第4节 光的折射
教学目标
知识与能力： 1.了解光的折射的现象.
2.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律. 3.了解光在发生折射时，光路的可逆性. 教学重点：知道光的折射规律。 教学难点：解释简单的折射现象。 教学用具
激光光源、光的折射演示装置、水槽、碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水。
教学用具
玻璃砖、激光笔、水槽、水、圆表盘、碗两只、硬币、实物投影仪、多媒体计
算机。 教学过程 一、情景导入
播放“空盆现硬币”视频(放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见)，引导学生思考：
思考问题：我们如何看到物体？光的传播路线是否改变？
演示：取一根筷子，让学生看是直的。将筷子斜放入水中，再让学生观察筷子有什么变化。
问题：筷子为何折断了？
提出：光从空气斜射入水(两种介质)，光的传播路径改变，引出折射的概念。 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。 二、新课教学 探究点一 光的折射
问题引入：问题一：展示视频“海市蜃楼”，它们是怎样形成的？ 问题二：放大镜为什么能起放大作用？
问题三：前面学了平面镜成像的例子，如水中倒影，是由于光从空气射向水面，又反射回到空气中，进入人眼形成的像。但水中倒影比物体本身更暗淡，为什么呢？
1．教师演示下图(可往水中加点墨水或牛奶，增强可视性)，要求学生填空。 出示小黑板内容(亦可以课件呈现)。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
现象：①光的传播方向在水面发生突变。 ②同时出现反射现象和折射现象。
③入射光线分解为反射光线和折射光线(进入人眼的是反射光线，弱于入射光线，故看起来偏暗)。
2．相关名称
①一点：点O为入射点(又为反射点、折射点)。 ②
二辅助线：法线NN′
相互垂直
分界面水面MM′
AO叫入射光线
③三光线OB叫 光线
OC叫 光线
入射角为 与法线NN′的夹角二角关系为：相等反射角为 与法线NN′的夹角
④三角
折射角为 与法线NN′的夹角
探究点二 光的折射规律 以下方案任选一个：
方案一：用玻璃砖探究光的折射特点。
(1)器材：激光光源、玻璃砖、量角器、直尺。 (2)要求学生带着下列问题去观察：
①光的传播方向改变吗(若不改变，光路应为什么方向)? ②与入射光线相比，折射光线是偏离还是靠近法线？ ③使入射角增大，则折射角如何变化？入射角减小呢？
④发散、深化提问：上面讲的是光从空气进入玻璃中，是斜射。若直射(垂直入射)呢？
即时练习画光路图：
由教师引导学生仿照光的反射定律，总结出光的折射定律。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
(1)三线关系：折射光线与入射光线、法线在同一平面内(三线共面)；折射光线和入射光线分居法线的两侧(法线居中)。
(2)两角关系：光从空气斜射入玻璃或其他介质时，折射光线靠近法线折射，折射角小于入射角。
(3)因果关系：当入射角增大时，折射角也增大，当入射角减小时，折射角也减小。当光从空气垂直射入水中或其他介质时，传播方向不变。(折射角随入射角同方向变化。)
通过体验由折射引起的错觉，认识光路的可逆性在折射现象中的存在。 出示装有一条小鱼的大烧杯，让学生进行观察与操作。 从侧面和上面观察鱼，对比鱼的大小的不同。 结论：从侧面看，鱼更大(原因以后再讲)。 让学生用铅笔模仿猫去“刺”鱼。
结论：鱼看起来的位置比实际位置更浅，是虚像(可讨论问题：“眼见”一定“为实”吗)。
提出问题：为什么会出现上述现象？ 讨论交流：折射现象中光路的可逆性。 讨论导引：
导引一：人透过空气看树木，是树木反射的光从树木沿直线进入人眼。
导引二：人通过水面看岸边树木，光从树木到水面发生反射，进入人眼。但人还是习惯地以为光是从水中树木的倒影处沿直线进入人眼的。
即：我们总是依照光射来的直线方向去判断光源的位置。
眼看鱼，光从鱼处反射进入人眼，即光从水到空气中发生折射(与实验探究的光从空气进入水中的折射的情况相反)。
出示小黑板：对比
光路方向 光路图新*课*标*第*一*网 空气→水 二者相反光路可逆 水→空气 应用：用光路的可逆性解释为什么水中的筷子会变弯。
在空气中A看水中物B，好像在B′，变浅了；在水中B看岸上物A，好像在A′处，变高了。
探究点三、生活中的折射现象
利用多媒体，作图解释“叉鱼”的折射原理。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
1．解释池水“变浅”，告诫学生千万不要贸然下水；
2．利用所学知识解释课前提出的“空盆现硬币”问题；
3．简单提出生活中另外一些折射现象，如彩虹、海市蜃楼等。
扩展：海市蜃楼——在海面、沙漠上方不均匀的空气中，由于光的折射所形成的虚幻景像呈现在高空(古人误以为是蜃、大蛤蚧吐气而成，故又叫蜃景)。其形成原理可参考从水中看岸上物体的光路图。 三、板书设计 第4节 光的折射 一、光的折射现象：
光从空气斜射入水(玻璃)时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射现象。 二、光折射的规律：
①光从空气中斜射入水(玻璃)时，折射光线偏向法线(折射角小于入射角)。 光从水(玻璃)中斜射入空气时，折射光线偏离法线(折射角大于入射角)。 ②折射角随入射角的增大而增大。 ③光垂直入射时光的传播方向不变。 ④光的折射现象中，光路是可逆的。 三、生活中的折射现象 池底变浅，海市蜃楼 四、教学反思
本课难在“探究”，因为学生初学物理，他们的物理思维还没有形成，更不用说实验探究能力的具备了，所以本课的探究不能放的太宽泛了，在探究前每个环节都需要精细的思考，考虑学生可能出现哪些问题，然后考虑如何正确的引导。因为有“光的反射”一课做铺垫，所以本课学生动手操作降低了一定的难度。在探究三线共面的时候，由于学生的实际操作水平和表达能力有差异，可以考虑师生共同完成。不要花太多的时间，为在后面用光的折射规律解释生活中的折射现象和课堂练习挤出时间。
第2节 熔化和凝固
教学目标
知识与能力：
1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。 2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。 3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。 4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
教学重点：通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力，实验能力和分析概括能力.
教学难点：指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
规律，并用图象表示出来. 教学用具
酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪
教学过程
一、导入新课
多媒体展示生活中的各种物态变化的事例：铁矿石在高温炉中熔化为铁水，从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板；低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮；不同季节、气候下的水的状态变化。
学生思考交流：还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗？ 引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。
联系生活：把水放入冰箱的冷冻室里，水就会变成冰；把冰加入饮料中，冰从饮料中吸收热量就变成了水。点燃的生日蜡烛的火焰旁边，固态的蜡不断地变成液态的蜡，一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态，再把液态的沥青浇在路面上，很快又变成固态。
引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。 二、新课教学
探究点一 物态变化
活动体验：
(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水。
这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化？ 归纳总结：
1．物质通常有三种状态，即固态、液态和气态。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。 2．物质各种状态之间的变化叫物态变化。 探究点二 熔化和凝固
1．概念归纳
(1)熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如：冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。
(2)凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如：水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。
例子：说出下列物态变化名称 (1)冰棒化成水：熔化
(2)钢水浇铸成火车轮：凝固
(3)把废塑料回收再制成塑料产品：先熔化再凝固
出示固体海波和蜡，提出问题：它们怎样才会变成液态？在熔化过程中，它们的温度有什么变化？
学生思考：熔化和凝固是在什么条件下发生的？熔化和凝固的过程有什么特点？不同物质熔化和凝固的规律一样吗？
2．探究固体熔化时温度的变化规律
提出问题：物质熔化时需要什么条件呢？不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？
猜想假设：熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。
制定计划与设计实验
实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等
介绍实验装置，如图所示，强调酒精灯和温度计的用法 进行实验：
(1)四个同学为一组，选出一名同学作为组长，负责本组探究性学习，教师课前要对组长进行指导，交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项，确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组，分别探究两种不同固体的熔化。
(2)组装实验装置：把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置，另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。
(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40 ℃开始计时，每隔0.5分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点；
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从50 ℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。
实验要求：要求学生做好观察记录
观察：(1)对海波及石蜡加热时，温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。
记录：实验中的数据。
表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 时间/s 温度/℃ 状态 时间/s 温度/℃ 状态 7 52 8 55 0.5 41 1 43 1.5 44 固态 9 58 固态 10 61 11 2 45 2.5 46 3 47 3.5 47 4 47 4.5 5 5.5 6 6.5 47.5 48 51.5 53.5 55.5 液态 14 15 69 16 72 17 74[ 液态 18 83 固液共存 12 13 65 表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表 62w 6 3 66.5 粘稠状态 学生交流思考：海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗？ 分析论证：各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。
小组评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？
交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？
设计意图：固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。 探究点三 熔点和凝固点
对比研究：分析两种不同固体的熔化曲线。
海波的熔化图象 石蜡的熔化图象
学生讨论交流，思考：
(1)两种物质的熔化过程中，温度的变化有什么特点？
(2)每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态？温度怎样变化？吸热、放热情况如何？
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
归纳交流：从实验现象及描绘出的图象容易看出，
(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48 ℃，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。
(2)随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体。 得出结论：
(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体；如各种金属、冰、海波等。 另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体；如松香、沥青、玻璃等。
(2)晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。 (3)晶体凝固时也有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
学生讨论交流：物质凝固过程中的变化规律
(1)晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点； (2)凝固过程中处于固液共存状态；
(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固； (4)凝固过程放热。
学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线，并分别比较与图3.24图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点：同种物质的熔点和凝固点相同。
知识扩展：让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃，钨的熔点最高。
物质 金刚石 钨 纯铁 各种钢 各种铸铁 熔点/℃ 3 350 3 410 1 535 1 300～1 400 1 200左右 物质 金 银 铝 铅 锡 熔点/℃ 1 064 962 660 327 232 物质 冰 固态水银 固态酒精 固体氮 固体氢 熔点/℃ 0 －39 －117 －210 －259 智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
铜 1 083 海波 47 固体氦 －272 探究点四 熔化吸热、凝固放热 归纳总结：晶体和非晶体的熔化特点比较 (1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
(2)晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。
(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。
逆向思维：从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；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。
联系生活：北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。
前沿科技：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。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。
学以致用：请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。 三、板书设计
第2节 熔化和凝固
1．固态
液态(熔化和凝固是互逆过程)
晶体熔化时温度不变(有熔点)晶体熔化过程和凝固过程都是固液共存状态
同种晶体的熔点和凝固点相同2．固体
没有熔点非晶体熔化和凝固都没有固液共存状态
(1)温度要达到熔点。
同时具备
(2)能继续吸热。(1)温度要达到凝固点。
同时具备 4.晶体凝固条件
(2)能继续放热。
3．晶体熔化条件
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
四、教学反思
熔化和凝固是热学中比较重要的课，要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的，熔化、凝固是两个能相互转化的过程，晶体和非晶体性质间的不同，还要学会作熔化曲线和凝固曲线。 学生在做探究实验时有一定的困难，教师应加大对实验整个过程的引导，可与学生共同完成实验在课前就做过了实验操作过程，本节课只要求学生能够能够通过观察到的实验现象总结规律，这样就可为下面讨论节省大量时间。 教学时应特别重视对图象的分析，帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出一幅曲线图，然后让学生对海波曲线图分析，学生很容易会发现海波有一个平稳阶段，然后开始学习海波的熔化。
1 2 3 4 5 2 3 4 5 1 智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
2 3 4 智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
智者创造机会，强者把握机会，弱者坐等机会。
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