热的转移（1）

——热在气体中和液体中的传递

一．            教学目标

1.          通过薄铝片旋转实验的操作过程来证明热空气向上升。

2.          通过进行空气对流实验过程及其现象的分析理解什么是空气对流。知道对流是热在空气中传递的主要方式。

3.          学会利用粒子理论解释热空气向上升的的原因。逐步学会根据实验现象对客观事物进行理论分析和揭示的能力。

4.          通过分组活动，培养小组成员间的相互合作、相互关爱和相互学习的良好学习风气。

二．            重点与难点

【重点】热在气体和液体中主要通过对流的方式传递。

【难点】运用粒子理论解释对流产生的原因。

三．            教学准备

【器材】

活动一：酒精灯、铁架台、火柴、剪刀、玻璃棒、自制螺旋状薄铝片（材料可使用易拉罐铝薄，课外布置）。

活动二：火柴、卫生香、蜡烛、白卡纸。

活动三：塑料袋、酒精灯、铁架台。

活动四：烧杯（250ml）、三脚架、石棉网、酒精灯、溶有高锰酸钾的琼脂块、清水。

活动五：烧杯（500ml）、小水瓶（20—30ml）、小水瓶的瓶塞（插有两支玻璃管）、溶有高锰酸钾的热水。

【资源】多媒体教学课件、活动工作纸。

四． 【活动设计】

活动1．热空气的移动方向

活动目标:

1.       通过实验领会实验设计者的意图，为什么先设置了吹气实验？

2.       通过实验初步学习根据几个实验结果找出其内在联系的方法。

3.       知道热空气是向上升。

 

学生活动	指导要点
u       回家准备自制螺旋状薄铝片； u       螺旋的形状可以脱离教科书，进行创新设计。 u       思考：设计向螺旋吹气实验的目的。 u       仔细观察从螺旋上面吹气和下面吹气时螺旋的旋转方向并及时地进行记录。 u       仔细观察螺旋放置在酒精灯上时的旋转方向，并与吹气实验进行比较。 u       交流：螺旋在酒精灯上时的旋转方向与向上吹气时旋转方向相同说明什么？	u       易拉罐制作螺旋： u       步骤： ① 使用美工刀顺易拉罐纵向开口； ② 使用剪刀顺瓶身上的开口继续剪直达顶部和底部； ③ 使用剪刀将易拉罐的上部和底部去掉。 （切开的易拉罐很锋利一定要注意安全，最好与父母共同完成） u       要求学生思考为什么设计了向螺旋吹气的实验。   u       要求学生思考螺旋在酒精灯上时的旋转方向与向上吹气时旋转方向相同说明什么？

 

活动2．空气的对流

活动目标:

1.       通过实验领会实验设计者的意图，为什么使用卫生香？

2.        通过实验前后现象的比较进一步学习观察和分析实验的技能。

3.        通过实验理解对流是由于热空气向上升，冷空气向下降而造成的。

4.        知道热在空气中主要以对流的形式传递。

 

学生活动	指导要点
u       将白卡纸卡在烧杯的中间。 u       将点燃蜡烛放进烧杯内。 u       组内探讨哪一边代表热空气，哪一边代表冷空气？ u       思考：怎样观察到空气流动的方向？ u       观察点燃的卫生香后烟的飘动方向。将观察结果标注在活动纸上。 u       再将点燃的卫生香挂在烧杯的冷空气一侧。观察烟的流动方向，冷空气使用蓝色箭头表示，热空气使用红色箭头表示。 u       交流观察到的结果。	u       准备的白卡纸大小应恰当，卡纸左右两边不能漏气。 u       蜡烛长度不宜过高，过高会影响实验效果。 ① 注意避免蜡烛的火焰烧到卡纸。 ② 让学生思考哪一边代表热空气，哪一边代表冷空气？ u       提问：为什么使用卫生香？引导借助点燃卫生香后烟的流动方向间接观察冷、热空气的移动方向。   u       要求学生将观察到的实验情况如实地交流。     u       共同分析得出结论。 u       热在空气中主要以对流的形式传递。

 

 

活动3．分析发生对流的原因

活动目标:

1.       通过热气球的演示分析热气球向上升的原因（结合第四单元所学分析）

2.       逐步培养利用已学过的知识分析问题能力。

3.       通过分析知道发生对流的原因是由于冷空气密度大，热空气密度小而造成的。

 

学生活动	指导要点
u       观察热气球实验，回顾热气球上升的原因，组内讨论。 u       各组派代表在全班交流本小组的讨论结果。 u       通过交流得出发生对流的原因是由于冷空气密度大，热空气密度小而造成的。	u       演示：热气球实验 ① 使用小号的垃圾袋和三个铁架台； ② 用酒精灯作为热源。   u       利用粒子理论讲解密度发生变化的原因。 u       告诉学生对流是空气的密度发生变化的结果。

 

活动4．热水的流动方向

活动目标:

1.        通过观察实验现象知道热水是向上流动的。

2.        通过使用高锰酸钾颜色标记水流的方向，体验实验设计技巧。

 

学生活动	指导要点
u       观察： ① 琼脂的变化； ② 红色液体的移动方向。 u       通过分析明确红色液体的移动方向代表热水的移动方向。 u       用箭头表示热水的流动方向。 u       分析热水向上升的原因。	u       演示：热水的流动方向 ① 准备溶有高锰酸钾的琼脂块； ② 将琼脂块放置到烧杯底，并使它靠近烧杯壁（便于观察）。 ③ 在烧杯中慢慢地加入适量的水，然后用酒精灯在琼脂块下加热。 u       利用粒子理论与学生共同分析热水向上升是由于水的密度减小的结果。

 

活动5．水的对流

活动目标:

1.       体验实验设计的技巧。

2.       通过分析实验现象知道热在水中主要以对流方式传递的。

 

学生活动	指导要点
u       观察： ① 小水瓶中的热水进入烧杯中后的流动方向； ② 烧杯中的冷水进入小水瓶后的流动方向。 u       将观察的结果利用粒子理论加以解释。	u       演示：水的对流 ① 准备容量20—30ml左右的小水瓶； ② 制作插有两支玻璃管的瓶塞时A管要高于B管且管的下段接近瓶口，B管的下段则接近瓶底。 ③ 加到小水瓶中的水一定要够热（温度高）。 u       利用粒子理论与学生共同分析水发生对流的原因。

 

五．            训练与评价

【举例】活动工作纸（见附件）。

【说明】活动工作纸的内容是按活动顺序依次进行编排的，内容上与教科书具有一定的互补作用，教师在授课时可以根据自己的具体设计进行重新筛选和编排。

              

  (学案)                  活动工作纸

活动1． 热空气的移动方向

问题：空气受热后向哪个方向移动？

假设：空气受热后向__________ （上/下）移动。

实验步骤：

1．  将自上而下吹气时螺旋的转动方向标注在图1上。

2．  将 http://s5/small/5060f00fga1b86c836e74&690

http://s15/small/5060f00fga1b86ccf99be&690

http://s10/small/5060f00fga1b86cfd7359&690

http://s14/small/5060f00fga1b86d696b7d&690

http://s5/small/5060f00fga1b86df52764&690


自下而上吹气时螺旋的转动方向标注在图2上。

3．  将螺旋放在酒精灯火焰上方时螺旋的转动方向标注在图3上。

u       转动方向与向哪个方向吹气时相同？

向上？      向下？

4．  螺旋在酒精灯上时的旋转方向与向上吹气时旋转方向相同说明什么？

_________________________________________________________________________。

 

 

蚊香

图4

图5

活动2．空气的对流

 

1．  观察点燃卫生香后烟的飘动方向，并在图4上进行标注。

2．  观察将点燃的卫生香放进烧杯后烟的飘动方向的变化，并在图5上进行标注

_____________________________________________________________________

 

 

 

 

 

 

活动3．分析发生对流的原因

选择填空

供选答案：冷空气、热空气、受热、变冷。

v   

图6

对流

密度变     （大/小）

密度变     （大/小）

热在空气中主要以       的方式传递。

 

 

活动4．热水的流动方向

1.        

图7

观察红色液体的移动方向，并在图7上进行标注。

 

2.         红色液体的移动方向代表        的移动方向。

3.         热水受热后       （向上升 / 向下降）。

 

 

 

 

 

 

 

图8

A

B

红色热水

无色冷水

活动5．水的对流

 

1.         观察红色液体的移动方向，并在图8上进行标注。

2.         红色液体的移动方向代表        的移动方向，无色液体的移动方向代表        的移动方向。

3.         冷水通过     （A/B）管      （流入/流出）小瓶，热水通过     （A/B）管      （流入/流出）小瓶。

4.         冷水密度      （大/小）于热水密度     ，所以热水向上升冷水向下降，形成了      ，热在液体中主要以       的方式传递。