沪科版八年级物理上册全套教案WORD版

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第3节 活动：密度知识应用交流会

一、三维目标要求
1．      知识与技能
         知道密度知识的应用．
         能运用密度知识鉴别物质，计算物体的质量与体积。
2．      过程与方法
         学会系统地整理知识，形成良好的认知结构．
         通过探究活动学会测量液体、固体的密度，学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法。
3．      情感、态度与价值观
         在探究过程中体会克服困难，解决问题，获得成功的喜悦。
         在探究活动中，受到科学态度、科学观念的熏陶，培养他们创新精神、实践能力，养成良好的个性，形成正确的世界观。

二、重点与难点
本节的重点和难点是利用密度知识分析和解决实际问题。

三、教学过程
1.展示学生设计的知识结构
让学生提前自己复习本章知识，并进行整理归纳。根据自己的理解设计出本章的知识结构，可以用文字、表格、图形、故事等各种形式表示出来。
本节课，首先展示学生总结的知识结构，在此基础上，教师进一步引导学生认识物质密度的物理意义、测定方法，以及密度知识的应用，弄清质量与密度的区别。
（1）质量是物体的属性，而密度是物质的特性，如一瓶水用去一半，剩下一半的质量只是原来的1/2，但密度却不变。
（2）一个物体的质量不随温度变化，但密度却随温度变化，如一瓶水，温度由0℃上升到4℃，体积变小，质量不变，密度却变大，故4℃的水密度最大。
（3）一个物体的状态发生变化时，质量不变，但因为体积要发生变化，所以密度要发生变化。
2.学生汇报自己的探究课题
通过三组学生汇报自己密度应用的探究课题，让学生不但了解了密度的应用，而且还学到了利用密度处理实际问题的方法。
该活动的目的在于给学生提供一种自主的、开放的、研究性学习的机会，使学生了解生活，了解社会，受到科学态度、科学观念的熏陶，培养他们创新精神、实践能力，养成良好的个性，形成正确的世界观。活动过程一般包括：选择课题、制定方案、实施、总结、交流五个阶段。前四个阶段是学生课下进行的，“交流”安排在课上。在活动实施之初，一般由教师设计撰写活动方案，但随着活动的展开，就要指导学生撰写方案、计划。这个活动安排在本册教材的最后一节，学生通过前面几章的实验探究和活动，已有了开展这一活动的基础，教师可以放手让学生去实践，教师只做必要的指导。
为了更好地完成本节课的教学目标，特将各报告的教学意图简述如下，供教师在组织教学时参考。安排报告1是要让学生掌握测定密度来鉴别物质的方法。报告2是要让学生掌握利用天平测质量，利用量筒测体积，然后应用密度公式来计算物质密度大小的实际问题的方法。报告3是要让学生掌握应用密度公式来计算物体体积的方法。
在整节课中，教师的任务是引导学生对其他小组的方案进行评估，提出改进意见。比如：第一小组在报告了他们如何证明了铅球不是铅做的之后，其他同学提出用直尺、三角板测铅球的直径，就能测出铅球的体积。另外我们还可以利用溢水杯、量筒测量铅球的体积等等。
本节课也可以设计其它活动。如：①怎样鉴别戒指是不是纯金的？怎样知道矿石是什么物质的？②怎样知道一块很大的长方形碑石的质量？怎样知道教室内空气的质量？③怎样知道一个不规则的钢零件的体积？怎样知道一大卷细铜线的长度？等等。

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第2节 物质的密度

一、本节三维目标要求
1.知识和技能
         理解密度的物理意义。
         知道密度的公式，能用公式进行计算。能用密度知识解决简单的实际问题。
         知道密度单位的写法、读法及换算。
2.过程与方法
         通过经历密度概念的建立过程，学习建立科学概念的思维方法。
         熟悉量筒的使用方法。
3.情感、态度与价值观
         密度反映的是物质本身所具有的特性。通过探究活动，使学生对物质属性的认识有新的拓展。
         通过量筒、天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度与协作精神。

二、重点与难点
本节的重点是理解密度的物理意义。知道密度的公式，能用公式进行计算。
本节的难点是学生对“密度是物质本身所具有的特性”的认识，以及密度单位的写法、读法及换算。

三、教学过程
1.实验探究过程设计
“密度”是初中物理的重要内容之一，它在今后学习液体压强、浮力以及高中气态方程等方面都有广泛的应用。同时，“密度”对于初二学生来说，又是一个比较抽象、比较难懂的概念。初二学生由于对此概念弄不清楚，影响了以后有关内容的学习。为了使学生更好地理解密度概念，教材设计了对密度概念建立过程的实验探究，使学生经历“密度”的概念的建立过程。
(1)创设情景
课堂上，让学生观察两个（一个是铝制的，一个是不锈钢制的）大小、形状一样的勺子。或者观察两杯体积相同的不同液体的质量。很多学生会像小聪一样，提出猜想：体积相同的不同物质可能质量不同。并进一步思考，这里包含有什么道理呢？
(2)制定计划，进行探究
收集日常生活中体积不相同的不同物质比较容易，所以小聪制定了收集生活中的一些小物品，进行探究。
在制定计划时，需要教师引导。首先让学生思考：铁块和木头谁重？怎么比较铁块和木头谁重？由此引导学生得到用天平、刻度尺和量筒测量这些小物品的质量和体积，然后计算1cm3物体的质量的设计方案。
然后让学生分成几个小组，进行探究。对于小物体的体积，学会使用量筒是学生继续探究的前提。可以组织学生阅读课本117页，学习量筒的使用方法。
(3)分析论证，得出结论
每个小组的测量结果数据量少，总结不出规律。必需汇总各小组数据，填入课本118页表中，才能显示出规律性的结论：1立方厘米质量相同的物体都是由相同的材料组成的。
对这个结论，教师要引导学生思考：“1cm3物体的质量”有什么意义？应使学生悟出“1cm3物体的质量”可以区别不同的物质，并进一步认识到这是一个描述物质特性的物理量，由此给出密度的概念。
根据密度的定义，可以推知密度的公式ρ=m/V。
对于教学的实施过程，需要有以下几点说明。
（1）密度的公式：

这个公式的得出实际上是利用了密度的概念和相应的运算法则，也就是要求出单位体积的质量应当用除法，所以同学们对物理知识的学习，尤其是一些物理公式，一定不要死记硬背，要学会运用数学方法研究物理问题．建立正确的物理模型，明确同种物质密度跟质量不成正比，跟体积不成反比的结论．密度是物质的特性，对同一种物质来说，在一定条件下，密度是一个常数．密度表示的是单位体积的某种物质的质量，例如铝的密度是2.7×103 kg/m3，它的意义是1立方米的铝的质量是2.7×103 kg。可见物质的密度是用物质的质量和它的体积的比值求出的，而不是由它质量的多少或它体积的大小所决定的．因此不能说物质的密度跟它的质量成正比，跟它的体积成反比．例如一块铝切去一半，剩下一半的密度是否发生了变化呢？没有，因为当这块铝切去一半时，体积变为原来的二分之一，质量也变为原来的二分之一，但m／V的值即ρ并没有发生变化．
（2）密度是反映物质特性的物理量，物质的特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质．密度描述的是：各种物质在体积相同的条件下，所含的质量不相等的特性．各种物质都有一定的密度，不同物质的密度一般不同．物质的密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态无关．由于物体在温度发生变化时，体积会发生变化（即物体有热胀冷缩的性质），而质量不变，则物体的密度要随温度的改变而改变，在物质发生物态变化时（例如水结成冰）密度一般有变化．例如一块铁，它的温度升高了，体积会膨胀，但是质量没变，这样根据ρ=m／V，公式中分子不变，分母变大，分数值应当变小，所以密度会变小．
上边这些变化有时比较小，比如铁块温度升高．在温度变化不太大的情况下，可以不考虑密度的变化，但有些变化较大就必须强调条件，比如气体的密度，在密度表中就限定了条件，是0℃及1个标准大气压下．正是由于这样，我们说密度是物质的特性，并不是说物质的密度是永远不变的，它还是随外界条件的改变而要发生变化的．前面我们讲的质量是物体的属性，属性是不随外界条件的改变而改变的，质量与形状、状态、位置无关．各种物质都有一定的密度，指的是在一定温度和状态下．今后我们讨论的问题，大多是温度变化不大的情况，可以把密度视为定值．
（3）密度的单位是由质量单位千克和体积单位立方米组成，属复合单位。这是教学的难点，有必要特殊强调一下，帮助学生理解和掌握。
对一些常见物质的密度，学生要了解，会查密度表中的密度值。另外教师可再补充介绍一些生活中常见的密度值，宇宙中某些恒星的密度等，同时介绍英国物理学家瑞利发现氩气从而获诺贝尔物理奖的科学史，激发学生的兴趣和求知欲望，并不断探索。
2.密度的应用
在生活和生产中密度的应用很广，我们可以根据密度的大小鉴别物质，通过测定密度，发现新材料，估测矿山、油田的储量等。教师可以结合课本120页的图6-2-4讲解。
三、发展空间
（一）“自我评价”参考答案：
1.用托盘天平测量多个硬币的质量，然后用量筒测量体积。体积的测量方法也很多，学生自己选定。要求写出选用的实验器材和实验方法及实验步骤。0.5元硬币密度约为7.7克/厘米3 ，它是由合金材料制成的。
2.已知密度、质量，根据密度公式计算体积。
（二）“走向社会”指导
课题1：实验分析金属的一些属性
组织形式：学生活动小组
参考方案：通过实验，探究几种金属和塑料弹性、密度、硬度，说明生活中是怎样应用物质的这些属性的。写出探究过程报告．发现新问题。

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1.如图5-4-1：







                         图5-4-1
2.玻璃管耐受压强（压力）的限度是一定的，酒精被加热到某一确定温度，它施于玻璃管的压强（压力）刚好达到这一限度，因而玻璃管就会爆炸。

（二）“家庭实验室”指导
1.根据水的沸点与压强的关系（P）,可见设计真空洗衣机，使水在常温下沸腾，产生大量气泡，而不需要洗衣粉（含磷洗衣粉也是造成环境污染的因素），在原理上是可行的。用一次性注射器，也可以制造“真空”，产生气泡。

（三）“物理在线”指导
可以举办专题讲座，可以指导学生通过因特网或到图书馆了解有关材料科学的历史和知识，理解“材料科学是人类进步的基石”这一论断的含义。

（四）“走向社会”指导
教科书安排的题目是：厨房里的物态和物态变化。这是一个实用的题目，借此，既可以观察了解材料和物态的有关知识，又可以经历物态变化过程，还可以通过调查家长，了解厨房里的炊具、灶具以及做饭、烧菜等方式的变革，感知科学、技术、社会的关系。
教学中亦可依据需要和当地环境条件可能，安排其他学生实践活动。

第1节 质量

一、本节三维目标要求
1、知识和技能
         知道质量的初步概念及其单位。
         通过实验操作，学会天平的使用。
         学会测量固体和液体的质量。
2、过程与方法
         经历“质量是物体的属性”的探究过程，学习实验探究的基本思路和方法。
         在天平的实际操作过程中总结规律，熟悉使用方法。
3、情感、态度与价值观
         在探究“质量是物体的属性”中体会克服困难、解决问题、“发现”成功的喜悦。
         通过阅读天平的使用说明书，培养学生阅读理解能力，养成良好的思考习惯。
         通过天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度与协作精神。

二、重点与难点
本节的重点是质量的概念与单位，以及利用天平测量质量。
本节的难点是“质量是物体的属性”的探究。

三、教学过程
1.认识质量
在学习这部分知识的过程中，学生常出现的问题是：把“物质”与“物体”混为一谈；日常购物时常提到的“重量”与物理学中的“质量”的关系搞不清楚。教学中可以通过列举学生熟悉的几种物体，以及对实物的观察，明确“物质”与“物体”的概念；利用学生已有的“东西有多有少”的知识基础，引入质量的概念。
（1）物体与物质
课堂上让学生思考：课桌是用哪些材料制成的？学生能够回答出课桌是用木材制成的。课桌等是物体，木材等是物质。也就是说：课桌这个物体是由木材这种物质构成的。
（2）引入质量的概念
铁钉和铁锤含有铁这种物质的多少不同，桌子和凳子含有木材这种物质多少不同，塑料桶和塑料杯含有塑料这种物质多少不同，物理学里为了表示这一性质，就引入了质量这个物理量，质量表示物体中含有物质的多少。
质量是物理学中的一个基本概念，它是物体惯性大小的量度，质量又与能量相联系，这些知识将在以后学习。在初中，对质量的概念讲得很浅显，只是说质量表示了物体所含物质的多少，应该明确，这不是质量的定义，教学中不要过分强调。
（3）认识质量的单位
讲过质量的单位后，可以告诉学生，日常生活中，我们购买粮、菜、糖、水果等物品时，常说它们的重量是多少斤或公斤，这里说的重量，实际是质量。因为售货员使用的台秤或杆秤，跟天平一样，属于杠杆类量具，只能测量物体的质量，另外公斤和斤都是质量的单位，斤和公斤是500克和1千克的别名，所以说，日常生活中所提到的重量实际上是质量。
2.测量质量
关于天平的使用，本书有两个原则：一是器材不局限于某种形式、某种规格（如托盘天平、物理天平、电子秤或其它自制天平），二是尽量让学生边思考边操作，自己摸索，从中学到规律性的东西。
从这两个原则出发，本书给出了托盘天平的使用说明，让学生对照实物（如果没有托盘天平，也可以用自制天平），认真阅读，熟悉天平的主要结构，调节与使用方法，引导学生在三个方面进行思考和尝试性操作（课本第116页）。这样做可以避免学生死记操作步骤，培养学生阅读理解能力，使学生养成思考的习惯，学会思考。学生通过讨论总结出天平使用的基本方法：
①调节平衡螺母应遵循以下规律：指针左偏就向右调；右偏向左调。
②天平调节平衡后，左右盘不能对调，平衡螺母不能再动。
③取砝码时一定要用镊子。
④往盘里加砝码应先估计被测物的质量，再从大到小加砝码；当加到最小一个砝码时超过待测物重，则应改用移游码。
⑤游码的读数是读游码的左边所对标尺的刻度值。
天平使用注意事项：
①不能超过最大称量（天平的最大称量=所配砝码总质量+游砝最大读数）。
②取砝码要用镊子，并轻拿轻放。
③保持天平干燥、清洁。
3.探究质量是物体的属性
设计前两个探究实验，其目的一方面是让学生练习使用天平称量物体质量，培养学生使用天平的技能；另一方面是让学生通过实际动手操作获得体验，理解物体的质量不随形状、状态而改变。探究实验1中的橡皮泥可以用面团或泥团替代。探究实验2，除了用冰做实验外，还可以用雪、冰箱里的霜或硫代硫酸钠做实验。
课本上116页“实验探究”中的第三点是科学家的发现，是让学生知道质量是不随空间位置而变化的物理量。解决好这个问题的关键是引导学生从“物体中所含物质的多少”入手，为了增强感性认识，教师可以给学生展示宇航员在太空中、在月球上的图片或视频。

三、发展空间
1.“自我评价”参考答案：
数100张邮票大小的纸片一同放到天平上称量，将称量的结果除以100，便得到一枚邮票大小的纸片的质量。
这是实验技能训练方面的问题。测量单个小物体的质量时，由于被测物体的质量比较小，托盘天平和学生天平的精度不够，难以测量出单个小物体的质量，因此采取累积测量的方法，以提高测量结果的准确度。教学中还可以让学生选取其他的被测物体，如测量一个大头针的质量，一个曲别针的质量，一个图钉的质量，一段1cm长的棉线的质量等等。

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二、教学过程
1.人类认识物态的历程
（1）19世纪之前，人们还只能根据物质的宏观特征（是否具有一定的体积和形状，是否能流动）来区分物质的状态，那时只知道物质有固、液、气三态。初中讲物态和物态变化，主要涉及这三态和三态间的变化问题。这应该成为本教学板块展开的基础，教师应引领学生理解这种物质分类的方法，并在此基础上讨论人类认识物态的历程。
近代对物态分类更深入到物质内部结构。从物质内部结构去分析，物态和物态变化的种类很多。并且，随着科学技术的进步，人们对物质世界的认识会继续深入，更多的物态会被人们发现和认识。
20世纪以来，人们陆续发现或提出的新的物质状态形式有：等离子态、超固态、液晶液、超导态、超流态、中子态、黑洞等。有时同一物质在某种温度和压力下，几种不同的物态同时存在。例如，水处于密闭的容器中，下面是水，上面是水蒸气，就是液态和气态共存的情形。其他还有固、气两态共存，固、液两态共存，或固、液、气三态共存的情形。
一般来说，任何一种物质，在温度、压强等发生变化时，都会呈现不同的物态。研究物态变化对于深入了解物质的结构及性质，对于研制新材料及新物质，都具有很大的现实意义。
（2）依据教材安排，本板块应重点突出等离子态和液晶态。关于液晶态、液晶显示器的基本原理以及液晶显示技术的应用，教科书已有两段介绍。建议教学中补充介绍等离子态、等离子体以及等离子体在工业、农业、军事上的广泛应用。
事实上，等离子体在宇宙中广泛存在。闪电、极光等是地球上的天然等离子体产生的发光现象。在地球之外，如围绕地球的电离层、太阳和其他恒星、太阳风、很多星际物质，都是等离子体。它是宇宙间物质存在的主要形式。用人工方式也可以产生等离子体，如霓虹灯放电、原子核聚变、用紫外线和X射线照射气体，都可以产生等离子体。
利用等离子弧可以进行切割、焊接、喷涂，可以制造多种新颖的光源和显示器。等离子体显示器是继阴极射线管显示器，液晶显示器之后的新一代显示器，它的最大特点是厚度小，显示面积大，用这种显示器制造电视机，可以象画一样挂在墙上。用等离子体技术处理高分子材料，包括塑料和纺织物，既能改变材料的表面性质，又能保留原材料的优异性能，而且无污染。在军事上利用等离子体规避探测系统，用于飞机等武器装备的隐形等。
以上知识内容，有必要向学生简单介绍。对人类认识物态的历程回顾，不仅可以使学生开阔眼界，增长见识，而且富含过程与方法、情感、态度与价值观多种教育功能。希望教师在占有大量信息资源的基础上，认真组织，深入浅出、通俗易懂地向学生展示魅力无尽的探究历程（课件、图片、录像等教学手段往往是必须的）。
2. 物态变化改变着世界
本章章首指出：我们生活在物态变化的世界里。人类对物态变化的认识是从水开始的。本章前三节的主要内容大多也是围绕水的三态及其变化展开的。现在，作为本章的最后一节，教师有必要将物态和物态变化的视界拓展到更广泛的领域，展示人类认识物态变化、利用物态变化规律的辉煌历史。
（1）让学生认识物态变化的历史首先可以介绍材料的发现和利用历史——从青铜器到太空晶体。
教科书为此示例性地展示了青铜器、太空晶体。教学中应组织学生利用身边实例展示作为人类文明的象征的材料的“发现”和利用。
例如：
•高压锅上的易熔片（可配以实物和投影展示）。
• 家用电冰箱、空调器中的致冷物质从R－12（氟利昂、二氟二氯甲烷，CF2Cl2）到R134a。
•保护卫星或火箭的整流罩内部的隔热层和外表面涂层。
•从铅锌电池、镍电池、锂电池到硅光电池、氢电池、燃料电池。
•从石器、铜器、铁器到各种特种异型钢材、记忆合金、纳米材料。
•人工增雨用到的固态二氧化碳（干冰）或液态氮、碘化银，家庭厨房中的液化石油气、天然气或燃气，医院里的液态氧，用于运载火箭的燃料液态氧和助燃剂液态氢……
（2）物态变化规律的利用——从蒸汽机到热管。
教科书集中讨论了两个典型例子，蒸汽机和热管。教学中当然不宜涉及技术应用细节，但教师对之应有更多的领悟和感受，以便灵活应用于教学设计。
水沸腾变成蒸汽不仅能提供动力（含蒸汽机和蒸汽轮机），还为城市的集中供热提供了优越的方式。蒸汽机曾经引发第一次工业革命，蒸汽轮机、燃气轮机至今仍广泛应用于现代社会。
热管在航天技术中的神奇妙用，得赖于它的特殊结构，但其核心的部分应是它对物态变化规律的运用。此外，热管还用于核电站、大型电机和电子系统的散热冷却。值得提及的是，未来全长1142km的青藏铁路建设中，将迎对550km终年冻结的冻土区，为了达到稳定地基的目的，建设者们将广泛采用通风管路基、热桩（热管）、碎块石调温路基等冻土工程技术，这些都是物态变化规律的广泛应用。
其实热管的应用远不止于此。热管也并不神秘，学生完全可以自制热管、热桩。本部分应将热管作为教学的载体，重点组织学生参与。
教师应在示范的基础上，引导学生设计自己的热管，使学生体验探究的乐趣、艰辛和成功的愉悦。教科书给出的设计题目是用热管设计太阳能热水器、教学中也可改为大型冷藏库设计热桩；为输油管道、工业和民用建筑、水坝设计热桩；甚至可以设计大热管，高效地提取地球内部的地热，直接用于发电或采暖……
（3）利用物态变化创造现代生活
本段内容在逻辑上与“材料的发现和利用”、“物态变化规律的利用”是一脉相承的。人类发现、研究、利用物态和物态变化，正是为了创造现代生活。建议将本段内容融于前两部分教学活动中，使之浑然一体，使学生真切体会到：物态变化就在我们身边，物态变化规律的应用改善着人类的生活、医疗、文化、物态变化规律的应用促进着社会的进步和人类文明的发展，进而形成科学的发展观。
3.来自极地的报告
本段以考察报告的形式，警示人类活动对生态环境造成的破坏。教学中，可借助多种教学手段和多种教学资源（含本地资源）帮助学生解读科学技术是双刃剑这一事实，意识到人类必须用科学的态度审视自己的行为，必须依靠科学技术解决人类面临的危机。
可供教学中选择的素材很多，包括：
①水资源危机与节约用水。
介绍世界及我国缺水及水污染的现状，提出合理利用和保护水资源的严肃的社会问题，帮助学生养成节约用水的习惯，增强防止污染、保护环境的意识，鼓励学生投身到合理利用和保护水资源的科学活动中去。
•水污染及水污染的主要原因（有毒物质、污水、石油、热污染、放射性物质等）。
•“水污染防治法”和“水法”。
•“南极科学考察”、“冰川”、“赤潮”等科教片或电视片。
•节约用水徽标：水是生命之源，珍惜每一滴水，是公民的义
务和责任。
•淡水资源和全世界淡水储量。
②《人类环境宣言》与可持续发展
人类面临日趋严重的环境问题：人口问题、温室效应、热岛效应、厄尔尼诺现象、臭氧层被破坏、土地荒漠化、酸雨现象、森林的破坏、物种的消失、垃圾泛滥等，必须将可持续发展推向行动。
•《联合国人类环境会议宣言》和《21世纪议程》
•国际保护臭氧层日（每年的9月16日）
•中国《环境保护法》、《中国21世纪议程》
教学中建议围绕以下主题组织学生活动：
①依据对当地水资源（含地下水）状况和利用情况的事先调查，对水资源污染和滥用提出自己的见解，对水资源利用提出合理化建议。题目可以是：从近日水价上涨3倍说起……
②列举家庭生活中用水途径，举出所有可能的节水方法。
本板块的教学主要目的在于给予学生自行收集相关资料、自主探究的起点，因为涉及的知识内容比较广，如果试图对每一个主题都进行展开是不切实际的，教学成本也过于高昂。教师可以选择性地向学生介绍以上的一些知识素材，激发学生开展自主探究的热情。介绍过程中教师应该注重这些自然现象或环境问题与物态变化规律之间的联系，使得学生进一步认识到人类在利用物态变化规律促进生产，提高生活质量的同时，也破坏了自然界原本在物态变化规律下形成的和谐，从而增强危机感，提高环保意识与法律意识。

三、发展空间
（一）“自我评价”参考答案

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与凝固是熔化的相反过程一样，液化是汽化的相反过程。具体教学操作可以着手于以下两个方面。
（1）水蒸气液化成水的现象，学生十分熟悉。冷玻璃窗上的水滴，眼镜片上的“雾汽”，烧水时壶嘴喷出的“白雾”，从冰箱中取出的冰镇汽水瓶外壁上的“泪珠”……要注意在教学中调动学生的经验积累，引导他们关注水蒸汽液化的细节。例如，冷玻璃窗上的水滴和眼镜片上的雾气出现在哪一面上？水壶嘴喷出的“白雾”紧挨壶嘴吗？……这些细节对于学生理解液化和汽化规律大有帮助。
（2）气体液化的历史，尤其是空气液化的历史，是物理学发展的缩影，也是科学•技术•社会协调发展的典型。极低温度的获得，真空技术的提高，热力学第三定律的发现，超导、超流和完全抗磁性的发现，超导电性的唯象和微观理论，高温超导材料的研究……都与气体的液化直接或间接有关。教师应利用各种文本资料，展现人类探索气体液化的艰难历程和美好的前景，概述气体液化的两种途径：降低温度和压缩体积。§5.1中的人工造“雨”就是通过降低温度使水蒸气液化成“雨”的。教学中还可增加用注射器压缩乙醚蒸气的体积使之液化（反之则汽化）的学生小实验。
所有气体在温度降到足够低时都可以液化。不存在“永久气体”。——1908年，荷兰物理学家卡末林•昂内斯（H.K.Onnes,1853－1962）领导的低温实验室使最后一种“永久气体”——氦实现了液化，同时获得了4.2K的低温。
在一定温度（临界温度）下，压缩气体的体积也可以使气体液化。事实上，到了1854年，通过包括法拉第在内等人的工作，除了氢、氧、氮等几种气体外，当时已知的其他气体都能被液化了。早期气体液化大多是通过压缩气体的体积实现的。
3.汽化、液化过程中的吸放热
伴随气体和液体过程的能量变化的表现形式是吸放热。本板块的教学应该注重以下几个方面。
（1）沸腾过程中吸热而温度保持不变；停止加热，沸腾随即停止。对此，学生已有实验经历。
蒸发过程吸热的例子也很普遍。在温度计测温泡上裹上用水或酒精浸湿的棉球，温度计的读数有什么变化？在手背上涂些酒精，感受如何？对此，学生更有足够的经验基础。
气体液化放热的现象，学生虽有感悟，但体会欠真切。因此有必要组织学生动手实践。教科书第103页图5-3-8是一个很好的对比实验。教师应认真组织好学生的分组实验和观察讨论。左右试管初始状态相同，左管加热沸腾、水量减少（温度维持在沸点）；右管通入从左管中导入的水蒸气，温度升高，水量增加。典型地展示了物态变化过程伴随着能量的转化这一物理现象。倘若使两管中的水循环流动，它就是蒸气传热的模拟装置。
在此基础上，教师应结合“发展空间”栏中有关电冰箱的阅读材料，提醒学生注意循环工作物质（R134a等）物态变化过程典型地伴随着工作物质能量的变化：在冷冻室汽化吸热（使冰箱内温度降低）；在冷凝器液化放热（使冰箱外的空气变热）。这里的压缩机相当于教科书图5-3-8中的酒精灯，没有它，不可能完成R134a的循环流动；这里的R134a相当于图5-3-8中的水，不同的是，图5-3-8中的水未能循环流动，而R134a比水更容易汽化、比水蒸气更容易液化。
（2）自然界中的物态变化（含熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华）事实上都伴随着能量的变化，不仅仅限于水的三态变化。教师应在本节之末、§5.4和复习课中予以强化。
三、发展空间
（一）“自我评价”参考答案
1.采用“分馏法”，利用水和酒精的沸点不同，使混合液（即甘蔗酒）沸腾，可以从甘蔗酒中分离出酒精。事实上，由于水的蒸发，这样分离出的酒精纯度较低，倘若利用生石灰的极强的吸水性质，将混合液跟生石灰（CaO）混合加热蒸馏，即可达到提纯酒精的目的。
2.减慢盆栽花卉的水分蒸发，自然可以从减小花卉叶表面积（通过修剪）和花盆液表面积、降低周围空气温度、增加周围空气湿度、减少周围空气流通诸种因素考虑。但这同样是一个实际问题，切忌在设计浇水方案时“想当然”应用所学一般物理原理。例如，花卉生长需要一定的温度、湿度、阳光、水分、空气、肥料条件，不能顾此失彼，要统筹兼顾。
学生的设计方案不宜统一要求，重要的是设计思路和原理的运用。
（二）“家庭实验室”指导
依据教科书第104页所提供的资料，可安排两项家庭实验或课外实践活动：
（1）探究电冰箱里的物态变化。要求学生提出自己想研究的问题，设计方案，并进行探究，写出实验探究报告。
（2）制作简易“冰箱”。要求学生调查访问家长或社会人士，了解“土”法致冷保鲜的多种方法，并制作一台袖珍式简易“冰箱”，展示给大家。
（三）“物理在线”和“走向社会”指导
天气图：利用气象卫星捕获的信息，借助计算机和网络技术，可以生成满足各种用户要求的天气图。天气图是天气预报的重要依据，可限定在天气现象中涉及水的三态及三态变化的简单天气图知识，进行查询。
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第4节   物态变化与我们的世界

一、本节三维目标要求
1．知识与技能
         了解人类认识物态的历程。
         认识自然界和日常生活中多种不同状态的物质和物态变化。
         能用物态和物态变化知识解释身边发生的一些简单物理现象。
2．过程与方法
         尝试对环境问题（温室效应、热岛效应等）发表自己的见解。
3．情感、态度与价值观
         感悟物态变化在改变物质世界和促进人类文明中的巨大作用。
         树立可持继发展的意识。

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（一）“自我评价”参考答案
1.0℃，BC段
2.非晶体
（二）“家庭实验室”指导
吊冰游戏：盐的熔点高于冰的熔点。冰上撒些盐，因盐的温度高于0℃，致使局部冰面熔化，盐溶化在水中吸热，使绳子周围冰面上熔化的冰重新凝固，故而几秒钟后就能用绳子把冰吊起来。
类似的，可做“复凝”游戏：将一块冰置于桌面上，把两端悬挂重锤的细线横置于冰块上表面，则可见细线缓慢切过冰块落至桌面，而冰块仍是“坚冰”一块，依稀还可找到细线“切豆腐”的痕迹，但“豆腐”重新又连成一片。这是利用冰在压力下熔点提高的特性实现的。
晶体花园：水在蒸发过程中吸热，将加速食盐水的凝固，由于瓦片放置和色素沉着，碗中各处食盐结晶析出的形状殊异，因而生成漂亮的“晶体花园”。
（三）“物理在线”和“走向社会”指导
太空材料：组织学生下载网上信息或去图书馆查找资料，走访专家学者，集中讨论以下问题：（1）什么是太空材料？（2）太空材料成本昂贵，为什么要制选太空材料？（3）你希望太空实验工厂制造什么新的材料？说说你的设想。

第3节   汽化和液化

一、本节三维目标要求
1．知识与技能
         知道什么是汽化、液化。
         了解沸腾现象，知道水的沸点。
         知道蒸发可以致冷。会对蒸发和沸腾进行比较，找出它们的区别。
         知道汽化是吸热过程，液化是放热过程。
         会用汽化和液化的规律解释自然界或生活中的一些简单的物态变化现象。
2．过程与方法
         通过探究活动了解水沸腾时的温度特点。
         经历实验探究的基本过程，了解科学探究的基本环节。
3．情感、态度与价值观
         把生活现象和自然现象与物质的沸点联系起来，乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理。
         了解电冰箱的基本原理及生产“无氟冰箱”的意义，有环境保护的意识。

二、重点与难点
本节的重点是实验探究水沸腾的规律。
本节的难点是水沸腾的温度（沸点）与气压的关系。

三、教学过程
1.实验探究（水）沸腾的规律
（1）“水开了吗？”这是在每家庭几乎天天都会听到的一句问话。“开水不响，响水不开”也许是学生很小就学来的判断水是否“开”了的依据。基本学生拥有丰富的生活经验，但并未认真观察过水沸腾的全过程，并未探入思考过与水沸腾相伴随的气泡、声音、水量、温度等相关特征的变化规律的教学背景，教师宜按照教科书的提示，利用透明容器构造水沸腾过程的真实情境，激励学生：你看到了什么？你想到了什么？引发并确认实验探究问题。
学生探究的问题，应达成某种共识，例如，探究水沸腾与温度的关系，但也应鼓励附带探究其他问题，诸如沸腾前后的声音变化、气泡变化、沸腾时水量的变化等。这些附带探究的问题，对学生进一步深化认识沸腾现象和汽化现象、形成对多种现象联系与思考的意识，十分必要。
（2）迁移探究固体熔化规律的学习经验，在烧水过程中直接观察水的沸腾现象，从而探究发现沸腾的特征和规律，应成为课堂教学中的“转知成识”、“转识成智”的良好契机，同时成为教师引领学生设计实验和进行实验的指南。
教师还应提醒学生：在实验中，要分工合作，做好观察记录（包括水的温度随中热时间变化的记录、水发出的声音、水中的气泡随加热时间变化的相关记录），更要注意安全，避免烫伤。
（3）在学生得出水沸腾的温度和加热时间的关系曲线后，应及时组织分析论证和交流讨论：
•该图像与晶体熔化图像有什么相似之处？有什么不同之处（沸点概念得以生成）？
•沸腾前、沸腾时用酒精灯加热水的作用有什么不同？移开酒精灯，停止加热，水还沸腾吗？
•水的沸点是100℃吗？如果不是100℃，究竟是实验误差，还是另有原因？
•沸腾前后，水中气泡变化、声音变化有什么特征？沸腾中减少的水跑到哪去了？
•水沸腾需要什么条件？这个结论是否可推广到所有液体？为了检验你的判断，你认为是否有必要换用其他液体再做实验？
（4）由水沸腾时的实验数据和水沸腾曲线学生可以认识到水有确定的沸点。鉴于沸点与气压的关系在生产技术和日常生活上的重要应用（压力锅就是一个典型），引导学生探究水的沸点温度与气压的关系，十分必要。
•移开热源，停止对水加热，沸腾则停止。这是学生已经亲历的事实。要探究水沸腾的温度与气压的关系，需在改变气压（增大或减小气压）的前提下，使水重新沸腾，同时测量对应温度。
如何改变液面上方的气压，这是设计实验中的难点和关键。以往利用封闭的烧瓶或烧杯，采用冷水淋浴或用抽气机抽气减压的方法实现“复沸”，要么安全性差，要么设备复杂，而且推理解释复杂，因而不适于学生探究。改用封闭大试管、用注射器缓慢抽气减压的方法实现“复沸”，不仅效果明显、设备简单、便于解释，而且还可利用来进行增压（推进柱塞）“止沸”，为学生完善探究设计提供了可行的选择。的确，要证实水沸腾的温度与气压有关，不仅需要考察气压降低时水的沸点怎样变化，而且需要考察气压升高时水的沸点怎样变化。
（5）将汽化的两种方式——蒸发和沸腾对比分析显然是必要的。而且，蒸发在物态变化中，尤其在水的循环中的重要作用，要求我们在教学中赋予它应有的地位。
除了在表现特征上对两种汽化方式予以辨析外，还可利用分子动理论的分子运动模型给出初步解释。
影响蒸发快慢的诸种因素：液面面积，环境温度、湿度、气压，周围空气流动快慢等，都应纳入教学视界。或回顾小学《科学》，或组织学生讨论（餐厅卫生间装的热风干手器就是一个好例子），甚至组织相应实验探究，应视学生知识和经验基础决定。
本段教学设计应围绕蒸发和沸腾这两种汽化方式的相同点和不同点展开。“为了使洗过的衣服干得快些，可以采用哪些措施？”就是一个适当的导入话题。
2.气体的液化