《膨胀与收缩》导学案-2023-2024学年科学沪教版上海

《膨胀与收缩》导学案第一课时导学目标：1.了解膨胀与收缩的定义及原理；2.掌握膨胀与收缩的具体应用；3.能够运用膨胀与收缩的知识解决实际问题。导学内容及步骤：第一步：引入问题你有没有想过为什么夏天的自行车胎容易爆胎？为什么冬天的水管会冻裂？这些现象与我们今天要学习的膨胀和收缩有什么关系呢？第二步：概念理解1.什么是膨胀？什么是收缩？膨胀是物体在受热或受光照后体积变大的现象，而收缩则是物体在受冷或受缩小力后体积变小的现象。2.造成膨胀和收缩的原理是什么？膨胀和收缩的原理都是由于物体的分子在受热或受冷时运动速度的变化所导致的。当物体受热时，分子运动加快，导致相互之间的距离增大，从而形成膨胀；当物体受冷时，分子运动减慢，相互之间的距离减小，导致收缩。第三步：膨胀与收缩的应用1.膨胀和收缩在日常生活中有哪些应用？-轮胎爆胎：夏天轮胎因受热膨胀导致气压增大，轻易爆胎。-冬天水管冻裂：水管受冷收缩，内部水液冻结扩大导致水管爆裂。-铁轨间隙设计：考虑到铁轨在夏天受热膨胀，冬天受冷收缩，设计时会留有一定间隙以防止变形损坏。2.如何利用膨胀和收缩解决问题？-利用金属的膨胀和收缩原理设计桥梁、铁路等工程结构，使其能够适应气温的变化。-利用混凝土的膨胀特性设计路面、建筑物等，防止在温度变化时发生裂缝。第四步：练习与应用1.若一支铁棒在受热时膨胀了0.2cm，长度变为原来的10.2cm，求原来的铁棒长度是多少？解：设原来的铁棒长度为x，根据膨胀的公式：膨胀量=原长度×膨胀系数×温度变化，则0.2=x×α×ΔT，而α为铁的线膨胀系数，ΔT为温度变化，解得x=10cm。2.为什么用温水倒入瓶中，瓶口放下会更容易吹奏出声音？解：倒入温水后，瓶子内的空气受热膨胀，气体分子运动加快，体积增大，导致瓶内气柱的共鸣频率发生变化，更容易发出声音。第五步：小结与反思通过学习，我们了解了膨胀和收缩的原理及应用，这些知识在我们的日常生活中起着重要的作用。希望大家能够灵活运用这些知识，解决实际问题，加深对物理学的理解和掌握。本次导学结束，希朅同学们能够认真复习巩固所学内容，以便更好地应用到实际中。第二课时导学目标：1.了解膨胀与收缩的概念及原理；2.掌握物体受热膨胀的影响，以及如何利用这一原理；3.了解金属材料的热膨胀特性；4.探讨膨胀与收缩在日常生活和工程中的应用。导学内容：1.膨胀与收缩的概念及原理；2.物体受热膨胀的影响；3.金属材料的热膨胀特性；4.膨胀与收缩在日常生活和工程中的应用。导学步骤：第一步：导入与激发兴趣（10分钟）通过引导学生观察日常生活中的现象，如夏天轮胎胀气、冬天门窗变形等，引出膨胀与收缩的概念，激发学生的兴趣。第二步：概念讲解（20分钟）1.讲解膨胀与收缩的定义及原理，以及影响物体体积的因素；2.分析物体受热膨胀时的变化规律，引导学生理解膨胀与收缩的基本过程。第三步：实验与讨论（30分钟）1.设计一个简单的实验，观察金属杆在受热膨胀时的变化；2.引导学生通过实验数据分析，掌握金属材料的热膨胀特性；3.讨论膨胀与收缩在建筑工程、交通运输等方面的应用，培养学生的工程实践能力。第四步：课堂小结（10分钟）总结课堂内容，强调膨胀与收缩在日常生活和工程中的重要性，激发学生对物理学习的兴趣和探索欲望。拓展延伸：1.学生可自主选择一个与膨胀与收缩相关的话题进行深入研究，撰写小论文或展示报告；2.带领学生参观工程实践中膨胀与收缩的应用场景，拓宽学生的实践视野。导学反思：通过本节课的学习，学生对膨胀与收缩的概念及应用有了更深入的理解，培养了他们的观察