天文 : 物理學教育 > 熱脹冷縮
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No. 1
  熱脹冷縮是物體的一種基本性質,物體在一般狀態下,受熱以後會膨脹,在受冷的狀態下會縮小。所有物體都具有這種性質。
  物體都有熱脹冷縮的現象,日常生活中我們可以利用這種現象解决一些睏難。
  1.創設情境、導入新課
  (1)展示一段壺水外溢的真實錄像片,引導學生進入一個真實的情境。
  (2)提問:在爐子上燒一滿壺水,水還沒有燒開,壺裏的水就直往外溢?
  (3)目的:通過一個壺水外溢的實例,引發學生對問題的思考,導入所要學習的新課。
  2.學生觀察實驗
  實驗1
  將玻璃管插在帶有膠塞裝滿水的燒瓶中,觀察玻璃管中的水在冷、熱水中的體積變化;
  動畫描述:動畫的主體是一個膠塞上插有玻璃管的裝滿紅顔色水的燒瓶,背景是分別盛有冷水、熱水的兩個容器皿。學生可以將燒瓶分別放在冷水、熱水器皿中,觀察玻璃管中水柱高度的變化(註意:移動容器時的規範動作,觀察時眼睛與刻度綫的關係)。
  實驗2
  用煤油代替水做如上實驗,觀察其體積變化;
  動畫描述:如實驗1,衹是將水換成煤油做如上實驗。
  實驗3
  觀察銅球受熱、受冷時的體積變化;
  動畫描述:動畫主體是一個用細綫吊起的一個銅球,動畫背景是一個鐵圈,一個酒精燈和一盆冷水。學生首先選用一個恰好能套過銅球的金屬圈來確定銅球的大小,然後將銅球放在酒精燈上加熱,再將其通過金屬圈,接着放在冷水中降溫,再通過金屬圈來確定銅球受冷受熱時體積的變化。
  實驗4
  用氣球套住瓶口,觀察瓶子受熱、受冷時氣球的體積變化。
  動畫描述:動畫主體是一個瓶口套有氣球的空氣瓶,動畫的背景是兩個分別成有冷水、熱水的器皿。學生將空氣瓶先放在熱水器皿中,觀察氣球的體積變化,然後放在冷水器皿中,觀察氣球的體積變化。
  3.匯報、交流觀察的結果,形成解釋
  (1)通過實驗1和實驗2,歸納出不僅水有熱脹冷縮的性質,而且所有液體都有熱脹冷縮的性質。
  (2)通過實驗3,得出空氣有熱脹冷縮的性質,推測出所有氣體有熱脹冷縮的性質。
  (3)通過實驗4,得出銅有熱脹冷縮的性質,推測出固體有熱脹冷縮的性質。
  4.自主歸納
  (1)提問:液體(水)有熱脹冷縮的性質,氣體(空氣)、固體(銅)也有這種性質,你能把這種性質用一句話說出來嗎?
  (2)歸納得出:一般物體都有熱脹冷縮的性質。
  5.應用遷移
  (1)教師提出思考問題:
  思考1 為什麽踩癟的乒乓球在熱水中一燙就恢復原狀?
  思考2鐵軌之間為什麽要留有縫隙?
  思考3 兩根電綫桿之間的電綫,為什麽鼕天綳得比較緊?
  思考4為什麽夏季自行車胎不能打太足的氣?
  (2)解析參考:
  這四個思考題都是從日常生活事例中引入認識物體熱脹冷縮的性質,符合兒童認知的特點,使學生將所學到的知識運用到實際生活中,加深了學習的印象。對於這四個問題的呈現,都用了視頻片段來展示,使問題清楚明晰地呈現在學生眼前。同時,教師也給出參考答案供學生思考,參考1和參考3的參考答案不僅從理論上解釋了原因,而且給出了實際數字,比如氣體在溫度升高1℃的時候,體積就要膨脹1/273,每百米的電綫,在溫度每增加1℃的情況下,大約會伸長1.5毫米等,不僅將具體數值呈現在學生眼前,而且增加了學生的擴展性知識和常識性知識。在思考2的參考答案中,列舉了1825年英國鋪設的第一條鐵路鋼軌的歷史史實,警戒學生不遵循自然規律的教訓,使學生增加了學習的趣味性。
No. 2
  熱脹冷縮是物體的一種基本性質,物體在一般狀態下,受熱以後會膨脹,在受冷的狀態下會縮小。所有物體都具有這種性質。
  (註:水在4℃以上會熱脹冷縮而在4℃以下會冷脹熱縮。而到冰,密度就衹有0.9。這意味着,冰將會浮在水面。銻、鉍、鎵和青銅等物質在某些溫度範圍內受熱時收縮,遇冷時會膨脹。)
  物體受熱時會膨脹,遇冷時會收縮。這是由於物體內的粒子(原子)運動會隨溫度改變,當溫度上升時,粒子的振動幅度加大,令物體膨脹;但當溫度下降時,粒子的振動幅度便會減少,使物體收縮。
  物體都有熱脹冷縮的現象,日常生活中我們可以利用這種現象解决一些睏難。
  學生觀察實驗
  實驗1
  觀察銅球受熱、受冷時的體積變化;
  動畫描述:動畫主體是一個用細綫吊起的一個銅球,動畫背景是一個鐵圈,一個酒精燈和一盆冷水。學生首先選用一個恰好能套過銅球的金屬圈來確定銅球的大小,然後將銅球放在酒精燈上加熱,再將其通過金屬圈,接着放在冷水中降溫,再通過金屬圈來確定銅球受冷受熱時體積的變化。
  實驗2
  用氣球套住瓶口,觀察瓶子受熱、受冷時氣球的體積變化。
  動畫描述:動畫主體是一個瓶口套有氣球的空氣瓶,動畫的背景是兩個分別成有冷水、熱水的器皿。學生將空氣瓶先放在熱水器皿中,觀察氣球的體積變化,然後放在冷水器皿中,觀察氣球的體積變化。
  3.匯報、交流觀察的結果,形成解釋
  (1)通過實驗1,得出銅有熱脹冷縮的性質,推測出固體有熱脹冷縮的性質。
  (2)通過實驗2,得出空氣有熱脹冷縮的性質,推測出所有氣體有熱脹冷縮的性質。
  4.自主歸納
  (1)提問:液體(水)有熱脹冷縮的性質,氣體(空氣)、固體(銅)也有這種性質,你能把這種性質用一句話說出來嗎?
  (2)歸納得出:一般物體都有熱脹冷縮的性質。
  5.應用遷移
  (1)教師提出思考問題:
  思考1 為什麽踩癟的乒乓球在熱水中一燙就恢復原狀?
  思考2鐵軌之間為什麽要留有縫隙?
  思考3 兩根電綫桿之間的電綫,為什麽鼕天綳得比較緊?
  思考4為什麽夏季自行車胎不能打太足的氣?
  (2)解析參考:
  這四個思考題都是從日常生活事例中引入認識物體熱脹冷縮的性質,符合兒童認知的特點,使學生將所學到的知識運用到實際生活中,加深了學習的印象。對於這四個問題的呈現,都用了視頻片段來展示,使問題清楚明晰地呈現在學生眼前。同時,教師也給出參考答案供學生思考,參考1和參考3的參考答案不僅從理論上解釋了原因,而且給出了實際數字,比如氣體在溫度升高1℃的時候,體積就要膨脹1/273,每百米的電綫,在溫度每增加1℃的情況下,大約會伸長1.5毫米等,不僅將具體數值呈現在學生眼前,而且增加了學生的擴展性知識和常識性知識。在思考2的參考答案中,列舉了1825年英國鋪設的第一條鐵路鋼軌的歷史史實,警戒學生不遵循自然規律的教訓,使學生增加了學習的趣味性。
  自然界的物質絶大多數遵循“熱脹冷縮”的規律,少有例外。一種例外是水。水在4℃時密度最大,4℃之下就是反常膨脹,是“熱縮冷脹”了。而到冰,密度就 衹有0.9。這意味着,冰將會浮在水面。
  另外還有銻等金屬
  熱縮冷脹的金屬——銻
  銻是一種銀灰色的金屬,它總共有四個“孩子”,人們見到次數最多是老大,名字叫“灰銻”。它還有三個小“弟弟”,依次是黃色的黃銻、黑色的黑銻和容易爆炸銻。
  不過,這三個小弟弟的化學“性格”都不穩定。黃銻比較喜歡低溫,溫度一超過零下80℃,它就不能活下去,於是變成了黑銻。而黑銻衹要一加熱就會變成人們常見的灰銻。至於爆炸銻,更是不得了,衹要你用一個硬東西碰一碰它,就會“火冒三丈”,同時放出大量的熱,很快變成灰銻。
  銻有一個反常的脾氣——熱縮冷脹。大傢知道,一般的物體都是熱脹冷縮,然而,液態的銻在冷卻凝固時,體積反而更大了。
  過去,人們利用銻的這個怪脾氣,製成了鉛字。在溶化了的鉛字合金中加入一些液態的銻,然而把混合起來的熔液倒入銅模裏冷卻凝固,固態的鉛字合金的體積就會增大一些,從而使每一個細小的筆劃都十分清晰地凸現出來。不僅如此,加入銻後,還能使鉛字合金更加堅硬、耐磨。
相關詞
補償器
包含詞
土工膜的熱脹冷縮性