第一节固体

作者：未知来源：中央电教馆时间：2006/4/5 10:03:01阅读：nyq

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教学设计方案

一、课堂引入：

　　1、教师讲解：通过上一章的学习，我们知道：分子在不停的做无规则的运动，分子之间的的相互作用力使得分子聚集在一起，而分子的无规则运动又使它们分散开来，我们看到自然界中物质的三种状态：液态、气态和固态，便是由于分子的这两种作用而产生的三种不同的聚集状态。物理学上将固态和液态称为凝聚态。

　　为了更好的研究微观分子的排布对物质宏观性质的影响，我们分别研究物质的固态、液态和气态——固体、液体和气体；首先，我们来研究固体。

2、教师板书：（将章节的标题写上）

二、新课讲解

　　1、固体材料的发展

　　教师出示图片：

　　生活用器、生产工具的演变——固态材料的发展；（图片的展示顺序：远古石器——商代的青铜器——春秋时期的铁制刀剑——到今天的人造固体材料：合金；低温超导材料；生产火箭、人造卫星的特殊材料；高强度、低密度、耐高温的钛合金等等）

　　教师讲解：人类在远古时期就开始利用石器作为生产工具与生活用品，随着生产力的发展，生产工具的不断革新，人们对固体材料的要求也在不断地提高，从对金属固体材料的提炼到今天可以运用科学技术制造出多种人造材料。各种材料的性质也是千差万别的，所有的这些固体材料性质的不同，都是与它们的分子组成和分子排列有关的。

　　2、固体的分类

　　实验1：请同学们观察下面的几种固体颗粒：硫酸铜、食盐、松香、橡胶和明矾；

　　问题：同一种固体的颗粒形状是一样的么？

　　教师可以通过大屏幕显示各个固体颗粒的图片；或者让学生进行分组实验，得出实验结论。

　　学生观察到具有规则的几何形状，没有规则的几何形状。

　　（硫酸铜、食盐、明矾具有规则的几何形状，而松香、橡胶没有规则的几何形状）

　　教师讲解：自然界中的固态物质可以分为两种：晶体和非晶体。

　　晶体：由分子、原子或离子按一定的规律重复排列而成的固体叫做晶体，晶体的外形具有规则的几何形状（教师出示食盐 NaCl晶体的结构示意图），如食盐晶体呈立方体，石英的晶体中间是六棱柱，两端是六棱锥（教师出示石英晶体的图片），雪花是冰的晶体，各种雪花的形状都是六角形的（教师出示书中的图片）。像玻璃、松香、沥青等没有规则的几何形状的固体叫做非晶体（出示各类图片）。

　　板书：晶体、非晶体（给出晶体和非晶体的定义）

　　3、晶体和非晶体的物理性质的不同

　　晶体和非晶体的这种宏观形状的不同是由分子的排列不同决定的，进而使得它们的物理性质上也是不同的。

　　问题：那么，晶体和非晶体的物理性质有什么不同呢？

　　实验2：在云母薄片和玻璃片上面均匀地涂一层很薄的石蜡。将烧热的钢珠分别接触云母片和玻璃片的反面，观察石蜡熔化形成的图形。

　　学生观察发现：云母片上石蜡熔化形成的图形是，玻璃片上石蜡熔化形成的图形是。

　　（云母片上石蜡熔化形成的图形是椭圆形的，玻璃片上石蜡熔化形成的图形是圆形的。）

　　问题：讨论实验现象说明了什么？

　　教师总结：通过实验现象我们可知云母在各个方向上的导热性能不相同，玻璃在各个方向上的导热性能相同。

　　实验3：将方铅矿石晶体，灵敏电流计，干电池，电键连接成简单的串联电路（如图），先让矿石 A端和电池正极相连接。然后把矿石掉个头，B端跟电池正极相连接。观察两次通电时电流计的读数。

　　学生观察发现：方铅矿石各个方向的导电性能________（相同、不相同）。

　　（方铅矿石各个方向的导电性能不相同）

教师总结：方铅矿石各个方向的导电性能不相同、方解石在光的折射上表现出明显的各向异性表明，晶体在不同方向上导热性能、导电性能等物理性质不相同，这种特性叫做各向异性，而非晶体在各个方向上的各种物理性质都是相同的。

　　教师讲解：我们在初中学习物理时已经知道，晶体都有固定的熔点，而非晶体没有熔点。

　　板书：晶体都有固定的熔点，而非晶体没有熔点

　　4、单晶体和多晶体

　　教师讲解：晶体有单晶体和多晶体两种。整个物体就是一个晶体叫做单晶体，如果整个物体由大量不规则排列的小晶体组成，叫做多晶体。

　　多晶体：不具有规则的几何形状，各种金属材料都是多晶体。由于小晶体的排列是杂乱的，所以金属整体表现为各向同性。

教师出示图片：

　　（1）、单晶体的硅与锗——半导体工业的重要原材料；

　　（2）、我国在60年代用单晶体红宝石制成了第一台激光器

　　有的物质可以是晶体，也可以是非晶体。例如石英水晶是晶体，而石英玻璃却是非晶体。另外有的晶体与非晶体在一定的条件下可以互相转化。

三、典型例题讲解

　　（参考典型例题）

四、学生阅读课文

五、教师小结；完成课后习题

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教学设计示例

一、课堂引入

　　分子在不停的做无规则的运动，分子之间的的相互作用力使得分子聚集在一起，而分子的无规则运动又使它们分散开来，我们看到自然界中物质的三种状态：液态、气态和固态，便是由于分子的这两种作用而产生的三种不同的聚集状态。为了更好的研究微观分子的排布对物质宏观性质的影响，我们分别研究物质的固态、液态和气态——固体、液体和气体；前面，我们已经研究了固体，今天，我们来研究液体。

板书：第三节液体

二、新课讲解

1、对比液态、气态、固态研究液体的性质

问题：对比气体、固体，讨论液体与这两种物态的宏观性质具有哪些相似的特性？

教师给一提示：宏观性质有形状、颜色、硬度、延展性等等。

教师总结：

　　（1）、液体和气体没有一定的形状，是流动的。

　　（2）、液体和固体具有一定的体积；而气体的体积可以变化千万倍；

　　（3）、液体和固体都很难被压缩；而气体可以很容易的被压缩；

教师讲解：通过上面的研究，我们发现，液体的性质介于气体和固体之间，它与固体一样具有一定的体积，不易压缩，同时，又像气体一样没有固定的形状，具有流动性。这些性质是由它的微观结构决定的。下面，我们来对比一下分子的这三种聚集形式。

2、液体的微观结构

（教师在讲解时，可以通过视频演示来表现分子的三种聚集形式；可以参考媒体资料）

　　如果我们假设，固态时物质体积为1，液化后的体积大约为10，汽化后的体积则为。

板书：固态（体积1）→液态（体积大约10）→气态（体积）

　　通过上面的对比，我们可以看出，液体分子的排布更接近固态，在宏观性质上表现出类似于固态的不可压缩性和体积不变性。

　　跟固体一样，液体分子间的排列也很紧密，分子间的作用力也比较强，在这种分子力的作用下，液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是不稳定的：边界、大小随时改变，液体就是由这种不稳定的小区域构成，而这些小区域又杂乱无章的排布着，使得液体表现出各向同性。非晶体的微观结构跟液体非常类似，可以看作是粘滞性极大的液体，所以严格说来，只有晶体才能叫做真正的固体。

教师出示表格对比：

	固体	液体	气体
体积对比	1	10
单个分子表现	在固定的平衡位置附近做微小的振动	在非固定的平衡位置附近做振动	没有平衡位置
局部（小区域）表现	分子规则的排列	形成暂时的分子规则排布	无规则
宏观性质	各向异性	各向同性	各向同性

教师讲解：由于液体分子排布这种特点，使得液体具有一些特有的物理性质。

3、液体的表面张力

教师出示媒体课件（表面张力的系列图片展示）

　　自然界的水、流动的水银，炽热的铁水等等都是物质的液态形式。在观察这些液态景观时，我们会注意到：荷叶上的小水滴和草上的露珠会呈球形，一滴汞能成为球形在玻璃板上滚动，这些现象的产生是什么原因呢？

　　这些现象都与液体表面的性质有关。跟气体接触的液面薄层叫做表面层。下面我们通过实验来研究液体表面层的性质。

　　实验1：将一个拴有松弛棉线的铁丝环浸入肥皂水中再拿出来，使环上布满肥皂液膜，用烧热的针刺破棉线一侧的肥皂液膜。观察另一侧肥皂液膜的变化情况和棉线的形状。

学生观察并得出结论：环内棉线另一侧的肥皂液膜收缩，棉线变成张紧的弧形。

教师展示课件：表面张力实验的演示以及原理说明

实验表明，液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。

教师分析：

　　表面层里的分子要比液体内部稀疏一些（出示图片或者视频），在液体内部，分子间既存在引力，又存在斥力，引力和斥力的数量级相同，在通常的情况下可以认为它们之间的大小是相等的，而在表面层内，由于分子间距比较大，分子之间的作用力表现为引力，（如图所示）我们可以假想一个分界线，将液体表面分割成A、B两部分，由于表面分子之间的引力作用，A部分对B部分具有引力作用，使得向A部分收缩，同样，B部分对A部分具有引力作用，使得向B部分收缩，我们将液面各部分之间的相互吸引的力称作为表面张力，在表面张力的作用下液体表面形成一个“弹性薄膜”。