3.2 熔化和凝固（教学设计）-【上好课】八年级物理上册同步备课系列（人教版）

3.2熔化和凝固（教学设计）年级八年级授课时间课题3.2熔化和凝固教学目标1.能区别物质的气态、液体和固态三种形态，知道物质的固态和液态之间是可以转化的。2.了解熔化和凝固。能用熔化和凝固的知识解释生活中的现象。3.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义，并知道晶体和非晶体之间的区别。4.通过探究实验使学生学会用图像探究物理规律的方法。教材分析1.物态变化、熔化和凝固的概念教材首先指出物质常见的三种状态，然后以学生熟悉的冰可以变成水及水可以变成蒸气等现象为例，让学生认识物质的三种状态，进而给出物态变化的概念和熔化、凝固定义。教学中，对于物质的三种状态的认识，可通过一些具体的事例并结合多媒体，让学生尝试对它们进行分类。再结合生活中冰的熔化过程，通过“冰的熔化需要什么条件，不同物质熔化时温度将会如何变化?”的问题，进入实验“探究固体熔化时温度的变化规律”环节。2.探究固体熔化时温度的变化规律教材将探究海波熔化特点和蜡的熔化实验放在一起进行，让学生在实验活动中，自然地将两者进行对比，可以较为方便地发现它们之间的差异，从而降低引入晶体和非晶体概念的难度。这一探究活动体现了探究实验的几个要素。在“分析与论证”中增加了图象的绘制，目的在于帮助学生通过图象直观地观察到熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度特点。在“评估”和“交流与合作”中提出了明确的要求，如“有没有可能在什么地方出现错误?”“你们的探究结果和别的小组的结果是不是相同?”等，目的在于引起学生积极地深入思考。最后在交流的基础上让学生写出实验报告。教材安排了这一较为完整的探究活动，可以有意识地培养学生的设计和规划能力、观察和动手能力、分析问题和解决问颗的能力，并有助于培养学生严谨的科学态度。在探究过程中应引导学生对固体熔化时温度的变化规律进行猜想，初步设计方案，用实验探究的方法，得出固体熔化时温度的变化规律。海波熔化实验既是教学中的重点，又是难点，教师对其应特别重视。教学器材铁架台、酒精灯、石棉网、大烧杯、温水、大试管、粉末海波、石蜡、温度计、搅拌器、火柴。多媒体ppt，包含视频：《探究固体熔化时温度的变化规律》、《熔化和凝固的条件》、《课堂总结》等。教学过程教师活动学生活动导入新课【引入新课】以自然界水的三态及其转化为例引入课题。严寒的冬天，河里的水会结成固的冰；春天来了，气温升高，冰雪消融，会变成水；当把水烧开时，壶嘴旁会冒“白气”，是由气态的水蒸气变成的。

水有三种状态：气态（水蒸气）、液态（水）、固态（冰），可见这三种状态可以发生相互转化。这些状态之间如何转化？这一章，我们来学习几种物态变化的特点。今天学习固态和液态之间的变化。《3.2熔化和凝固》。从水的三态转化现象进入学习情景。学习新课一、物态变化1.物质的三态自然界中的物质，通常以固态、液态、气态三种形式存在。例如各种金属块、冰块等处于固态；水油处于液态；空气、水蒸气处于气态。2.物态变化天气热的时候，从冰柜中拿出的冰，一会儿就变成了水，再过一段时间水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪。随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。通常呈固态的铝、铜、铁等金属，在温度很高时也会变成液态、气态；通常呈气态的氧气、氮气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态。物质各种状态间的变化叫做物态变化。【例题1】下列属于物态变化的是（B）A.尘土飞扬B.冰雪消融C.铁块变形D.花开花落【解析】冰雪消融是冰从固态变为液态，属于物态变化；尘土飞扬，铁块变形，物态没有发生变化。花开花落与物态变化无关。所以选B。举出物质处于三态的实例。举出物质三态转化的实例。学习新课二、熔化和凝固1.熔化和凝固（1）熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。（2）凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。【启发学生列举】生活中熔化、凝固的实例。熔化的实例：冰化成水、点燃的蜡烛熔化、雪糕熔化等。凝固的实例：水结冰、蜡烛油凝固、食品放入冰柜中冷冻等。【提问】我们经常看到冰熔化成水、蜡烛点燃熔化为液态的现象，那么蜡烛的熔化和冰的熔化过程中温度的变化规律相同吗？我们通过实验来探究。2.探究固体熔化时温度的变化规律由于本次实验所需器材之多，需要记录的数据之多，都是学生以前没有遇到过的。可以提前布置学生预习、制订计划、写出部分实验报告，要求学生在设计实验的过程中着重解决以下几个问题:

实验使用什么器材?怎样装置？

实验的操作步骤有哪些?

实验中要观察的现象和记录的数据有哪些?

记录数据的表格如何设计?

组员该如何分工?

实验中需要注意哪些问题?【教师讲解】根据学生准备情况，进行讲解归纳。【设计实验】（1）实验器材及装置如下图所示。加热方法用“水浴法”：把盛海波的试管放入盛水烧杯中加热，可使物体均匀、缓慢受热。（2）组员进行分工：每个实验小组为4人，分工进行报时和报温度值、报物质状态（固态、液态、还是固液混合）、记录和照顾仪器等。（3）实验注意事项：①实验装置应该按照从下到上的顺序组装：先按照酒精灯火焰的高度固定好放置石棉网的铁圈，在石棉网上放好装水的烧杯后，再根据装固体的试管浸入水中的深度固定试管，最后再调整温度计的悬挂高度。②将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉(或蜡）中，温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底，要埋在海波粉中，实验时为使物体受热均匀，要不断地进行搅拌。③为了缩短实验时间，水要尽量少（但要浸没试管中的固体部分，且试管不要碰触杯底），可用40℃左右的水。【进行实验与收集证据】①分别将蜡和海波放入试管中，并用酒精灯加热。②将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始每隔大约1min记录一次温度；在海波和蜡完全熔化后再记录4～5次。把数据填入表格。时间/min0时间/min012345……海波温度/℃海波状态石蜡温度/℃石蜡状态【分析与论证】（1）用图像进行分析。图像可以很直观的表示一个物理量（如温度）随另一个物理量（如时间）的变化情况。用纵轴表示温度，横轴表示时间，根据表中记录的各个时刻的温度，在方格纸上描点，然后将这些点连接起来，就得到海波与石蜡熔化时温度随时间变化的图像。（2）师生结合数据表格对图象进行分析。①首先根据海波熔化图象的特征，可分为三段：AB段、BC段和CD段，结合实验数据可以看出：AB段：海波是固态，随着加热时间的增加，海波吸热，温度升高；BC段：海波是固液共存状态，随着加热时间的增加，海波吸热，但温度不变；CD段：海波是液态，随着加热时间的增加，海波吸热，温度升高。（3）实验结论：海波在熔化的过程中，温度不变，需要继续吸热，石蜡在熔化的过程中，温度升高，需要继续吸热。海波在熔化的过程中，温度不变，需要继续吸热，石蜡在熔化的过程中，温度升高，需要继续吸热。【交流合作】让小组间进行交流。看看自己的实验结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，分析其原因。【播放视频】——《探究固体熔化时温度的变化规律》【例题2】小明利用如图甲所示的器材探究海波熔化时的变化规律，请你根据图中信息完成下列问题：（1）该实验中先把海波放入试管再放在烧杯中加热的原因是_______；（2）由图可知海波的熔点是_______℃，当加热至第3min时，海波处于_______状态（选填“固态”、“液态”或“固液共存”）；（3）图中海波熔化过程共经历_______min，若要延长海波的熔化过程，可以__________。【答案】（1）受热均匀；（2）48，固液共存；（3）2，增加海波的质量。【详解】（1）根据实验目的，该实验中先把海波放入试管再放在烧杯中采用水浴法加热，可以使海波受热均匀。（2）从图中可以看出，该物质在熔化过程中保持48℃不变，故48℃就是其熔点，根据图像可知，其熔化的时间段为2min～4min，所以加热至第3min时，海波处于熔化过程中，是固液共存态。（3）由图像知，其熔化的时间段为2min～4min，则熔化过程经历了2min，要延长熔化的时间，可以增加海波的质量，使其需要吸收更多的热量。列举生活中的实例并回答。学生展示实验报告，交流实验方案。小组交流讨论6个问题，思考回答，从而设计出实验方案。进行分工，合作进行。进行实验，把数据及观察到的现象记入表格中。进行分析论证，做例题且进行解析，理解掌握固体熔化时的规律。学习新课三、熔点和凝固点对比分析海波与石蜡熔化时的温度变化曲线，引出晶体、非晶体的概念。1.晶体和非晶体两种固体熔化过程的主要区别是：海波有固定的熔化温度，石蜡没有固定的熔化温度。线（1）晶体：有固定熔化温度的一类固体叫做晶体。例如冰、海波、食盐、石英、萘、各种金属等。（2）非晶体：没有固定熔化温度的一类固体叫做非晶体。常见的一些非晶体：如石蜡、松香、玻璃、沥青等。2.熔点和凝固点（1）熔点：晶体熔化时的温度叫熔点。（2）凝固点：晶体溶液凝固时的温度叫凝固点。同种物质（晶体）的凝固点和熔点相同，非晶体没有确定的凝固点。甲图与乙图分别是海波与石蜡凝固时温度随时间变化的图像。（3）分析晶体的凝固图象（甲图）①EF段：物质处于液态、放热降温的过程。②FG段：物质处于固液共存态、晶体溶液的凝固过程，放出热量，温度不变（凝固点）。③GH段：物质处于固态、放热降温过程。（4）非晶体的凝固图像（乙图）非晶体在凝固过程中，没有确定的温度，随着放热，温度持续降低，状态逐渐变粘、变稠、变硬，变成固态。线【指导阅读】小资料—几种晶体的熔点（标准大气压）晶体熔点/晶体熔点/℃晶体熔点/℃晶体熔点/℃钨3410铁1535钢1515灰铸铁1177铜1083金1064铝660铅328锡232萘80.5海波48冰0固态水银-39固态甲苯-95固态酒精-117固态氮-210固态氧-218固态氢-259=1\*GB3①不同晶体熔点不同，熔点是晶体的一种特性。②记住冰的熔点是0℃，钨的熔点最高。【例题3】如表列出了几种晶体的熔点，下列说法错误的是（）固态氢固态氢-259℃固态酒精-117℃固态水银-39℃金1064℃钢1300℃钨3410℃A．在-268℃时，氢是固态 B．灯的灯丝用钨制成，不容易熔化C．纯金掉入钢水中不会熔化 D．水银温度计在-40℃时不能使用【答案】C【详解】A．固态氢的熔点是-259℃，-268℃低于-259℃，所以在-268℃时，氢是固态，故A正确；B．灯丝用钨制成，是因为钨的熔点高，灯丝不容易熔化，故B正确；C．钢的熔点是1300℃，钢水的温度等于或高于1300℃，金的熔点是1064℃，金放在钢水中，金能达到熔点，能从钢水中吸收热量，所以金在钢水中一定熔化，故C错误；D．水银的凝固点和熔点相等，所以水银的凝固点是-39℃，低于-39℃时水银是固态，不能根据液体热胀冷缩原理工作，故在-40℃时不能使用，故D正确。所以选C。【例题4】小明同学在探究固体熔化的活动中，作出了如图所示的图象。（1）从图象可知，这种固体是_____（填“晶体”或“非晶体”），它的熔点是____。（2）1min时物质是____态、10min时物质是_______状态，18min时物质是____态．【答案】（1）晶体，0℃。（2）固，固液共存；液。【解析】（1）从图象可知，在5～10min这段时间内，固体吸收热量，温度不变，属于晶体，它的熔点是0℃。（2）1min时物质是固态，3min时物质是固液共存状态，7min时物质是液态．分析对比海波与石蜡熔化时的温度变化曲线，找出不同点，引出晶体与非晶体的概念。知道常见的一些晶体、非晶体。根据前面的探究结论，理解熔点与凝固点的概念。分析晶体与非晶体的凝固图像，找出不同之处，理解凝固点的意义。阅读小资料—几种晶体的熔点，记住冰的熔点。解析例题，加深对晶体与非晶体、熔点与凝固点的理解。学习新课四、熔化吸热凝固放热1.熔化吸热【引入】根据上述实验，引导学生分析得出：晶体在熔化过程中尽管温度保持不变，但必须不断吸热，才能进行熔化。非晶体熔化也需要吸热，但温度一直上升。（1）晶体熔化的条件：一是温度达到熔点；二是继续吸收热量。晶体熔化时虽然温度不变，但是必须加热，若停止加热熔化也会马上停止，即熔化过程要吸热。（2）非晶体熔化的条件：吸收热量。物质在固态时能量低，在液态时能量高，物质熔化时，是从低能量状态到高能量状态，所以要吸收热量。（3）熔化吸热的应用：①要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上一些冰块，并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低，冰块熔化成水的过程中要吸收热量，从而使饮料的温度下降的更多。②夏天，在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊，因为冰熔化吸热，使冷空气下沉。③鲜鱼保鲜，用0℃的冰比0℃的水效果好（冰熔化吸热）。2.凝固放热【进行推理】根据上述实验，引导学生推理得出：因为冰熔化成水的过程中要吸热，水结冰时（凝固）是熔化的逆过程，所以无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热。（1）晶体凝固的条件：一是温度达到凝固点；二是继续放出热量。（2）非晶体凝固条件：放出热量。晶体凝固时放出热量，但温度不变；非晶体凝固时放出热量，温度降低。（3）凝固放热的应用：①北方在冬天时在菜窖里放几桶水，利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低，以免菜被冻坏。②现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15℃~40℃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（温度超过40℃）颗粒熔化吸热，天气冷时（温度低于15℃）又凝固放热成颗粒，能有效调节室内的温度。【播放视频】【例题5】有一种聚乙烯材料可以在15℃～40℃范围内熔化和凝固，则这种材料属于_______（选填“晶体”或“非晶体”）。把它掺在水泥里，制作储热地板和墙壁，可以起到调节室温的作用，这是因为它在室温高时_____吸热，室温低时_____放热。（两空均填写物态变化名称）【答案】非晶体，熔化，凝固。【解析】聚乙烯材料可以在15-40℃范围内熔化和凝固，说明聚乙烯材料没有一定的熔化和凝固温度，即没有固定熔点，所以聚乙烯材料是非晶体。聚乙烯材料凝固时放出热量，使室温升高；聚乙烯材料熔化时吸收热量，使室温降低。举出熔化吸热的应用实例。举出凝固放热的应用实例。观看视频，掌握熔化和凝固的条件。做例题，进一步理解熔化吸热凝固放热。课堂练习课堂练习1．萘的熔点为80℃，那么80℃的萘处于（）A．固态 B．液态C．固液共存 D．以上三种都有可能【答案】D【详解】萘是晶体，晶体的温度到达熔点或凝固点时，刚开始熔化或凝固时，处于固态或液态；中间可能是固液共存状态；最后完全熔化或凝固，是液态或固态。因此三种状态都有可能。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（）A．晶体和非晶体在熔化过程中温度都升高B．晶体有熔点，非晶体没有熔点C．晶体熔化时吸热，非晶体熔化时不吸热D．当晶体处于熔点温度时，它的状态应该是固态或液态【答案】B【详解】ABC．晶体在熔化过程中有固定的熔化温度，即有熔点。晶体熔化时吸收热量，温度保持不变，物质处于固液共存态。非晶体在熔化过程中没有固定的熔化温度，即没有熔点，吸收热量，温度升高。非晶体熔化过程中物质由固态先软化，再变稠变稀，最后变为液态。综上分析知，故AC错误，B正确；D．当晶体处于熔点温度时，它的状态可能是固态、液态或固液共存态，故D错误。故选B。3．小华用蜡块做原料，将其熔化后倒在筷子里浇铸了一个小蜡人，整个过程中，随着物态变化，蜡的温度随时间的变化围线应该是图中的（）A． B．C． D．【答案】A【详解】蜡块浇铸成蜡人需要经理的物态变化为先熔化后凝固，由于蜡块属于非晶体，所以熔化图像是随加热时间的变化温度逐渐升高，凝固图像是随时间温度逐渐降低，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。4．如图所示是海波温度随时间变化的图象，则则下列说法错误的是（）A．海波的熔化温度是48℃ B．海波凝固过程经历了10分钟C．海波在CD段吸收热量 D．海波在BC段放出热量【答案】C【详解】A．海波在BC段，是凝固过程，温度不变，凝固点48℃，故A正确；B．图中BC段是海波的凝固过程，经历了10min﹣5min＝5min，B正确；CD.海波在凝固时放出热量，在BC段为固液共存状态，在CD段，是固态海波的降温过程，都要放出热量，故C错误，D正确。故选C。5．如图所示是甲、乙两种固体的熔化图像，则______是晶体，______是非晶体。图中晶体的熔点是______℃，图中C处是______态，E处是______态。【答案】甲；乙；48；固液共存；液。【详解】由熔化图象知，甲熔化过程中温度保持不变，是晶体；乙在熔化过程中温度不断升高，该物质是非晶体。由图知，BC段是甲的熔化过程，熔点为48℃。从B点开始熔化，到D点完全熔化完，C处于熔化过程，所以为固液共存态；E点熔化过程结束，所以是液态。6．根据表中的数据，下列说法正确的是（）熔点/℃（标准大气压）熔点/℃（标准大气压）固态酒精-117铅328固态水银-39铜1083冰0铁1535A．-110℃的酒精是固态B．不可以将铜块放到铁制容器中熔化C．放在0℃的房间中的水会凝固结冰D．在-20℃的地区，能用水银温度计测气温【答案】D【详解】A．酒精的熔点是-114℃，-110℃的酒精高于熔点，是液态，故A错误；B．铁的熔点是1535℃，铜的熔点是1083℃，铜在1083℃时吸收热量，开始熔化，可以将铜块放到铁制容器中熔化，故B错误；C．同种晶体的熔点和凝固点相等，水的凝固点是0℃，放在0℃房间中的水能达到水的凝固点，但是水不能继续放出热量，不能凝固，故C错误；D．水银的熔点是-39℃，在-20℃的地区，水银是液态，所以能使用水银温度计，故D正确。故选D。7．如图所示，甲是观察冰熔化现象的实验装置，乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像，下列说法正确的是（）A．图甲中的实验装置，安装时应按照“由上到下”的顺序B．实验中，需要观察试管内物质的状态，并记录温度和加热时间C．由图乙可知，冰的熔点为0℃，熔化过程持续了5minD．由图乙可知，冰熔化时需要吸收热量，且温度不断升高【答案】B【详解】A．酒精灯需用外焰加热，所以先放好酒精灯，再固定铁圈的高度，最后调整温度计的高度，使其不要碰到容器底，所以要按照自下而上的顺序进行，故A错误；B．实验中需要探究固体熔化时温度的变化