4.3 探究熔化和凝固的特点
第一课时
【教学目的】：
知识与技能：
1、了解熔化、凝固的含义，知道熔化和凝固现象
2、 通过实验培养学生观察、分析、归纳总结的能力
过程与方法：
通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件，通过对比、了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法，通过探究活动，使学生进一步感知图像法研究物理量变化的优点。
情感、态度与价值观：
通过探究活动激发学生对自然现象的关心和乐于探索自然现象奥秘的情感。
【教学重、难点】：“探究冰、石蜡的熔化特点”是本节的重点，根据实验数据分析、总结推理熔化和凝固曲线并了解其物理意义是本节难点之一，了解晶体熔化要吸收热量而温度不变是又一难点。
【学情分析】：本节课的内容较多，且难度较大，晶体熔化或凝固时，虽然伴随有热的得失，但是温度不变。受初中学生知识冰平的限制，学生较难理解。另外，还应给学生补充一些必要的知识：如：图形图像、物质状态等
【教学方法】： 实验探究法、对比法、图像法
【教具】：铁架台、烧杯、石棉网、酒精灯、火柴、碎冰块、松香、温度计、蜡烛、冰棒、秒表
【教学过程】：
一、复习提问
1、 问题：(1)回答汽化、液化的概念及吸、放热情况？
(2)如何正确使用温度计？
2、 活动一
(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方，你能观察到什么现象？学生操作实验，回答观察到的现象：蜡烛逐渐变成烛油往下滴，滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。
(2)将冰棒放在空烧杯中，过一会儿，你能发现什么现象？
学生操作实验，发现烧杯中只剩下半杯糖冰。
这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化？学生回答
二、新课教学：
（一）、熔化和凝固的概念
1、熔化： 物质由固态变成液态的过程叫熔化。
凝固：物质由液态变成固态的过程叫做凝固。
2、学生举例：
春天来了，湖面上的冰化成冰；固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态等等，这些都是物质由固态变成液态的现象。
冬天到了，气温下降，湖面上的冰结成冰；工厂的铸造车间里，工人将铁冰浇在模子里，冷却后，铁冰变成了固态的铸件。
（二）、探究冰熔化的特点
提出问题：冰在什么温度下开始熔化？在熔化过程中，温度如何变化？
猜想与假设：(1)冰熔化 一定的温度[有/没有]
(2)冰熔化时温度 (升高/降低/不变)
设计实验：为了检验你的猜想与假设，你需要哪些器材？请同学们结合教材98页内容设计出合理的实验步骤，同组之间讨论一下。
学生讨论后回答所需的实验器材，教师点拨指导学生回答实验步骤：
如图4-47把碎冰块放入烧杯中，在冰块中插入温度计，记下温度计的示数，用酒精灯加热，每隔0.5min
5
记录一下温度计的示数，同时注意观察烧杯中冰的状态的变化，直到冰熔化后5min为止。
进行实验和收集数据： 教师指导学生进行实验分工，一位学生看时间，一位学生读温度计的示数，一位学生观察物质状态，并把实验结果及时填入表格中。教师巡回指导，控制实验时间。
分析与论证： 实验结束后，教师指导学生根据实验数据在图4-28画出冰熔化时温度随时间变化的曲线。分析不同线段中冰是吸热还是放热？温度如何变化？处于什么状态？完成填空：
结论：冰开始熔化的温度是0℃，冰在熔化过程中，继续加热，温度保持不变；冰全部熔化为液体时，继续加热，温度升高。
评估：
（三）、探究石蜡熔化的特点
1、实验：如图4-27把石蜡碾碎后放入烧杯中，在石蜡中插入温度计，记下这时温度计的示数，用酒精灯加热，每隔0.5min记录一下温度计的示数，同时观察石蜡状态的变化，直到松香全部熔化后5min为止。
2、实验结束后，教师指导学生根据实验数据在图4-30画出石蜡熔化时温度随时间变化的曲线。分析不同线段中石蜡是吸热还是放热？温度如何变化？处于什么状态？
3、结论：石蜡在熔化全过程中，温度上升
（四）、观察石蜡的凝固过程
把装置中的烧杯和酒精灯移去，观察试管中的石蜡从液态变成固态
（五）、小结：冰和石蜡熔化和凝固有什么不同点。
1、 冰在熔化时吸热但温度不变
石蜡在熔化时温度不断上升
2 、图像
4.3 探究熔化和凝固的特点
第二课时
【教学目的】：
知识与技能：
1、了解晶体和非晶体的区别
2、了解熔化曲线和凝固曲线的物理意义
3、会查熔点表
4、通过实验培养学生观察、分析、归纳总结的能力
5、能利用熔化和凝固的知识解释简单现象，解决简单问题，培养学生发现问题，解决问题能力及理论联系实际能力。
过程与方法：
了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法，通过探究活动，使学生进一步感知图像法研究物理量变化的优点。
情感、态度与价值观：
5
通过熔化、凝固对人类有利也有弊，对学生进行辨证唯物主义教育。
【教学重、难点】：“探究冰、石蜡的熔化特点”是本节的重点，根据实验数据分析、总结推理熔化和凝固曲线并了解其物理意义是本节难点之一，了解晶体熔化要吸收热量而温度不变是又一难点。
【学情分析】：本节课的内容较多，且难度较大，晶体熔化或凝固时，虽然伴随有热的得失，但是温度不变。受初中学生知识冰平的限制，学生较难理解。另外，还应给学生补充一些必要的知识：如：图形图像、物质状态等
【教学方法】： 实验探究法、对比法、图像法
【教学过程】：
一、复习提问
冰和石蜡熔化和凝固有什么不同点。
二、新课教学：
（一）、晶体
.1、冰的熔化曲线的分析：(教师选择一个组的熔化曲线，请该组同学画在黑板上)
讲述：其他各组的曲线虽然不完全相同，但是大致形状如图所示。我们将这一曲线分为AB、BC和CD三段，请同学们结合实验，回答下列问题。
（1)AB段。在这段曲线对应的一段时间内冰是什么状态?温度怎样变化?(答：AB段所对应的时间内冰是固态，温度升高)
(2)在曲线上的哪一点冰开始熔化?(答：B点)
(3)在BC段对应的时间内，冰的状态如何?温度是否变化?这段时间是否对冰加热?(答：BC段所对应的时间内冰的状态是固态和液态共存。冰的温度保持在0℃左右不变。此时仍在继续对冰加热，即冰仍在吸热)
(4)在CD段对应的时间内冰是什么状态?温度如何变化?(答：冰的状态是液态，冰已经熔化完毕，继续加热，冰的温度升高)
（5）、像冰那样，有固定的熔化温度的固体叫晶体
2、熔点
讲述：除了冰以外，其他晶体物质，如各种金属、冰、固态酒精等，它们的熔化曲线都与冰的熔化曲线形状相似，只是熔化时的温度高低不同而已。这条熔化曲线反映了晶体物质熔化的一个重要特征--晶体的熔化是在一定的温度下完成的，即晶体在熔化过程中，温度保持不变。
晶体熔化时的温度叫熔点。纯冰的熔点是48 ℃。我们实验用的冰不纯，熔点低于0℃。
3.凝固曲线
教师：如果让熔化了的冰冷却，记下液态冰在冷却凝固成晶体过程中的温度随时间变化情况，可得到凝固曲线近似下图的形状。请大家思考并回答：
(1)DE段。冰是____态，____热(填"吸"或"放")，温度______。
(2)EF段。冰的状态是______，____热，温度______。
(3)FG段。冰的状态是______，____热，温度______。
教师：晶体的凝固也是在一定的温度下完成。晶体凝固时的温度叫凝固点，晶体的凝固点和它的熔点相同。
（二）、.学生练习
(1)读物质的熔点表。请学生看课本上的熔点表。教师读一种物质的熔点并加以解释。
教师：钨的熔点是3 140 ℃。钨在熔化时温度保持在3 140 ℃不变。
(学生模仿教师读几种物质的熔点并加以解释)
(2)学生回答
①温度是70 ℃的萘是____态。 ②冰在-5 ℃时是____态。
③铁、铜、铝在常温下是____态。 ④冰银在-30 ℃时是____态。
⑤酒精在-100 ℃时是____态。 ⑥锡在232 ℃时是____态。
⑦中国北部的漠河冬季气温最低到-52.3℃，应选用冰银温度计还是酒精温度计?为什么?(应选用酒精温度计。因为酒精的凝固点是-117 ℃，在-52.3
5
℃的情况下，酒精是液态的。冰银的凝固点是-39 ℃，在气温低于-39 ℃时，冰银的固态的。所以冰银温度计在冬季的漠河无法工作。)
（三）、.熔化吸热和凝固放热
讲述：现在请大家结合熔化和凝固的实验听一段冰的自白，并回答问题。
“我叫冰，我的熔点和凝固点都是0 ℃。现在我的体温恰好是0℃，请你们告诉我，我是应该熔化，还是应该凝固呢?只要你们说得对，我就照你们说的办。”(学生讨论并回答)
48℃既是冰熔点也是它的凝固点。此时冰是熔化还是凝固，关键要看冰是吸热还是放热。固态冰在温度到达熔点时，吸热则熔化。液态冰在温度到这一温度时，放热则凝固。所以熔化时吸热，凝固时放热。
（四）、非晶体
1、讲述：物质除了晶体还有非晶体，松香、石蜡、玻璃等属于非晶体。
2、请一个组把石蜡的熔化和凝固曲线画在黑板上。
从石蜡的熔化和凝固曲线可知，非晶体的熔化和凝固跟晶体不同。非晶体没有一定的熔点，也没有一定的凝固点。石蜡熔化时吸热，温度不断上升，固态石蜡由硬变软，然后再变为液态。凝固时放热，石蜡由液态变为粘稠，然后由软变硬，形成固态。
三、归纳总结
1.物质由固态变成液态叫熔化。物质由液态变成固态叫凝固。
晶体和非晶体的熔化、凝固有明显的区别：晶体的熔化和凝固是在一定的温度下完成，这个温度分别叫熔点和凝固点。而非晶体没有一定的熔点和凝固点。但是不论晶体还是非晶体，熔化时都吸热，凝固时都放热。所以，晶体实现熔化的条件可概括为两条：一是温度到达熔点，二是吸热。凝固的条件是温度到达凝固点，同时要放热。
2.通过以上的学习，请大家考虑以下两个问题。
(1)冰冰混合物的温度为什么是0 ℃?(学生思考并回答)
冰冰混合物中有冰又有冰，冰和冰的物态变化有两种可能：其一是冰尚未熔化完毕，冰熔化时温度保持在熔点不变。另一种可能是尚未凝固完毕，温度也应保持在凝固不变。所以冰冰混合处于热平衡状态，温度为0
℃。
(2)人们常说"下雪不冷化雪冷"，这句话是什么道理?(学生思考并回答)
雪在熔化时温度保持在0 ℃不变，但是要吸热。雪从空气中吸热，气温下降，所以化雪时更冷。
3.北方的冬季较冷，为了妥善地保存蔬菜，多在菜窖里放几桶冰，可以利用冰结冰时放出热，窖内温度不致太低。现在，人们研制出一种聚乙烯材料，在15 ℃～40℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。所以，人们将这种材料制成颗粒状，掺在冰泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。
四、信息浏览;液晶
五、作业布置：课本101---102页1、2、3、4
熔化和凝固
定义：物质从固态变成液态
达到熔点
熔化 晶体 吸收热量
熔化时温度不变
非晶体 吸收热量
熔化时温度升高
凝固 定义：物质从液态变成固态
晶体 达到凝固点
放出热量
凝固时温度不变
非晶体 放出热量
凝固时温度下降
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反思：
1. 教学难点是晶体熔化或凝固时，虽然伴随有热的得失，但是温度不变。受初中学生知识冰平的限制，教师不必从理论上去讲解，只要通过学生实验，观察现象，从事实出发，学生能记住这一事实即可。
2.突出重点、突破难点的有效方法是做好学生实验。实验应注意以下几点：一是冰的纯度尽可能高。二是对冰开始加热时，不要用温冰，温冰会使试管内靠管壁的冰先熔化，而中央部分的冰的温度还没有达到0℃。三是搅拌要及时、不停顿。由于冰是粉末状，导热性能差，只有不停搅拌才可望实验成功。
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