2024-2025学年高中物理 第九章 固体、液体和物态变化 4 物态变化中的能量交换（2）教案 新人教版选修3-3

2024-2025学年高中物理第九章固体、液体和物态变化4物态变化中的能量交换（2）教案新人教版选修3-3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容2024-2025学年高中物理第九章固体、液体和物态变化4物态变化中的能量交换（2）教案新人教版选修3-3。

本节课我们将深入学习以下内容：

1.熔化与凝固过程中的能量交换；

2.蒸发与凝结过程中的能量交换；

3.熔化热、凝固热、蒸发潜热的概念及其计算；

4.物态变化在实际应用中的能量交换案例分析。二、核心素养目标1.培养学生运用物理学原理分析物态变化中能量交换的能力，强化物理观念；

2.培养学生通过实验探究物态变化过程中能量交换的规律，提高科学探究能力；

3.培养学生运用数学方法进行熔化热、凝固热、蒸发潜热的计算，增强科学思维能力；

4.培养学生关注物态变化在实际应用中的能量交换问题，提高科学态度与社会责任感。三、教学难点与重点1.教学重点

-物态变化过程中的能量交换原理，特别是熔化、凝固、蒸发和凝结过程中的能量吸收与释放；

-熔化热、凝固热、蒸发潜热的计算方法及其在实际问题中的应用；

-通过案例分析，理解物态变化在日常生活和工业中的应用。

举例：重点讲解熔化时固体吸收热量，温度不变；蒸发时液体吸收热量，温度降低等现象，强调能量交换的本质。

2.教学难点

-理解物态变化中能量交换的微观机制，如分子间作用力的变化；

-掌握物态变化热力学性质的定量计算，如潜热的求解；

-将理论知识与实际情境相结合，解决具体问题。

举例：难点在于让学生理解蒸发潜热计算的物理意义，以及如何应用这些知识解释生活中的现象，如水加热至沸腾时，为什么温度不再上升。教师需采用直观演示或图示辅助教学，帮助学生构建清晰的概念。四、教学方法与策略1.选择教学方法：

-采用讲授法，明确物态变化中能量交换的基本概念和原理；

-引入讨论法，鼓励学生探讨物态变化在现实生活中的应用实例；

-实施案例研究，分析具体物态变化过程中的能量交换问题。

2.设计教学活动：

-进行实验，让学生亲身体验熔化、凝固、蒸发等过程，观察能量交换现象；

-创设角色扮演活动，让学生模拟物态变化中的分子运动，加深理解；

-设计相关物理问题求解游戏，提高学生解决问题的兴趣和积极性。

3.确定教学媒体使用：

-利用多媒体课件展示物态变化的动态过程，帮助学生形象理解；

-使用实物和模型，让学生直观感受不同物态变化的特点；

-结合教材和互联网资源，提供丰富的案例和计算练习，强化知识掌握。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对物态变化中能量交换的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道物态变化中的能量交换是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于物态变化的图片或视频片段，如冰融化、水沸腾等，让学生初步感受物态变化的魅力和特点。

简短介绍物态变化的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.物态变化中能量交换基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解物态变化中能量交换的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解物态变化中能量交换的定义，包括熔化、凝固、蒸发和凝结等过程中的能量吸收与释放。

使用图表或示意图详细介绍熔化热、凝固热、蒸发潜热等概念，帮助学生理解。

通过实例或案例，如冰块融化成水、水加热至沸腾等，让学生更好地理解物态变化中能量交换的实际应用或作用。

3.物态变化中能量交换案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解物态变化中能量交换的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的物态变化中能量交换案例进行分析，如太阳能热水器、冰袋降温等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解物态变化中能量交换的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用物态变化中能量交换解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论物态变化中能量交换的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与物态变化中能量交换相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对物态变化中能量交换的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调物态变化中能量交换的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括物态变化中能量交换的基本概念、案例分析等。

强调物态变化中能量交换在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于物态变化中能量交换的短文或报告，以巩固学习效果。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-推荐阅读：物理学相关书籍，如《热力学与统计物理学》、《物理化学》等，以加深对物态变化中能量交换理论的理解；

-视频资料：收集有关物态变化中能量交换现象的科普视频，如熔化、凝固、蒸发和凝结过程实验演示等；

-实验指导：提供有关物态变化中能量交换的实验指导书，帮助学生进行课后实践；

-科普文章：搜集关于物态变化在实际应用中的案例文章，如太阳能热水器的原理、冰袋降温等。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读拓展书籍，了解物态变化中能量交换的物理学背景，提高理论素养；

-观看科普视频，形象地了解物态变化中能量交换的过程，增强直观感受；

-利用实验指导书，进行课后实验，亲身体验物态变化中能量交换的现象，巩固所学知识；

-阅读科普文章，了解物态变化在生活中的应用，激发学生将理论知识应用于实际问题的兴趣；

-建议学生关注生活中的物态变化现象，思考其中的能量交换问题，培养观察力和思考能力；

-鼓励学生参加科学竞赛、研究性学习等活动，深入研究物态变化中能量交换的相关问题，提高探究能力和创新能力。七、课后作业1.计算题：冰块质量为100g，在0℃时全部熔化为水，求熔化过程中吸收的热量。（已知冰的熔化热为334J/g）

答案：冰块熔化过程中吸收的热量为3.34×10^4J。

2.计算题：一定量的水在标准大气压下沸腾，蒸发过程中吸收了2.5×10^5J的热量，求蒸发的水的质量。（已知水的蒸发潜热为2260J/g）

答案：蒸发的水的质量为111.06g。

3.分析题：解释为什么在标准大气压下，水加热至沸腾时，温度不再上升？

答案：因为在沸腾过程中，水不断吸收热量用于蒸发，而不是提高温度。

4.应用题：太阳能热水器中的水在阳光照射下加热至沸腾，若水的质量为50kg，求在标准大气压下，水从20℃加热至沸腾所需吸收的热量。

答案：水从20℃加热至沸腾所需吸收的热量为1.68×10^7J。

5.综合题：在制作冰袋时，将水冷却至0℃后，将其密封在塑料袋中。若冰袋质量为200g，在常温下使用时，冰全部熔化为水。求此过程中冰袋吸收的热量。

答案：冰袋熔化过程中吸收的热量为6.68×10^4J。

补充说明：

1.计算题主要考察学生对物态变化中能量交换的定量计算能力，需要熟练掌握熔化热、凝固热、蒸发潜热的概念和计算方法。

2.分析题要求学生运用所学知识解释生活中的现象，提高学生的理论联系实际能力。

3.应用题侧重于让学生了解物态变化在实际应用中的能量交换问题，培养学生的应用能力。

4.综合题旨在考察学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，同时巩固物态变化中能量交换的相关知识。

注意：以上题目均需学生根据所学知识进行解答，教师在批改作业时，应关注学生的解题思路和计算过程，及时给予指导和反馈。八、课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.物态变化中的能量交换：熔化、凝固、蒸发和凝结过程中能量的吸收与释放；

2.熔化热、凝固热、蒸发潜热的计算方法及其在实际问题中的应用；

3.物态变化在实际应用中的案例分析，理解其能量交换原理。

当堂检测：

一、填空题：

1.物质从固态变为液态的过程称为______，此过程需要吸收热量。

2.物质从液态变为气态的过程称为______，此过程需要吸收热量。

3.水在标准大气压下的沸点为______℃。

二、计算题：

1.有一块质量为200g的冰块，在0℃时全部熔化为水，求熔化过程中吸收的热量。（已知冰的熔化热为334J/g）

2.一定量的水在标准大气压下蒸发，吸收了1.5×10^5J的热量，求蒸发的水的质量。（已知水的蒸发潜热为2260J/g）

三、分析题：

1.解释为什么水加热至沸腾时，温度不再上升？

2.分析太阳能热水器中水加热至沸腾的过程中，能量是如何交换的？

四、应用题：

1.某太阳能热水器装有100kg的水，在阳光照射下，水从20℃加热至沸腾。求此过程中水吸收的热量。

2.一冰袋质量为300g，在常温下使用时，冰全部熔化为水。求此过程中冰袋吸收的热量。

当堂检测答案：

一、填空题：

1.熔化

2.蒸发

3.100

二、计算题：

1.熔化过程中吸收的热量为6.68×10^4J。

2.蒸发的水的质量为66.37g。

三、分析题：

1.水加热至沸腾时，温度不再上升，因为水不断吸收热量用于蒸发，而不是提高温度。

2.太阳能热水器中，水吸收太阳光热量，温度升高，当达到沸点时，继续吸收热量使水蒸发。

四、应用题：

1.水吸收的热量为3.36×10^7J。

2.冰袋吸收的热量为9.02×10^4J。板书设计1.物态变化中的能量交换

-熔化：固体→液体，吸收热量

-凝固：液体→固体，释放热量

-蒸发：液体→气体，吸收热量

-凝结：气体→液体，释放热量

2.热力学性质

-熔化热：单位质量物质熔化时吸收的热量

-凝固热：单位质量物质凝固时释放的热量

-蒸发潜热：单位质量物质蒸发时吸收的热量

3.能量交换案例分析

-太阳能热水器：水吸收太阳光热量，温度升高，蒸发

-冰袋降温：冰熔化吸收周围热量，降低温度

-水加热至沸腾：水吸收热量蒸发，温度不变反思改进措施（一）教学特色创新

1.采用案例教学法，通过具体案例分析物态变化中能量交换的原理，提高学生的实际应用能力。

2.设计课堂讨论环节，鼓励学生探讨物态变化在现实生活中的应用，激发学生的学习兴趣和主动性。

（二）存在主要问题

1.学生对物态变化中能量交换的微观机制理解不够深入，需要加强相关知识的讲解和实验演示。

2.学生