔点表可得在标准大气压下，海波、水银、酒精的凝固点分别是48 ℃、-39 ℃、-117 ℃.
4.在标准大气压下，900 ℃的铁处于什么状态？为什么？-30 ℃的水银处于什么状态？为什么？
答：在标准大气压下，900 ℃的铁处于固态，因为这个温度低于铁的熔点；-30 ℃的水银处于液态，因为该温度高于水银的熔点.
【思考讨论】（教师可以必要点拨）
1.黑龙江北部的最低气温曾经达到-52.3 ℃，这时能不能用水银温度计测量气温？应该选用什么物质作为温度计的测温物质？
答：不能用水银温度计测量这时的气温，因为水银的凝固点是-39 ℃，此时气温低于-39 ℃，水银这时已经凝固，而温度计的测温物质是要液态才能起作用.要测量此气温，需要选用凝固点低于-52.3 ℃的液态物质作为温度计的测温物质，所以可以选用酒精（凝固点-117 ℃）或甲苯（凝固点-95 ℃）作为温度计的测温物质.
2.48 ℃的海波处于什么状态？
答：海波的熔点是48 ℃，所以48 ℃的海波可能处于固态,也可能处于液态，还可能处于固液共存状态.
学点4：晶体的熔化凝固图像
【看图像 找信息】观察图3-2-4所示的海波的熔化图像，看看我们都能发现哪些信息？

图3-2-4
1.开始加热时，海波的温度是多少？
答：20 ℃.
2.AB阶段海波处于什么状态？是否吸热？温度如何变化？
答：固态；吸热；温度升高.
3.BC阶段海波处于什么状态？是否吸热？温度如何变化？
答：固液共存状态；吸热；温度不变.
4.CD阶段海波处于什么状态？是否吸热？温度如何变化？
答：液态；吸热；温度升高.
5.图中哪个阶段是海波的熔化过程，判断的依据是什么？
答：BC段；依据是晶体熔化时温度不变.
6.海波从哪点开始熔化，到哪点熔化结束？熔化过程持续了多长时间？其熔点是多少？
答：海波从B点开始熔化，到C点熔化结束，所以海波的熔化过程持续的时间为12 min-6 min=6 min.海波此阶段对应的温度就是其熔点，即为48 ℃.
7.海波在第3 min、第10 min分别处于什么状态？
答：海波在第3 min、第10 min分别处于固态和固液共存状态.
8.海波在28 ℃、48 ℃和58 ℃时分别处于什么状态？
答：海波的熔点是48 ℃，28 ℃低于其熔点，海波处于固态；48 ℃正好是其熔点，所以此时海波可能是固态,也可能是液态，还可能是固液共存状态；58 ℃高于其熔点，海波处于液态.
对照上面的分析，请同学们自己认识晶体的熔化、凝固图像，了解各部分的物理意义.
学点5：熔化吸热凝固放热
师：通过前面的实验我们发现，物质熔化时都需要加热，不管是晶体还是非晶体，熔化时都要吸热.那么液体凝固时吸热还是放热呢？
生：可能是放热吧，我们完成熔化实验后停止加热，液态物质不需要加热就会自己慢慢凝固，从凝固是熔化的逆过程想，凝固应该是放热.
师：确实，实验也证明凝固是放热的.其实生活中有关熔化吸热、凝固放热还有一些典型的应用，同学们能举例说明吗？
（教师可以提前准备相关图片，必要时可以图片提示）
生甲：夏天喝饮料加冰，是利用熔化吸热.
生乙：卖海产品时在海产品周围放冰块，也是利用熔化吸热.
生丙：通过网购买生鲜食品时，在运输过程中往往加有冰袋，也是利用冰熔化吸热.
师：有没有利用凝固放热的应用？
生丁：在南方，果农为了防止橘子被冻坏，会在降温前给橘子树喷水，通过水结冰放热可以使橘子不至于被冻坏.
师：很好！其实在北方的冬天，往往在菜窖里放几桶水，利用水结冰放热，可以使菜窖里的温度不至于太低，避免菜被冻坏.
生丁：老师，我还听说有一种神奇材料，把它加在墙里，当室内温度过低时，这种材料会凝固放热，使室内的温度不至于太低；而当室内温度过高时，这种材料会熔化吸热，使室内温度不至于太高.
师：很不错，了解了很多新材料，老师为你点赞！

内容很简单，看书自学完成可以节约时间.

这里让学生猜测物质熔化时温度的特点,因为学生没有多少经验，猜测也是胡蒙，所以没有必要在此环节过多浪费时间，这里很快引入实验可以节约课堂时间.

这样做可以互相验证，加深认识.

实验提前安排便于合作，更容易体现分工协作.

提出这些问题是为了便于学生顺利地得出实验的结论.

实验时一定要注意强调分工协作，教师要加强检查.

学生自己根据数据画图像.

海波熔化时温度可能有小的变化，要告诉学生是实验的误差.

晶体和非晶体熔化图像的辨析是本节重点，让学生自己得出辨析的方法既可使其体会到成就感，还可加深印象.必要时教师可以提示.

自学辅导，目的是体现学生的主体作用.

体现学以致用，从物理走向生活，利用物理知识解决实际问题.

难点和易错点，提前讨论，在讨论中纠错.

细化问题，便于学生掌握图像信息的提取，有助于化解难点.

再次讨论物质达到熔点时的状态，强化纠错.

加强应用教学，体现物理的实用性.

让学生自己说出熔化吸热和凝固放热的应用，是为了使学生体验自己成功的喜悦.
活动二：运用举例

活动二：运用举例

活动二：运用举例

活动二：运用举例
类型一：熔化和凝固
例1.图3-2-5所示的四个物态变化的实例中，属于凝固现象的是（D）.

A.雾凇的形成 B.雪花的形成

C.露珠的形成 D.冰柱的形成
图3-2-5
【解析】凝固是物质由液态变成固态的过程，题中只有冰柱的形成是由液态的水变成固态的冰，属于凝固.
类型二：熔化实验
例2.小明在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验时，设计了甲、乙两种方案（如图3-2-6）.实验应选用甲方案，其优点是可以使海波均匀受热，实验过程中温度计示数的变化情况是先升高，再不变，最后升高.

图3-2-6
【解析】探究海波熔化时温度的变化规律时，要选用水浴法（图甲）给海波加热，这样可以使海波均匀受热.实验中，先是固态的海波吸热温度升高，再是海波熔化温度不变，最后是液态海波继续吸热温度升高，所以实验过程中温度计示数的变化情况是先升高，再不变，最后升高.
类型三：晶体和非晶体
例3.在下列“温度随时间变化”的关系图像中，能反映晶体熔化特点的是（A）.

图3-2-7
【解析】熔化时，物质的温度总体是升高的，所以可以排除B、C，而晶体在熔化过程中温度不变，所以A是晶体熔化的图像.
类型四：熔点和凝固点
例4.铁制的锅可以用来熔化锡，这是因为（B）.
A．铁比锡更坚固
B．铁的熔点比锡的熔点高
C．铁的熔点比锡的熔点低
D．铁比锡有较好的导热性
【解析】铁制的锅可以用来熔化锡，这是因为铁的熔点比锡的熔点高，锡熔化时铁还处于固态，不会影响锡的熔化.故选B.
类型五：图像信息的提取
例5.图3-2-8为海波的熔化图像.下列从图像中获得的信息不正确的是（C）.

图3-2-8
A．海波的熔点是48 ℃
B．海波是晶体，在BC段处于固液共存状态
C．海波在BC段温度不变，不吸收热量
D．海波在CD段处于液态，吸收热量
【解析】图像中BC段温度不变，所以海波是晶体.BC段是海波的熔化过程,这时海波处于固液共存状态，吸热不断熔化，但是温度保持不变，这时对应的温度48 ℃就是海波的熔点.海波在CD段处于液态，是吸热升温的过程.故选C.
类型六：熔化吸热，凝固放热
例6.夏天,在农贸市场卖海鲜产品的摊位上，经常看到摊主将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜，这主要是因为冰块有较低的温度，且冰块在熔化（填物态变化名称）过程中要吸收（填“吸收”或“放出”）热量.
【解析】将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜，这主要是因为冰块有较低的温度，而且冰块熔化时要吸收大量的热量，可以降低海产品及其周围的温度，从而达到使其保鲜而不容易变质的目的.

学以致用，巩固所学.

熟悉温度计的使用规则.

在学习的同时列举实际的例子，可以加深学生的印象，达到巩固所学的目的.

通过不同类型例题的训练，更好地理解、巩固所学.
检测反馈
让学生完成《高效课时通》“当堂小练”P11-P12，完成后同桌之间互相批改.

课堂小结
1.物质有固、液、气三态，三态之间的变化叫作物态变化.
2.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.
3.固体分为晶体和非晶体，晶体熔化时温度不变，非晶体熔化时温度一直升高.
4.晶体熔化时的温度叫作熔点；液体凝固形成晶体时的温度叫作凝固点；同一物质的凝固点和它的熔点相同.
5.熔化吸热，凝固放热.

布置作业
【正式作业】教材P57“动手动脑学物理”，第1、2、3、4题
【家庭作业】《高效课时通》P31-P34

板书设计
第2节 熔化和凝固