沪科版物理九年级全一册-12.4 升华与凝华-学案

沪科版物理九年级全一册12.4升华与凝华学案一、教学内容本节课的教学内容选自沪科版物理九年级全一册的12.4节，主要讲述升华与凝华的概念、现象及其在生活中的应用。具体内容包括：1.升华与凝华的定义：物质从固态直接变为气态的过程叫升华，物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。2.升华与凝华的现象：在日常生活中，常见的升华现象如冰冻衣物在室温下逐渐变干，常见的凝华现象如冬天窗户上的冰花。3.升华与凝华的应用：升华与凝华现象在生活中的应用，如冷冻干燥技术、冰雪融化等。二、教学目标1.理解升华与凝华的概念，掌握升华与凝华的现象及其应用。2.能够分析生活中的升华与凝华现象，运用升华与凝华的知识解释生活中的问题。3.培养学生的观察能力、思考能力和实践能力，提高学生对物理学科的兴趣。三、教学难点与重点1.教学难点：升华与凝华现象的理解和应用。2.教学重点：升华与凝华的概念、现象及其应用。四、教具与学具准备1.教具：多媒体课件、黑板、粉笔。2.学具：课本、练习册、笔记本。五、教学过程1.实践情景引入：让学生观察冬天窗户上的冰花，引导学生思考冰花的形成原理。2.知识讲解：讲解升华与凝华的概念、现象及其应用。3.例题讲解：分析生活中的升华与凝华现象，如冰冻衣物在室温下逐渐变干，冰雪融化等。4.随堂练习：让学生运用升华与凝华的知识解释生活中的问题。六、板书设计板书设计如下：升华与凝华概念：升华：物质从固态直接变为气态的过程。凝华：物质从气态直接变为固态的过程。现象：升华现象：冰冻衣物在室温下逐渐变干。凝华现象：冬天窗户上的冰花。应用：冷冻干燥技术。冰雪融化。七、作业设计1.题目：分析生活中的升华与凝华现象，运用升华与凝华的知识解释问题。2.答案：略。八、课后反思及拓展延伸课后反思：拓展延伸：让学生进一步探索升华与凝华在其他领域的应用，如气象、材料科学等，培养学生跨学科思考的能力。同时，鼓励学生开展小实验，自制简易的升华与凝华实验装置，提高学生的实践操作能力。沪科版物理九年级全一册12.4升华与凝华学案一、教学内容1.升华与凝华的定义：物质从固态直接变为气态的过程叫升华，物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。2.升华与凝华的现象：在日常生活中，如冰冻衣物在室温下逐渐变干，冬天室内水蒸气凝结在窗户上的冰花等，都是升华与凝华的现象。3.升华与凝华的应用：如冬季道路结冰时，喷洒干冰可以快速融化冰雪；制作冰雕时，喷洒水可以形成美丽的冰花。二、教学目标1.理解升华与凝华的定义，掌握升华与凝华的基本原理。2.能够分析生活中的一些升华与凝华现象，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。3.通过对升华与凝华的学习，培养学生的观察能力、思考能力和实践能力。三、教学难点与重点1.教学难点：升华与凝华现象的理解和运用。2.教学重点：掌握升华与凝华的基本原理，能够分析生活中的升华与凝华现象。四、教具与学具准备1.教具：PPT、黑板、粉笔。2.学具：笔记本、笔。五、教学过程1.实践情景引入：让学生回忆一下，冬天室内温度较高时，窗户上会出现什么样的现象？这种现象是什么原因造成的？2.知识讲解：介绍升华与凝华的定义、原理，通过PPT展示一些升华与凝华的现象，让学生更加直观地理解。3.例题讲解：分析一些生活中的升华与凝华现象，如冰冻衣物在室温下逐渐变干，冬天室内水蒸气凝结在窗户上的冰花等，引导学生运用所学的知识进行解释。4.随堂练习：让学生举例说明生活中的一些升华与凝华现象，并简要解释原因。六、板书设计板书设计如下：升华与凝华1.定义：物质从固态直接变为气态的过程叫升华，物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。2.现象：冰冻衣物在室温下逐渐变干，冬天室内水蒸气凝结在窗户上的冰花等。3.应用：冬季道路结冰时，喷洒干冰可以快速融化冰雪；制作冰雕时，喷洒水可以形成美丽的冰花。七、作业设计1.作业题目：（1）请列举两个生活中的升华与凝华现象，并简要解释原因。（2）请用所学知识解释为什么冬季道路结冰时，喷洒干冰可以快速融化冰雪？2.作业答案：（1）生活中的升华与凝华现象：冰冻衣物在室温下逐渐变干；冬天室内水蒸气凝结在窗户上的冰花。解释原因：冰冻衣物在室温下逐渐变干是因为冰直接变为水蒸气，属于升华现象；冬天室内水蒸气凝结在窗户上的冰花是因为水蒸气直接变为固态的冰，属于凝华现象。（2）冬季道路结冰时，喷洒干冰可以快速融化冰雪的原因：干冰（固态二氧化碳）在常温下直接变为气态，吸收大量的热，使周围环境的温度降低，从而使冰雪融化。八、课后反思及拓展延伸1.课后反思：在教学过程中，学生对升华与凝华的理解和运用是否到位？是否能够灵活运用所学知识解释生活中的现象？2.拓展延伸：引导学生思考升华与凝华在其他领域的应用，如食品冷冻、医疗冷冻等，进一步培养学生的实践能力。重点和难点解析：升华与凝华现象的应用在教学过程中，学生对升华与凝华的概念和现象的理解相对较为直观，但对于升华与凝华现象在生活中的应用，部分学生仍存在一定的困惑。因此，本部分将对升华与凝华现象在生活中的应用进行详细的补充和说明。一、升华与凝华现象在生活中的应用1.冷冻干燥技术冷冻干燥技术是一种将液体物质冷冻成固体，再在低压下将固体物质中的水分直接蒸发掉的干燥方法。在这个过程中，液体物质经历升华过程，变为固态，然后固态物质中的水分在低压下直接蒸发，实现干燥。冷冻干燥技术广泛应用于食品、药品、生物制品等领域，可以有效保持产品的质量和营养成分。2.冰雪融化冰雪融化是升华与凝华现象在生活中的另一个常见应用。在冬天，室外的冰雪在阳光照射下逐渐融化。这个过程中，冰雪吸收热量，从固态变为液态，实现融化。而融化后的水在室温下逐渐蒸发，变为水蒸气，实现升华。冰雪融化的过程实际上是升华与凝华过程的交替进行。二、升华与凝华现象在其他领域的应用1.气象领域在气象领域，升华与凝华现象也发挥着重要作用。地球上的水循环过程中，海水蒸发变为水蒸气，上升到高空后遇冷凝结成云滴，进一步凝结成冰晶形成雪花。这个过程中，海水蒸发属于升华过程，云滴和雪花的形成属于凝华过程。升华与凝华现象在气象领域的影响，直接关系到天气的变化和气候的形成。2.材料科学领域在材料科学领域，升华与凝华现象也被广泛应用。例如，在制备高性能的纳米材料时，可以通过升华过程将固体物质转化为气态，再通过凝华过程将气态物质沉积在基底上，形成纳米薄膜。升华与凝华现象还在真空镀膜、气相沉积等材料制备过程中起到关键作用。三、升华与凝华现象应用的原理升华与凝华现象的应用基于物质在不同状态之间的相互转化。升华过程中，物质从固态直接变为气态，需要吸收热量；凝华过程中，物质从气态直接变为固态，需要释放热量。通过控制温度和压力条件，可以实现物质的升华与凝华过程，并将其应用于实际生产和生活中。升华与凝华现象在生活中的应用广泛，涵盖了食品、药品、气象、材料科学等多个领域。通过本节课的学习，学生应能够理解升华与凝华的概念，掌握升华与凝华的现象，并能够分析生活中的升华与凝华现象，运用升华与凝华的知识解释问题。课后拓展：1.让学生收集其他生活中的升华与凝华现象，如烟雾、蒸汽等，分析其原理和应用。2.邀请相关领域的专家或企业代表，进行专题讲座或实地考察，加深学生对升华与凝华现象在实际应用中的认识。3.开展小实验，如自制纳米材料、真空镀膜等，让学生亲身体验升华与凝华现象的应用。重点和难点解析：升华与凝华的现象及应用一、升华与凝华的现象1.升华现象：升华是指物质从固态直接变为气态的过程。在日常生活中，我们可以观察到一些升华现象，如冰冻衣物在室温下逐渐变干，这是因为冰直接变为水蒸气，而不经过液态的过程。2.凝华现象：凝华是指物质从气态直接变为固态的过程。冬天室内水蒸气凝结在窗户上的冰花就是一个典型的凝华现象，这是因为水蒸气在冷凝时直接变为固态的冰。二、升华与凝华的应用1.升华的应用：升华现象在生活中有很多应用，例如在冬季道路结冰时，喷洒干冰可以快速融化冰雪。这是因为干冰（固态二氧化碳）在常温下直接变为气态，吸收大量的热，使周围环境的温度降低，从而使冰雪融化。2.凝华的应用：凝华现象在生活中也有许多应用，如制作冰雕时，喷洒水可以形成美丽的冰花。这是因为水蒸气在冷凝时直接变为固态的冰，从而形成冰雕的形状。三、升华与凝华的原理1.升华原理：升华过程中，物质从固态直接变为气态，需要吸收热量。这是因为固态物质的分子间相互作用较强，需要克服这些相互作用才能变为气态。2.凝华原理：凝华过程中，物质从气态直接变为固态，需要释放热量。这是因为气态物质的分子间相互作用较弱，凝华时分子间的相互作用增强，从而释放出热量。四、升华与凝华的实例分析1.冰冻衣物变干：当冰冻衣物放在室温下时，冰直接变为水蒸气，而不经过液态的过程。这是因为冰冻衣物表面的温度低于冰的熔点，冰吸收热量，分子间相互作用减弱，直接变为水蒸气。2.冬天室内水蒸气凝结成冰花：冬天室内温度较高，水蒸气遇到冷的窗户玻璃时，温度迅速降低，水蒸气直接变为固态的冰，形成冰花。这是因为室内水蒸气中的水分子在遇到冷窗户玻璃时，分子间相互作用增强，从而形成固态的冰。本节课程教学技巧和窍门一、语言语调1.使用生动形象的语言描述升华与凝华的现象，如“冰冻衣物在室温下逐渐变干，就像是一个慢慢蒸发的水库”，“冬天室内水蒸气凝结在窗户上的冰花，就像是室内的一幅美丽的水墨画”。2.语调要有起伏，变化生动，引起学生的注意力。在讲解重点知识点时，语调可以稍作提高，以引起学生的重视。二、时间分配1.合理分配课堂时间，确保每个环节都有足够的时间进行。例如，可以预留510分钟的时间让学生举例说明生活中的升华与凝华现象，并简要解释原因。2.在讲解实例分析时，可以适当延长时间，让学生充分理解和消化。三、课堂提问1.设计一些与升华与凝华相关的问题，引导学生思考和讨论。例如：“你们在生活中还见过哪些升华与凝华的现象？”、“升华与凝华在实际生活中有什么应用？”等。2.鼓励学生积极回答问题，对学生的回答给予肯定和鼓励，增强他们的自信心。四、情景导入1.利用多媒体课件或图片，展示一些升华与凝华的现象，如冰冻衣物变干、冬天窗户上的冰花等，引起学生的兴趣。2.结合学生的生活经验，引导他们回忆和思考升华与凝华的现象，从而引出本节课的主题。五、实践操作1.如果条件允许，可以进行一些简单的实验，如冰冻衣物实验、水蒸气凝华实验等，让学生亲身体验升华与凝华的过程。2.引导学生观察和描述实验现象，培养他们的观察能力和实践能力。2.可以通过提问或让学生复述的方式，检查学生对升华与凝华的理解程度。继续：升华与凝华现象在生活中的应用一、升华与凝华现象在工业领域的应用1.真空镀膜真空镀膜是一种利用升华与凝华现象在真空条件下进行的材料沉积技术。在真空镀膜过程中，先将蒸发源（如金属或化合物）加热至高温，使其蒸发。蒸发出的物质粒子在真空室内受到气体分子的撞击，失去部分动能，最终在基片表面凝华形成薄膜。这种技术广泛应用于光学、电子学、航空航天等领域，可以提高产品的性能和寿命。2.气相沉积气相沉积是另一种利用升华与凝华现象的材料制备技术。在气相沉积过程中，将蒸发源加热至高温，使其蒸发。蒸发出的物质粒子在气流的作用下被输送到基片表面，然后在表面温度下凝华形成薄膜。气相沉积技术可以用于制备高性能的纳米材料、超导材料等。二、升华与凝华现象在生物医学领域的应用1.生物分子检测在生物医学领域，升华与凝华现象被用于生物分子的检测和分析。例如，表面增强拉曼散射（SERS）技术利用金属纳米颗粒的表面等离激元共振效应，将拉曼信号增强数千倍。在这个过程中，金属纳米颗粒起到蒸发源的作用，样品中的生物分子在其表面凝华，从而实现高效、灵敏的生物分子检测。2.药物输送升华与凝华现象在药物输送领域也具有重要意义。纳米颗粒药物载体可以通过升华过程将药物包裹在内部，然后在目标部位的温度下凝华释放药物。这种药物输送方式具有较高的生物相容性和可控性，可以实现药物的定点、定量释放，提高治疗效果。三、升华与凝华现象在其他领域的应用1.环境治理升华与凝华现象在环境治理领域也有一定的应用。例如，固态污染物的气化与凝华技术可以实现对废气中的固态污染物进行去除。通过加热将固态污染物气化，然后通过冷却等手段使其凝华，从而实现污染物的去除。2.能源转换在能源转换领域，升华与凝华现象也有所应用。例如，相变热能储存技术利用物质的升华与凝华过程进行热能的储存和释放。在储存过程中，物质从固态变为液态，吸收热量；在释放过程中，物质从液态变为固