范文一:e.如果让熔化了的海波冷却,记下液态海波在冷却凝固过程中的温度随
番禺区洛溪新城中学2014-2015学年第一学期八年级物理研学案 编号:201401 026
第五章 透镜及其应用
班级:
第4节 《眼睛和眼镜》
姓名: 课型:新授课 主讲人:刘喜珊
授课时间:2014年12月 日 学号: 【研学目标】
1、了解眼睛的构造,知道眼睛是怎样看见物体的。
2、了解眼镜是怎样矫正视力的。
重点 :眼睛成像原理和调节作用、近视眼和远视眼的矫正
难点 :眼睛的调节作用、近视眼和远视眼的矫正
【研学过程】
研学问题一:眼睛
(请同学们阅读课本第100到101页,回答下面问题)
1.眼睛的结构
小结:眼睛好像一架_______________,晶状体和角膜相当于一个 ,外界的物体经过其折射后成_______立、_______、_______像。眼睛结构中的 相当于光屏,物体只有落在__________上,人才能够清晰地看到这个物体。 2.看远处、近处 眼睛的调节
看 处的物体时 看 处的物体时
睫状体
(选填“紧张”或“放松”)
晶状体
(选填“变厚”或“变薄”)
3. ?正常眼睛的近点是 cm。?正常眼睛的明视距离为 cm。
1
番禺区洛溪新城中学2014-2015学年第一学期八年级物理研学案 编号:201401 026
?研学问题二:近视眼及其矫正
实验1:
总结1. 产生近视的原因是晶状体变_________,折光能力_________,或者眼球在前后方向上_________,因此来自远处某点的光会聚在视网膜_________,在视网膜上形成一个模糊的光斑。可用 镜矫正近视眼。
交流:如何预防近视,
?研学问题三:远视眼及其矫正
实验2:
总结2. 产生远视的原因是晶状体变_________,折光能力_________,或者眼球在前后方向上_________,因此来自近处某点的光会聚在视网膜_________,在视网膜上形成一个模糊的光斑。可用 镜矫正远视眼。
2
番禺区洛溪新城中学2014-2015学年第一学期八年级物理研学案 编号:201401 026 ?近视眼和远视眼的比较
近视眼 远视眼
(只能看清 处) (只能看清 处)
晶状体 较 较 成像位置 成像落在视网膜之 成像落在视网膜之 矫正 透镜 透镜
交流和讨论:刚才实验中,为什么有的小组在矫正眼睛时,光线成像不能准确落在视网膜上,如何解决,
研学问题四:眼镜的度数
1.透镜的焦距越小,折光本领越 ,度数就越 。 2.凸透镜(近视镜片)的度数是 数,凹透镜(远视镜片)的度数是 数。
【研后巩固】
1. 下面是关于眼的示意图,请据图回答:
(分别填上近视眼、远视眼、正常眼)
2. 矫正近视眼用______________,矫正远视眼用______________。 3.完成《同步》和课本课后部分习题。
3
范文二:关于影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素探究(广州市蓝天中学)
关于影响海波在熔化过程中能否获取
较稳定熔化温度的相关因素探究
学校:广州市蓝天中学
课题成员:黄婷、彭烯、黄熙雯、邱诗琪
指导老师:曹巧璐
关于影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度
的相关因素探究
第一部分:有关情况说明
一、课题名称:《关于影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因
素探究》
二、课题组成员:广州市蓝天中学 黄婷、彭烯、黄熙雯、邱诗琪
三、指导老师:曹巧璐
四、课题的来源与确定
探究影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素的这个实验来源于之前同学们做的海波熔化实验,组员们发现4个小组(占40%)的实验数据中,不能准确反映出海波在熔化过程中吸热但温度不变的特点。海波是一种晶体,熔化过程应该是具有“吸热,但温度不变”的特点,是什么因素导致了实验数据的差异?
我们发现了几个实验过程与课本(实验手册)不同的细节:
1、物理实验手册要求用的是20g 的海波,而老师却给我们提供了30g 的海波。
2、实验过程中,我们是自己在烧杯中先装冷水,老师再倒入热水,温度可能会出现差异。
3、物理实验手册要求用的是粉状的海波,而分组实验时提供细颗粒状的海波。
4、实验过程有些同学由于不熟悉,没有搅拌试管的海波。
于是我们小组决定对“影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素”进行探究。
五、课题的目标
1、课题的目标:
(1)寻找出能让海波熔化过程能较长时间保持在稳定温度的实验条件。
(2)学会基本的研究方法、论文写作技巧。
六、实验方法:控制变量法、实验法、分析法、归纳法。
七、实验设计思路
在展开研究之前,我们小组成员和老师先就这个课题展开讨论,首先明确研究的内容,制订研究的计划。老师根据我们的研究内容,向我们介绍了“控制变量法”这种研究的方法。我们利用控制变量法的方法设计整个实验过程。
1、探究影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素,首要考虑的是在实验过程中海波能否均匀受热,所以先探究的是“实验过程中是否搅拌海波”、“实验中海波颗粒的大小”。
2、影响海波在溶化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素还可能和水浴时水温的高低有关。海波的熔点是48℃,水温在什么范围更能获取较多的稳定数据呢?
3、影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素还可能和实验过程中海波的质量有关,有可能海波的质量越大,持续的时间越长。
第二部分 实验探究过程及结论
一、实验器材
铁架台、固定夹、石棉网、烧杯、试管(内径3.125cm )、温度计、搅拌器、海波(粗颗粒、细颗粒、粉状)、天平、机械停钟、酒精灯。
实验装置如图1所示。
图1:实验装置图
二、实验的计划
第一步:探究实验过程中有无搅拌试管中的海波对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响。
第二步:探究实验过程中海波颗粒大小对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响。
第三步:探究实验过程中水浴时开始时水温高低对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响。
第四步:探究实验过程中海波质量多少对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响。
第五步:组员们开始对实验的数据进行分析讨论,归纳实验中有无搅拌试管中的海波、海波颗粒大小、水浴时开始时水温高低、海波质量多少这些条件对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响。什么条件会更适合作为实验的条件,什么条件对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长有更大的帮助。对这个实验进行归纳总结,得出结论。
三、实验过程及分析
1、实验的探究顺序:
(1)在实验过程中有无搅拌对实验的影响。
(2)实验选取海波颗粒的大小对实验的影响。
(3)烧杯中不同水温对实验的影响。
(4)不同海波质量对实验的影响。
2、数据的记录和处理:
在实验过程中,采集的数据有海波的温度、水温、时间、海波的质量。先用列表的形式进行记录,把海波的温度随时间变化的图像通过Excel 画出后进行分析,图像是从海波的温度达到35℃开始绘制。每个实验采集到的数据均用于每一个探究因素的影响分析。
3、在实验过程中有无搅拌对海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响的探究。
实验一:粉状海波,30g ,水温30℃,无搅拌。实验图像如图2a 所示。
实验二:粉状海波,30g ,水温30℃,有搅拌。实验图像如图2b 所示。
图2a 图
2b
实验三:细颗粒状海波,30g ,水温60℃,无搅拌。实验图像如图3a 所示。
实验四:细颗粒状海波,30g ,水温60℃,有搅拌。实验图像如图3b 所示。
图
3a 图
3b
根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像,通过对比可以看出,在实验过程中充分的搅拌,能使海波熔化过程获得较稳定的熔化温度。这是由于在实验中,充分搅拌的会使试管中的海波均匀受热,而在无搅拌的实验图像中的海波熔化过程没有明显的温度不变的过程。
根据这一部分的实验结果,经过讨论,初步的结论是搅拌能使海波在熔化过程更能保持在稳定的温度。下面所做的实验都进行了搅拌。
4、海波颗粒的大小对它在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响的探究。 这部分的实验,准备了三种不同颗粒大小的海波:粉状海波、细颗粒状海波、粗颗粒状海波。它们的外观分别如图4a 、图4b 、图4c 所示。
图
4a 图
4b 图4c
实验五:粉状海波,40g ,水温40℃,实验图像如图5a 所示。
实验六:细颗粒状海波,40 g,水温40℃,实验图像如图5b 所示。
实验七:粗颗粒状海波,40g ,水温40℃,实验图像如图5c 所示。
图
5a 图5b 图
5c
实验二:粉状海波,30g ,水温30℃,实验图像如图6a 所示。
实验八:细颗粒状海波,30 g,水温30℃,实验图像如图6b 所示。
实验九:粗颗粒状海波,30g ,水温30℃,实验图像如图6c 所示。
图
6a 图
6b 图
6c
根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像,通过两组实验的对比可以看出,海波的颗粒越小,在熔化过程保持稳定温度的时间越长。两组的实验对比还可以看出,细颗粒海波、粉状海波只要进行充分搅拌,实验结果基本一致。为了比较出细颗粒海波和粉状海波哪种在实验过程中保持稳定温度的时间更长,我们接着做了第三组对比实验。
实验十:粉状海波,40 g,水温30℃,实验图像如图7a 所示。
实验十一:细颗粒状海波,40g ,水温30℃,实验图像如图7b 所示。
图7a
图
7b
通过第三组对比实验发现,虽然粉状海波和细颗粒海波都能在熔化过程中维持在熔点较长时间,但是粉状海波的时间更长。
5、实验时水浴用的水温对海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响的探究。
这部分的实验,从高水温开始,首先完成在84℃水温开始的海波熔化实验。 实验十二:粉状海波,30g ,实验开始时水温84℃,实验图像如图8所示。
图
8
从实验过程中观察到的现象是装有海波试管放入水中后,马上出现液体,海波开始熔化,而从图像观察到海波熔化过程没有明显的温度不变的过程。我们得出的初步结论是水温太高,海波吸热太快,熔化过程持续的时间太短了。后面的实验,设计的水温是30℃、40℃、50℃、60℃这四个不同的温度。
实验十三:细颗粒状海波,30g ,水温30℃,实验图像如图9a 所示。
实验十四:细颗粒状海波,30g ,水温40℃,实验图像如图9b 所示。
实验十五:细颗粒状海波,30g ,水温50℃,实验图像如图9c 所示。
实验四:细颗粒状海波,30g ,水温60℃,实验图像如图9d 所示。
图
9a 图9b
根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像,通过实验的对比可以看出,实验时水浴用的水温对海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度有一定影响,海波的熔点是48℃,水浴时的温度在熔点附近并低于熔点可以使海波在熔化过程保持稳定温度的时间更长。为了验证这个结论,我们做了下面一组实验。
实验二:粉状海波,30g ,水温30℃,实验图像如图10a 所示。
实验十六:粉状海波,30g ,水温40℃,实验图像如图10b 所示。
实验十七:粉状海波,30g ,水温50℃,实验图像如图10c 所示。
图
10a 图
10b 图10c 图
9c 图
9d
用粉状海波重复实验,通过对比验证了水浴时水的温度在熔点附近并低于熔点可以使海波在熔化过程保持稳定温度的时间更长。
6、实验时海波的质量对它在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响探究。
实验中使用的试管的内径是3.125cm ,参考《实验手册》中对海波质量的要求,设计实验海波的质量分别是20g 、30g 、40g ,装入试管后分别如图11所示,熔化后分别如图12所示。
实验十八:粉状海波,20g ,水温40℃,实验图像如图13a 所示。
实验十九:粉状海波,30g ,水温40℃,实验图像如图13b 所示。
实验五:粉状海波,40g ,水温40℃,实验图像如图13c 所示。
实验二十:细颗粒状海波,20g ,水温40℃,实验图像如图14a 所示。
实验十四:细颗粒状海波,30g ,水温40℃,实验图像如图14b 所示。
实验二十一:细颗粒状海波,40g ,水温40℃,实验图像如图14c 所示。
根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像,
通过粉状图
14a 图
14b 图14c 图
13a 图
13b 图
13c 图
11 图
12
海波、细颗粒状海波这两组实验的对比可以看出,实验时海波质量为20g 时,获取的数据显示海波在熔化过程停留在熔点的时间不如30g 、40g 的长;而30g 和40g 的对比结果,没有发现使用40g 的海波完成实验可以使它在熔化过程保持稳定温度的时间比30g 明显更长,反而是40g 的海波装入试管中,体积超过了试管容积的75%,实验过程也很难搅拌,对整个实验造成困难。通过这部分的实验,我们得到的结论是:使用30g 的海波完成这个实验可以使它在熔化过程保持稳定温度的时间更长,操作起来也更容易。
四、实验的结论和新发现
为了使海波在熔化过程中能否长时间获取较稳定熔化温度,要满足以下条件:
1、实验过程充分搅拌,海波的颗粒要尽量细,使海波熔化过程能均匀受热。
2、水浴时水温应选择30℃-40℃之间的温度,使海波熔化过程不至于吸热太快。
3、实验海波的质量为30g 较理想。
实验过程中,试管内的海波在30℃-40℃之间会出现少量的液态物质,而此时海波的温度远远没有到达它的熔点,通过查找资料发现,这个是海波晶体在这个温度下分解出来的结晶水,并不是海波开始熔化了。
记录海波温度的频率应该是30s/次,这样获得的数据做出的图像更符合晶体的熔化时温度随时间的变化规律。
另外,我们实验时使用的海波有两类,一类是实验后凝固了再循环使用的海波,一类是没有用来做过实验的原装海波晶体。从数据对比无法看到这两类海波的对此次探究实验结果有影响。
五、实验后给老师们的建议
鉴于以上我们得出的结论,根据学校的实验条件,我们对以后上课做的探究海波熔化的特点的时候,我们可以选择:
1、在做实验时要充分的搅拌,使试管中的海波均匀受热。
2、做实验可以选择用海波是粉状的。
3、做实验时海波质量为30g 。
4、水温是在30℃至40℃之间中选择。 5、记录海波温度的频率为30s/次。
六、验证实验
为了验证我们的实验得到的结论是正确的,我们用最佳的搭配做了实验二十二。实验二十二:粉状海波,30g ,水温30℃,实验图像如图15所示。
图
15
从图15可知,这次实验海波熔化过程为3.5min ,整个过程温度基本不变,图像很好反应出晶体熔化时的特点是:吸收热量,但温度不变。
第三部分:实验周记
第一周
根据制订的计划,本周我们的任务是探究有无搅拌对实验的影响。 此次实验比课本实验多了一个水温高低,实验开始前要先测量出水温(如图16),老师建议我们把烧杯和温度计放好后再读出水温,并调节好。
图16
组员们尝试利用无搅拌的方法去做这个实验,却发现海波在实验过程中熔化的时间过于长,甚至过了二三十分钟都还没有完全熔化成液态,一直处在固液共存状态中。后来发现在这个实验中无搅拌是使海波熔化成液态需要的时间长,而且温度随时间变化的图像也不能很好说明海波是晶体,这也证明了搅拌才能使海波均匀受热从而得到较稳定的熔化时的温度,在之后的所有实验中都用到有搅拌这个条件。
第二周
本周我们的任务是探究海波颗粒的大小对实验的影响。
我们认为颗粒的大小与海波熔化时熔点持续的时间长短有关系,粗颗粒熔化得可能会慢一些,熔化时保持温度不变的时间可能会长一些。为了验证这个猜想,组员们用过不同种类的海波做实验,发现猜想是错误的,用粉状海波和细颗粒海波做实验的效果比粗颗粒的实验效果更好,粉状海波和细颗粒海波两者之间没有明显的差别。组员们讨论后认为颗粒越小的海波实验过程更容易均匀受热,所以实验效果更好。
第三周
本周计划是探究海波质量的大小与实验的关系。
组员们曾做过不同质量的海波,发现在实验过程中用40 g 的海波过于多,搅拌时容易漏出来,也不容易彻底搅拌。而20 g 的海波过于少,使它在熔点持续的时间过短。为了更具说服力,我们也做了20 g和40 g的实验与30克作对比,认为海波质量在30g 。
实验之余,我们发现实验室还有其他试管,有一种口径是1.990cm 的试管,如图17,我们用它来做了一次实验。
实验二十三:粉状海波,水温30℃,海波质量20g (由于试管容积太小,装不下更大质量的海波),实验过程无搅拌(由于试管管口太小,放入温度计后很难搅拌,如图17a )。实验数据如图17b 所示。
图
17a
图17b
这个实验再次证明了整个实验需要充分的搅拌,实验装海波的试管不能太“苗条”了。
第四周
本周研究的是探究水温与实验的关系。
组员们用过高水温做实验,发现这会导致海波熔化时熔点持续的时间较短。但小组没有用过低水温做实验,因为那会导致实验时间过长。为了验证这个猜想,我们也分别做了20摄氏度和50摄氏度的水温与30摄氏度和40摄氏度的水温来作对比,经小组反复实验,确定水温在30到40摄氏度最适合海波熔化。
第五周
本周计划主要是对实验数据进行了详细地分析并总结,经过小组的讨论得出了结论并把结论通过重做实验证明。
组员们把这五周的实验数据综合起来,发现海波熔化时熔点的长短与实验中的许多因素有关,如水温的高低、海波颗粒的大小、材料等等都有关系。
在讨论的过程中,成员们发现有一些数据的可靠性不高,和其他数据对比有差距,决定重新再做。在重做时组员们会更加认真,以防再次出现数据出错的现象。
五周的实验令成员学会的东西不仅是真真正正了解透彻影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素,还把这个实验复习了很多次。
实验的
过程虽然辛苦,但是也有很多快乐的瞬间,如图18。这次实验给小组成员们拓展了知识,积累了宝贵的学习经验,我们同时也感受到团队合作无间的重要性。
图18
第四部分:参考文献、资料
实验过程参考了以下网址提供的资料:
参考文献:
《物理——八年级上册》,人民教育出版社出版,2012年5月第1版; 《物理实验册——八年级上册》广东省出版集团出版,2012年7月第一版; 《科学探索者丛书》,浙江教育出版社出版,2010年3月第2版
第五部分:实验数据及图像
实验一:
海波:粉状 实验水温:30℃ 海波质量:30g 是否搅拌:否
10min 出现液体
实验二:
海波:粉状 实验水温:30℃ 海波质量:30g 是否搅拌:是
时间间隔:30秒/次
实验三:
海波:细颗粒 实验水温:60℃ 海波质量:30g 是否搅拌:否
时间间隔:30秒/次
实验四:
海波:细颗粒 实验水温:60℃ 海波质量:30g 是否搅拌:是
实验五:
海波:粉状 实验水温:40℃ 海波质量:40g 是否搅拌:是
时间间隔:30秒/次
海波:细颗粒 实验水温:40℃ 海波质量:40g 是否搅拌:有
时间间隔:30秒/次
海波:粗颗粒 实验水温:40℃ 海波质量:40g 是否搅拌:是 时间间隔:30s/次
实验八:
海波:细颗粒 实验水温:30℃ 海波质量:30g 是否搅拌:有
实验九:
海波:粗颗粒 实验温度:30℃ 海波质量:30g 是否搅拌:是
实验十:
海波:粉状 实验水温:40℃ 海波质量:30g 是否搅拌:有
实验十一: 海波:细颗粒 实验水温:31℃ 海波质量:40g 是否搅拌:是
实验十二:
海波:粉状 实验水温:84℃ 海波质量:30g 是否搅拌:是
时间间隔:30秒/次
实验十三:
海波:细颗粒 实验水温:30℃ 海波质量:30g 是否搅拌:有
实验十四:
海波:细颗粒 实验水温:40℃ 海波质量:30g 是否搅拌:有
时间间隔:30秒/次
实验十五: 海波:细颗粒 实验水温:50℃ 海波质量:30g 是否搅拌:是
时间间隔:30秒/次
实验十六: 海波:粉状 实验水温:40℃ 海波质量:30g 是否搅拌:有
实验十七:
海波:粉状 实验水温:50℃ 海波质量:30g 是否搅拌:是
时间间隔:30秒/次
2min 出现液体
实验十八:
海波:粉状 实验水温:40℃ 海波质量:20g 是否搅拌:是
时间间隔:30秒/次
实验十九
海波:粉状 实验水温:40℃ 海波质量:30g 是否搅拌:是
实验二十:
海波:细颗粒
实验水温:40℃ 海波质量:20g 是否搅拌:是
时间间隔:30秒/次
实验二十一:
海波:中颗粒 实验水温:40℃ 海波质量:40g
是否搅拌:是 时间间隔:30秒/次
实验二十二:验证
海波:粉状 实验水温:30℃ 海波质量:30g 是否搅拌:有
实验二十三:
海波:粉状 实验水温:30℃ 海波质量:20g 试管大小:小试管
是否搅拌:因太细很难搅拌(无搅拌)
范文三:C.物体在熔化过程中,要吸热,
C(物体在熔化过程中,要吸热,但它的温度都将维持不变
D(只有晶体在熔化过程中,无论吸收的热量多少都能维持温度不变
2(热量总是从高的物体传给低温的物体,如果两个物体温度相同,他们之间就没有热传递,
把一块0?的冰投入0?的水里(周围气温也是0?),过了一段时间,下面说法哪个正确 ( )
A(有些冰熔化成水使水增多
B(有些水凝固成冰使冰增多
C(冰和水的量都没有增多
D(以上三种情况都有可能发生
3(在标准大气压下,固态水银熔点为–38.8?,固态酒精的熔点–117?,在我古国北方寒
冷地区,不要使用水银温度计,而用酒精温度计,这是由于( )
A(固态酒精比固态水银熔点高
B(固态水银比固态酒精的熔点低
C(液态酒精比液态水银凝固点低
D(液态水银比液态酒精凝固点低
4(松香在熔化过程中会( )
A(放热,温度不断降低 B(吸热,温度不断升高
C(吸热,温度不变 D(放热,温度不变 5(用数量相同的0?的水和0?的冰来冷却物体,效果( )
A(水好 B(冰好
C(一样好 D(无法判断
6(在一标准大气压、气温为0?时,水可能处于的状态是( )
A(只有固态 B(只有液态
C(只有固液两种状态 D(固态、液态、固液共存都有可能
7(关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A(晶体和非晶体在熔化过程中温度都上升
B(晶体有熔点,而非晶体没有熔点
C(晶体在熔化过程中吸热,非晶体在熔化过程中不吸热
D(天上飘落的雪花是非晶体
8(如图所示,______图是晶体的熔化图,_______图是非晶体的熔化图,______图是晶体的
凝固图,_______图是非晶体的凝固图。
范文四:探究海波熔化和凝固过程的特征
“探究海波熔化与凝固过程特征”的实验创新
金华市第十五中学 倪芳娟
七年级科学上册第4章——“物质的特性”不仅是这本科学书的重点和难点,而且是建构整个科学知识体系的重要基础知识。其中第5节“熔化与凝固”要学习固体的晶体与非晶体之分,晶体与非晶体在物理性质上的差异——晶体有熔点,非晶体没有熔点等等。课本中晶体以海波为例,非晶体以松香为例,分别通过实验来探究它们熔化与凝固的特征,以实验事实为依据,引入科学知识。在以往的教学工作中发现,探究松香的熔化与凝固特征的实验容易成功,而探究海波的实验,用一般的实验室仪器来做,不容易成功,即使稍微实验现象好一点,但从直观性,可见性,可重复性上来说,是远远不够的,也就是可信度不高,不能强烈地刺激学生的眼球,也就不能强烈地激发学生学习探究的热情,甚至会影响到学生学习科学的态度。
要解决这个实验难题,要让实验取得不同凡响,耳目一新的现象和效果,就要借助高科技仪器和设备。让高科技在我们的新课改教育教学实践中大放异彩。
常规实验仪器:铁架台、酒精灯、大烧杯,试管、温度计、水、铁圈、铁夹、石棉网、火柴等。
特殊实验仪器:温度传感器、数字采集器、计算机(带TriE iLab V8.0软件)
实验装置:如图1
说明:TriE iLab V8.0软件设有数据导入向导,可以将TriE Smart等具备存储功能的数据采集器上存储的数据导入并分析计算。温度传感器具有检测速度快,自动将温度信息与数字信息进行转换,通过软件处理即刻在计算机屏幕上看到温度数值,温度变化曲线,极具直观性,可见性。整个过程可以回放,具有可重复性,可探究性。实验信息可以保存。
海波熔化过程温度变化曲线:如图2 海波熔化过程温度变化数据(部分):如图3 海波凝固过程温度变化曲线:如图4 海波凝固过程温度变化数据(部分):如图
5
如图1
如图2
如图3
如图4
如图5
实验现象说明:海波所表现的晶体熔化特征明显,开始是吸收热量温度呈线性上升,固态,至48.3℃继续吸热呈线性稳定,固液并存,全部熔化后温度再呈线性上升。海波熔液冷却凝固的实验过程令人震
撼:移去酒精灯,倒掉大烧杯里的热水,让试管里的海波熔液冷却,降温很快,温度降到48℃以下,在43℃左右往海波熔液里放入几粒海波晶体,搅拌,奇迹发生了,在没有任何加热的情况下,温度瞬间上升到48.3℃,计算机屏幕上温度值一直保持48.3℃不变达11分钟之久,不断搅拌,海波熔液逐渐凝固结晶后温度开始下降。 实验感悟:借助高科技实验仪器完成了海波晶体的熔化与凝固实验探究,晶体的熔化与凝固过程特征表现得淋漓尽致,直观性极强,不需要太多的语言,学生彻底信服,牢固理解掌握相关的科学知识。
范文五:“探究海波熔化过程特征”分组实验的改进
摘要:“探究海波熔化过程特征”分组实验,存在的问题主要有两方面:第一,试管内靠近外壁的海波过早熔化,学生在此时看到试管内海波温度仍在上升;第二,试管内中间部分海波熔化时,观测到温度不变过程时间较短,数据较少。根据反复实验数据对比,我们提出几点改进意见。
关键词:晶体;熔化;改进
中图分类号:G633.7文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2007)2(S)-0014-2
1问题的提出
在新课标物理教材中,“探究海波熔化过程特征”是学生分组实验。初二学生要真正理解晶体熔点、一定的熔化温度等难点知识,体验到探究实验的乐趣,学生能亲自观察到较理想的实验现象就成为关键。
一般学生用图1所示装置进行实验时,如果用小烧杯(内径约75mm)、小试管(内径约16mm)、试管内装2.5cm深海波,酒精灯一直加热,30s记录一次数据,试管内靠近外壁的海波在试管内温度计示数40℃左右就会出现熔化现象。并且温度值不变的过程也很短暂,学生不易从亲自探究的数据中分析出正确的结论。
首先,怎样才能控制试管内靠近外壁的海波不要过早熔化?比较好的方式就是通过控制烧杯中的水温来控制海波的均匀受热,即及时撤掉酒精灯。那么就要监测内外温差,所以采用图2的装置进行实验。
其次,试管内中间部分海波熔化时,观测到温度不变过程时间较短,数据较少,怎样延长海波熔化时间,多测到几组温度不变的数据?我们考虑从两个角度入手:第一,增加海波的质量,但这样做一方面会增长加热时间,另一方面海波受热不均的问题会加剧,因此不可取;第二,减慢海波吸热的速度,那么可以通过降低水的升温速度,即增加水量、及时撤掉酒精灯来实现。
另外,还有的问题就是何时撤酒精灯、何时再次加热,而且为了安全,还要考虑如何才能不频繁的撤换酒精灯?
2改进后实验数据对比分析
我们针对上面的思路做了多次对比改进实验,结果一次比一次好!逐步改进中的某两次实验结果分析如下。
2.1改进实验1
实验器材:大烧杯(内径约90mm)、小试管(内径约16mm)、常温水300ml、温度计(玻璃泡中液柱高约1cm)、试管内海波高度2.5cm。
装置安装好后就开始计时,每30s记录一次海波及水的温度。
试管内靠近外壁的海波在46℃开始熔化,海波温度变化数据分析如图3。
AB段海波温度上升较缓慢,这主要是“等待”水升温的过程;实验中待海波温度升至45℃时撤掉酒精灯,这样做是为了让水温达不到海波熔点,即使试管内海波存在温差,靠近外壁的海波也不会出现过早熔化的现象;由于撤掉酒精灯,水温出现缓慢上升至不上升的情况。试管内外温差变小,导致CD段海波温度升高速度放缓;DE段温度上升速度又变快,是由于再次移入了酒精灯;EF段从现象上来看为海波熔化过程,温度值表现为不变,有约7组不变的数据;FG段海波己完全熔化,温度开始升高。整个过程用时约21min。
实验中分别在水温为45℃、50.5℃、61℃时撤掉酒精灯,在水温为47.2℃、50.2℃时移回酒精灯,共五次移动酒精灯。
根据上述实验数据分析,我们对该实验做了进一步改进。首先,可以用温水代替常温水,这样有利于缩短初始阶段的海波升温时间;其次,内外温差是否合适可以从海波温度上来观察,待海波升温较慢时,就可以继续加热,这样从图线上看温度上升仍然会较明显;待观察到海波已开始熔化,就可以撤去酒精灯,利用石棉网与烧杯余热,水会继续升温一段时间,这样也可以满足学生观察的需要。
2.2改进实验2
该实验中水温度为37℃,其它器材及安装与改进实验1相同。
试管内靠近外壁的海波在47℃开始熔化;海波温度变化数据如图4所示:海波升温、熔化、再升温的时间约16min。初始时海波升温较快,待开始记录数据时海波温度已升至34.5℃。由于在水温升至45℃时撒掉酒精灯,CD段同样出现了升温较缓的现象,不过所需时间变短;DE段从现象上来看为海波熔化过程,温度值不变,也有约7组不变的数据;FG段海波完全熔化,温度开始升高。
实验中分别在水温为45℃时撤掉酒精灯,在水温为48℃时移回酒精灯;在水温为53.5℃再次撤掉酒精灯,共三次移动酒精灯。
3海波熔化实验改进建议
通过多次的实验现象观察与数据分析,我们认为“探究海波熔化过程”分组实验可以做如下几方面的改进:
第一,水的初温可以适当提高,起到缩短实验时间的目的。通过数据分析及现象观察,为海波加热的水初温可以适当提高,但不能高于海波熔点,用手接触感觉微温就可以,否则会导致试管内靠近外壁海波过早熔化。
第二,第一次撤掉酒精灯时间不宜太迟,这样靠近试管外壁的海波不会出现过早熔化的现象。在试管内部的海波尚未升温到熔点前,要控制靠近试管外壁的海波不要过早熔化,这就需控制水温不要超过海波的熔点,所以要及时撤走酒精灯。随着海波与水温差变小,升温就会放缓,可以当观察到海波每30秒升温不足1℃,就再次移入酒精灯。另外,如果有条件此时可以用搅拌器开始搅拌。
第三,内部海波开始熔化后,就可以第二次撤掉酒精灯。由于石棉网、玻璃杯等的温度高于水的温度,撤掉酒精灯后,水温一般还会上升约3℃,这样海波既能继续熔化,又由于水温不太高而熔化较缓,学生可以观察到多组熔点温度值。
第四,数据记录上,虽然初二学生的温度计读值不需要估计,但在学生做这个分组实验中,我们还是建议让学生有一位的估读值,这样在数据分析上不至于出现熔化前后温度值相等的情况。如果有条件的话,可以让部分学生运用温度传感器来测温度,这样结果会更精确,也可以对比分析普通温度计与温度传感器的测量结果,有利于培养学生的信息意识。
另外,玻璃泡位置、试管内海波高度以海波熔化后液面不低于玻璃泡上表面为宜。为更准确了解试管内外准确温差,每次实验两温度计的玻璃泡可以调整在同一高度。
(栏目编辑赵保钢)
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