人教版物理八年级上 第三章第二节熔化和凝固 PPT课件+教案+导学案

第三章 物态变化

第2节 熔化和凝固

设计说明

关于“熔化和凝固”这一节是让学生能区别物质的三态，知道什么是熔化和凝固，理解熔点和凝固点的概念，掌握晶体熔化和凝固时的特点，知道晶体和非晶体的区别。

本节教学中要注重体现从生活走向物理，以学生非常熟悉的冰变成水、水变成冰和水变成水蒸气的现象为例，引导学生认识到物质的三态，以及三态之间是可以相互转化的，得出物态变化的概念。

对于“探究固体熔化时温度的变化规律”，可以采用海波和石蜡对比实验的方法，让学生在实验活动中将两者进行对比，可以发现它们之间的差异。在教学中，为了使探究的方向更加明确，可以将要观察的现象、要记录的问题、要注意的事项，比如水浴加热法等问题，在探究前就引导学生进行讨论，做到心中有数。对实验现象和数据的分析，引导学生利用图像法把温度和时间（代表吸放热）的关系描述出来。对于凝固现象可以让学生明白凝固是熔化的反过程，通过推理并绘出温度—时间图像的方法进行学习。

知道固体熔化和凝固的曲线特征不同，并了解熔化和凝固曲线上每段的意义。

总结熔化和凝固规律，及时引导学生走向社会、了解熔化和凝固在社会生活中的应用。

教学目标

1.通过生活中的实例、多媒体等区别物质的三种形态，知道物质的固体和液态之间可以相互转化。

2.通过实验探究知道熔化和凝固的含义。

3.通过实验比较海波与石蜡的熔化和凝固过程，知道晶体和非晶体熔化与凝固过程的区别。

4.会利用记录的实验数据绘制图像，并归纳固体熔化规律。

5.利用实验推理得到凝固过程的特点和图像。

6.通过实验探究活动、交流讨论活动提高学生的合作能力和团队精神。

教学重点难点

1.重点：固体在熔化时温度变化规律的探究。

2.难点：晶体和非晶体熔化、凝固图像的特点与区别。

教具

学生用：铁架台、试管、大烧杯、酒精灯、海波、石蜡、水、温度计、石棉网、火柴、停表等。

教师用：多媒体、烧杯、酒精灯、冰块。

教学过程

回顾思考

1.摄氏温度的规定：把在标准大气压下冰水混合物的温度定为________℃，沸水的温度定为________℃；0 ℃和100 ℃之间分成________个等份，每个等份代表________，如人的正常体温在“37 ℃”左右，读做________。

2.正确使用温度计时要注意：①被测温度不能超过温度计的________；②玻璃泡要________被测液体中；③读数时，玻璃泡________离开被测物体，而且要待玻璃管内液柱________后再读数，视线要跟液柱的液面________。

导入新课

1.实验导入

本节课的导入主要通过学生认真观察老师的演示实验“冰的变化”，并积极思考老师的问题引入新课。

教师演示：将一较小的冰块放入烧杯，用酒精灯给冰块加热，观察冰块的变化，等冰块全部化成水之后，继续加热，观察烧杯内水量多少的变化。

教师：请同学们描述看到的现象。

引导学生从冰块的大小变化、水量的多少变化、水是由谁变来的、最后水没了又是怎么一回事等几个方面回答。

根据学生的回答，教师总结：我们熟知物质有三种存在状态，如固态的冰、液态的水、气态的水蒸气，而这三态之间又有什么样的变化规律呢？这是我们这一节要研究的问题。

2.多媒体导入

我国研制的一种聚乙烯材料，可以在15 ℃40 ℃之间发生物态变化，把它掺在水泥中，制成的墙壁和地板，可以使房间“冬暖夏凉”。你想知道这种材料调节温度的奥秘吗？通过本节的学习我们就可以解开这种材料可调节温度的奥秘。

进行新课

探究点一　物态变化

提出问题：我们的生活离不开水，水是生命之源，那么自然界里的水都有哪些存在形式呢？分别是什么状态呢？它们之间能否相互转化呢？

答案点拨：冬天，湖面上的水结成冰，到了春天冰又融化成水；扫地时在地面上洒一些水，一会儿，水就不见了，变成了水蒸气，水蒸气又变成云，云又会形成雨降下来。

如秋天的早晨草叶上出现的露，就是空气中的水蒸气变成的；水蒸气也能变成冰，如寒冷的冬天，早晨出现的霜就是由空气中的水蒸气变成的固态的“冰”。

归纳总结：综上所述，物质的存在有三种状态，即固态、液态、气态，物质的三种状态是可以相互转化的。物质各种状态间的变化叫做物态变化。

探究点二　熔化和凝固

1.概念

（1）小组引导罗列物态变化的实例（让学生举例）

如：①春天，冰雪消融；②修公路时加热沥青，沥青变软最后变成液体，倒在公路上又慢慢变硬成为固体；③冬天晾在屋外的湿衣服结冰；④加热熔化后的石蜡倒入玩具模子，冷却后做出各种各样的玩具；⑤熔化后的铁水冷却后变成铁锅；⑥夏天，从冰箱中拿出的雪糕化了。

（2）引导归纳：像上面的实例中，物质能够从固态变成液态，也能够从液态变成固态，我们将物质从固态变成液态的过程叫做熔化，从液态变成固态的过程叫做凝固。

2.固体熔化时温度的变化规律

（1）提出问题：熔化需要什么条件呢？不同物质熔化时温度会如何变化呢？

（2）设计实验

①自主学习教材中的熔化和凝固。

②小组讨论实验方案：从下面几个方面考虑：

A.实验选用一种固体进行还是两种对比进行好？

B.什么方法可让固体熔化？

C.如何测固体的温度？

D.我们要观察的现象、要记录的数据分别是什么？

E.教材第54页设计的实验数据记录表格，能否改进一下，使我们记录的数据更加完善？

F.为了节约实验时间，使固体熔化得更快，实验使用温水还是凉水？

G.我们的实验器材是什么？

H.怎样组装？

（3）教师引导归纳：利用海波和石蜡进行对比实验；将固体放入试管对试管加热可让固体熔化；用温度计插入试管内的固体中央测温度；实验过程我们要观察固体的物态变化情况并记录温度的变化；我们设计的表格加两行，记录海波状态、石蜡状态；实验中为了节约时间，选温水更好；我们需要酒精灯、烧杯和水（用水浴法加热的目的是使物体受热均匀且缓慢）、试管、温度计、石棉网、铁架台、海波和石蜡、停表等。按如图所示组装。

（4）进行实验并收集数据

学生分组进行实验，将收集的数据填入所设计的表格内。

（5）分析与论证

根据表格的数据绘制时间和温度的图像，如图所示。

甲                                      乙

分析图像得出结论：海波固体吸热温度上升，达到一定的温度开始出现液体，继续吸热但温度不变，而且液体越来越多，直到所有固体完全变成液体，温度才继续上升；石蜡的熔化过程则不同，随着温度不断上升，石蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例1　某同学用如图甲所示的装置研究冰熔化时的特点，请回答下列问题：

（1）实验中，将盛有碎冰的试管放入烧杯内的水中加热，目的是________。

（2）某时刻温度计示数如图甲所示，此时温度是________℃，物质处于________态。

（3）根据实验数据，小丽作出了冰熔化的图像如图乙所示。分析图像可知，冰熔化时温度变化特点是________。熔化用了________min，第8 min冰处于________状态。

甲　　　　　　　　　　　　乙

解析：（1）把试管放入水中，能使试管内的冰均匀受热；（2）由图甲可知液柱在0 ℃以下，温度计的示数为-5 ℃，从图乙可以看出，冰的熔点是0 ℃，故-5 ℃的冰处于固态；（3）从图乙可以看出，从第4 min到第10 min，冰处于熔化状态，故熔化用了6 min，此时冰吸收热量，温度保持不变，第8 min冰处于固液共存状态。

答案：（1）使冰均匀受热　（2）-5　固　（3）保持不变　6　固液共存

注意：（1）加热时，为了使各部分受热均匀应用搅拌棒不断地轻轻搅拌。

（2）物质尽可能选择粉末状的或小块状的，如碎冰。

（3）加热时，要观察物质的状态变化及温度变化。

探究点三　熔点和凝固点

教师引导学生结合数据记录对图像进行细致分析

1.提出问题：

①海波的熔化图像根据其特征可分为几段？每段对应的海波是什么状态？随加热时间的增加，海波吸热，温度是否升高？海波有没有确定的熔化温度？

②石蜡的熔化图像根据其特征有无明显分段？石蜡随加热时间的增加，石蜡的状态变化是怎样的？在吸热过程中，温度怎样变化？石蜡有没有确定的熔化温度？

引导归纳

波的熔化图像可分为三段——段、段、段。（见图甲海波的熔化图像）

AB段：是固态，随着加热时间的增加，海波吸热，温度升高。

BC段：是固液共存状态，随加热时间的增加，海波吸热，但温度不变。

CD段：是液态，随加热时间的增加，海波吸热，温度升高。

海波有确定的熔化温度。

②石蜡的熔化图像无明显分段（见图乙石蜡的熔化图像），随加热时间的增加，石蜡由固态慢慢变软、变稀最后变为液态。整个过程一直吸热，温度一直升高。

2.自主学习教材第55页“熔点和凝固点”回答下列问题：

提出问题：（1）什么是晶体？你知道生活中有哪些晶体？

（2）什么是非晶体？你还知道生活中有哪些非晶体？

（3）什么是晶体的熔点和凝固点？

引导归纳

晶体：有固定的熔化温度的固体叫做晶体。如冰、海波、各种金属等。

非晶体：没有固定的熔化温度的固体叫做非晶体。如石蜡、松香、玻璃、沥青等。

熔点：晶体熔化时的温度叫做熔点。非晶体没有确定的熔点。

凝固点：液体凝固形成晶体时也有确定的温度，这个温度叫做凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有确定的凝固点。

3.分组讨论

（1）阅读教材第56页“小资料”，了解几种晶体的熔点。

（2）思考教材第56页“想想议议”的问题。

引导归纳：凝固是熔化的反过程，液体凝固成为晶体的条件是温度降低到凝固点并且要继续放热，虽放热但温度不会降低。当物质的温度高于凝固点时是液态，当温度低于凝固点时是固态。

例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）

例2　（2019·湖南湘潭中考）某固态物质加热时，其温度随时间的变化关系如图乙所示，请分析并回答：

（1）这是________（选填“晶体”或“非晶体”）的________（选填“熔化”或“凝固”）图像。

（2）第10 min时该物质处于________（选填“固”或“液”）态。

（3）该物质的熔点是________℃。

（4）组装图甲中的实验器材时，应该________（选填“从上往下”或“从下往上”）组装。

甲　　　　　　　　　　乙

解析：（1）由图像可知，第3 min时这种物质开始熔化，在第9 min熔化结束，该过程中温度保持在80 ℃不变，所以这是晶体的熔化过程。

（2）由图像可知，在第9 min熔化结束，第10 min时该物质处于液态。

（3）由（1）分析可知，该物质的熔点是80 ℃。

（4）安装实验器材时需要先固定下面器材的位置，能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，然后再调整上面器材的位置，使温度计的玻璃泡完全浸入水中，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底，故从下往上安装。

答案：（1）晶体　熔化　（2）液　（3）80　（4）从下往上

探究点四　熔化吸热　凝固放热

分组讨论：阅读教材第56页“熔化吸热　凝固放热”部分内容，并思考：

（1）固体熔化的条件是什么？生活中有哪些实例？

（2）液体凝固的条件是什么？

引导归纳：固体熔化过程必须吸热，比如夏天喝饮料时加入了冰块，应用了熔化吸热的原理；液体凝固必须放热，比如北方冬天的菜窖内为防止蔬菜冻坏放入几桶水，应用了水凝固放热的原理。现在人们研制出一种聚乙烯材料，在1540 ℃的范围内熔化或凝固，可以调节室内温度，就是利用了温度高时会由固体熔化为液体需要吸热，而温度低时会由液体凝固为固体需要放热的原理。

课堂小结

1.固态、液态和气态是物质常见的三种状态、物质各种状态间的变化叫做物态变化。

2.物质从固态变成液态的过程叫做熔化。物质熔化的过程需要吸收热量。

3.物质从液态变成固态的过程叫做凝固，物质凝固的过程放出热量。

4.晶体和非晶体

5.同种晶体的熔点和凝固点相同。

当堂达标（见导学案“当堂达标”）

参考答案

1.D　2.B　3.A　4.C　5.B

6.如图所示

（2）晶体

7.熔化　保持不变

布置作业

教材第57页“动手动脑学物理”第1至4题。

板书设计

教学反思

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