人教版(新教材)高中物理選擇性必修3教學(xué)設(shè)計(jì)2：2 4固體教案

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊(cè)PAGEPAGE12.4固體一、教學(xué)目標(biāo)1．知道固體分為晶體和非晶體兩大類(lèi)．2．知道晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別．3．知道晶體分為單晶體和多晶體．4．會(huì)用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)解釋晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性．二、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：固體的分類(lèi)、晶體與非晶體的區(qū)別、了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)．難點(diǎn)：?jiǎn)尉w和多晶體的區(qū)別、晶體結(jié)構(gòu)對(duì)晶體外形的規(guī)則性和各向異性的解釋?zhuān)?、教與學(xué)教學(xué)過(guò)程：用放大鏡去觀察一些實(shí)物的外形，通過(guò)外形特征比較和投影演示，以增加對(duì)固體外形的一些感性認(rèn)識(shí)，通過(guò)外形這一表象，來(lái)引出對(duì)固體的分類(lèi)和在物理性質(zhì)上的差異．（一）晶體和非晶體〖分組實(shí)驗(yàn)〗讓學(xué)生用放大鏡觀察明礬、食鹽、硫酸銅、瀝青、塑料、橡膠等固體，并從外形上將它們進(jìn)行分類(lèi)，引導(dǎo)：只需分成兩類(lèi)．說(shuō)明：明礬、食鹽、硫酸銅三個(gè)具有規(guī)則的幾何外形的為一類(lèi)，稱(chēng)它們?yōu)榫w；瀝青、塑料、橡膠沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀的另一類(lèi)，稱(chēng)它們?yōu)榉蔷w．1．晶體：具有規(guī)則的幾何形狀．〖演示〗將石英放在實(shí)物投影儀上，讓學(xué)生觀察石英的外形．將冰糖、味精、云母放在實(shí)物投影儀上．邊讓學(xué)生觀察邊指出：人類(lèi)隨著時(shí)間的推移，發(fā)現(xiàn)有規(guī)則外形的晶體種類(lèi)越來(lái)越多．石英、冰糖、味精是晶體，像云母這樣由許多薄層疊到一起的固體也是晶體．（1）常見(jiàn)的晶體有：石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精等．（2）幾種常見(jiàn)晶體的規(guī)則外形：食鹽的晶體呈立方體形，明礬的晶體呈八面體形．石英的晶體中間是一個(gè)六棱柱，兩端呈六棱錐．冬季的雪花是水蒸氣在空氣中凝華時(shí)形成的晶體，一般為六角形的規(guī)則圖案．2．非晶體：沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀．〖演示〗將玻璃、石蠟放在實(shí)物投影儀上，讓學(xué)生分析它們是晶體還是非晶體．說(shuō)明：這些固體都是非晶體．用手錘打碎玻璃．將碎玻璃放在實(shí)物投影儀上，讓學(xué)生觀察細(xì)小的玻璃碎塊．說(shuō)明：玻璃碎塊沒(méi)有一致的規(guī)則幾何外形，可知玻璃是非晶體．常見(jiàn)的非晶體有：玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等．3．晶體和非晶體的差異（1）在外形上：晶體具有規(guī)則的幾何形狀，非晶體沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀．（2）在物理性質(zhì)上，晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)（這種特性叫各向異性），非晶體的物理性質(zhì)在各個(gè)方向是相同的（這種特性叫各向同性）．〖演示〗云母和玻璃在導(dǎo)熱性能上的差異．請(qǐng)學(xué)生注意觀察涂在云母片上的石蠟熔化后所成的形狀和涂在玻璃上的石蠟熔化后所成的形狀．啟發(fā)學(xué)生思考這說(shuō)明了什么？讓學(xué)生得出云母晶體在各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能不相同，而非晶體玻璃在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同，〖注意〗①晶體具有各向異性，并不是每種晶體在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性．云母導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性，而有些晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性，如方鋁礦，有些晶體在光的折射上表現(xiàn)出顯著的各向異性，如方解石．②有些固體本身就是一個(gè)完整的晶體，但也有許多固體是由許多雜亂無(wú)章地排列著的小晶體組成的．③晶體有一定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有一定的熔點(diǎn)．4．單晶體和多晶體單晶體：如果一個(gè)物體就是一個(gè)完整的晶體，這樣的晶體叫做單晶體．例如：雪花、食鹽小顆粒、單晶硅、單晶鍺等．多晶體：如果整個(gè)物體是由許多雜亂無(wú)章地排列著的小晶體組成的，這樣的物體叫做多晶體．其中的小晶體叫做晶粒．〖演示〗利用掛圖看顯微鏡下的純鐵樣品，可以看到它是由許多的晶粒組成．（1）多晶體的外形特點(diǎn)：沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀．（2）多晶體物理性質(zhì)上的特點(diǎn)：①不顯示各向異性．〖注意〗每一晶粒內(nèi)部都是各向異性的．②有確定的熔點(diǎn)．固體是否有確定的熔點(diǎn)，可作為區(qū)分晶體非晶體的標(biāo)志．多晶體和非晶體比較（1）多晶體和非晶體都沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀．（2）多晶體有一定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有一定的熔點(diǎn)．（3）多晶體和非晶體的一些物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向同性．5．晶體和非晶體間的轉(zhuǎn)化（1）一種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，例如水晶．天然水晶是晶體，熔化后再凝結(jié)的水晶（石英玻璃）就是非晶體，即一種物質(zhì)是晶體還是非晶體并不是絕對(duì)的．（2）許多非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體．（3）在冷卻得足夠快和冷卻到足夠低的溫度時(shí)，幾乎所有的材料都能成為非晶體．晶體和非晶體在外形上和一些物理性質(zhì)上的不同，我們可以從固體的微觀結(jié)構(gòu)上去尋找原因．（二）固體的微觀結(jié)構(gòu)固體的微觀結(jié)構(gòu)決定了外形是否具體規(guī)則性和一些物理性質(zhì)1．晶體外形的規(guī)則性可以用微粒的規(guī)則排列來(lái)解釋〖演示〗食鹽晶體結(jié)構(gòu)模型：食鹽的晶體是由鈉離子Na＋和氯離子Cl－組成的，它們等距離交錯(cuò)地排列在三組相互垂直的平行線上，因而食鹽具有正方體的外形．2．單晶體的各向異性是由單晶體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)所決定．（1）單晶體各向異性的微觀解釋播放課件單晶體內(nèi)微粒的排列和非晶體內(nèi)微粒的排列ABCABCD如圖表示在一個(gè)平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況，從圖中可以看出，在沿不同方向所畫(huà)的等長(zhǎng)直線AB、AC、AD上，物質(zhì)微粒的數(shù)目不同，直線AB上物質(zhì)微粒較多，直線AD上較少，直線AC上更少，正因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同，才引起單晶體的不同方向上物理性質(zhì)的不同．而非晶體在不同方向上的微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況基本相同，所以非晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性。（2）同一種物質(zhì)微粒在不同的條件下有可能生成不同的晶體．有的物質(zhì)能夠生成種類(lèi)不同的幾種晶體，是因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu)．〖演示〗石墨的晶體結(jié)構(gòu)模型和金剛石的晶體結(jié)構(gòu)模型．石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，作用力較弱，沿著這個(gè)方向容易把石墨一層一層地剝下，石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地松軟，可以用來(lái)制作粉狀潤(rùn)滑劑，也可用來(lái)制作鉛筆芯等．金剛石中碳原子間的作用力很強(qiáng)．所以，金剛石有很大的硬度，能用來(lái)切割玻璃，如果把它安裝在鉆探機(jī)的鉆頭上，能夠鉆入堅(jiān)硬的巖石內(nèi)．不只是碳元素能組成不同的晶體，其他元素也有這種情況．例如：白磷和紅磷的化學(xué)成分相同，但是白磷具有立方體結(jié)構(gòu)，而紅磷具有層狀結(jié)構(gòu)．〖隨堂檢測(cè)〗1．(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法中正確的是()A．晶體和非晶體都有確定的熔點(diǎn)B．晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)C．所有晶體都是各向異性的D．多晶體沒(méi)有確定的幾何形狀〖答案〗BD〖解析〗晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，所以A錯(cuò)誤，B正確；晶體中的單晶體是各向異性，多晶體是各向同性，所以C錯(cuò)誤；單晶體有確定的幾何形狀，而多晶體和非晶體均無(wú)確定的幾何形狀，所以D正確。2．下面哪些現(xiàn)象能說(shuō)明晶體與非晶體的區(qū)別()A．食鹽粒透明，橡膠不透明B．金剛石的密度大，松香的密度小C．冰熔化時(shí)溫度保持不變，松香熔化時(shí)溫度不斷升高D．石墨可導(dǎo)電，瀝青不導(dǎo)電〖答案〗C〖解析〗透明程度、密度大小和導(dǎo)電性能都不能區(qū)別晶體與非晶體，A、B、D錯(cuò)誤；晶體熔化時(shí)有確定的熔點(diǎn)，非晶體則沒(méi)有，C正確。3．(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A．只要是具有各向異性的固體就必定是晶體B．只要是不顯示各向異性的固體就必定是非晶體C．只要是具有確定的熔點(diǎn)的固體就必定是晶體D．只要是不具有確定的熔點(diǎn)的固體就必定是非晶體〖答案〗ACD〖解析〗多晶體和非晶體都表現(xiàn)出各向同性，只有單晶體表現(xiàn)出各向異性，故B錯(cuò)誤，A正確；晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體無(wú)確定的熔點(diǎn)，故C、D正確。4．(多選)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，由燒熱的針接觸其上一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，下列判斷正確的是()A．甲、乙為非晶體，丙是晶體B．甲、丙為晶體，乙是非晶體C．甲、丙為非晶體，乙是晶體D．甲為晶體，乙為非晶體，丙為單晶體〖答案〗BD〖解析〗由題圖知，甲、乙在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)為各向同性，丙在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)為各向異性；甲、丙有固定的熔點(diǎn)，乙沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，所以甲、丙是晶體，乙是非晶體，其中丙是單晶體，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。5．(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A．晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的B．有的物質(zhì)能夠生成種類(lèi)不同的幾種晶體，因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu)C．凡具有各向同性的物質(zhì)一定是非晶體D．晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的〖答案〗ABD〖解析〗晶體的物質(zhì)微粒微觀上是規(guī)則排列的，因此宏觀上體現(xiàn)為規(guī)則的幾何形狀，A正確；碳原子能夠生成石墨和金剛石等不同的晶體，因?yàn)樘荚有纬闪瞬煌目臻g結(jié)構(gòu)，B正確；非晶體和多晶體都具有各向同性的特點(diǎn)，C錯(cuò)誤；晶體的各向異性是由于晶體內(nèi)部微粒的空間排列有序，由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，D正確。6.晶體內(nèi)部的分子有序排列為如圖所示的空間點(diǎn)陣(圖中的小黑點(diǎn)表示晶體分子)，圖中AB、AC、AD為等長(zhǎng)的三條線段。下列說(shuō)法正確的是()A．A處的晶