实验名称 固体热胀冷缩实验

固体(或液体)的热胀冷缩及其与分子势能变化的关系一般固体(或液体)都有热胀冷缩的性质。

现以双原子分子系统为例,对固体（或液体)的热胀冷缩现象及其与分子势能变化的关系分析如下：在固体（或液体）中，由于分子在平衡位置r＝r0附近处的动能小于势能的绝对值，所以分子不能自由移动而只能在平衡位置附近做微小振动。

分子的动能和势能的总量E总为负值，其图线在r轴下方（与r轴平行）,如图1所示。

取某一分子为参考系，并取其所在位置为坐标原点O，假设另一分子从位置r＝r2（r2＞r0）处由静止开始向该分子靠近（开始运动时分子动能为零，E总＝Ep），由于分子力为引力，分子间作用力做正功，使系统分子势能减小，分子动能增加；当r＝r0时分子力为零，分子势能最低，分子动能最大；此后分子间距离继续减小;当r＜r0时，分子力为斥力，分了力做负功,分子势能增加，分子动能减小，当r＝r1（即E总线与Ep线左边交点对应的r值)时，分子势能最大（Ep＝E总）,此时分子动能为零；此后分子又在强大斥力作用下返回,分子势能减小,分子动能增加；当r＝r0时,分子势能又回到最低，分子动能最大。

当分子回复到r＝r2的位置（即E总线与Ep线右边交点对应的r值）时，又有Ep＝E总，此时分子动能又全部转变为分子势能。

然后分子又被拉回去，如此分子便在r1和r2之间的平均距离。

当温度升高时，系统从外界吸收能量，分子系统的总能量增加，E总线上移至,分子之间的平均距离为。

由于势能曲线不对称，使得，即分子间的平均距离增大，所以物体温度升高时,体积膨胀；反之，当物体温度降低时,分子间的平均距离减小，体积收缩。

这就是固体和液体的热胀冷缩.实际上，由于物质是由大量分子组成的，分子间动能和势能的转化远比上述过程复杂得多，但在任一时刻，任意两个分子间动能和势能相互转化程度的概率是确定的。

所以，当物体的物态、温度、体积一定时，所有分子间势能的总和就有确定的值，此即为物体的总的分子势能。

科学小实验热胀冷缩原理
科学小实验热胀冷缩原理
热胀冷缩是一种常见的物理现象，它指的是在物体暴露在热环境下，物体的体积会发生变化，而在冷环境下，物体的体积则会减少。

热胀冷缩原理是建立在物体因热而发生热膨胀和因冷而发生冷缩的基础上的。

这种现象可以通过一个简单的实验来说明：首先，准备一根金属棒，然后将其放入热水中，可以看到，金属棒的体积会随着热水的温度上升而变大。

同时，将金属棒放入冷水中，可以看到，金属棒的体积会随着冷水的温度下降而变小。

热胀冷缩原理还可以用来解释其他许多现象，例如：蒸发，汽车司机在炎热天气行驶时会发现车轮膨胀，需要更换轮胎，以及热气球在高空升空时会膨胀。

热胀冷缩原理是一种常见的物理现象，它可以帮助我们更好地理解物体和环境之间的相互作用。

该原理也可以用于许多工程和技术应用，如制造管道和储存容器等，以减少物体因温度变化而发生的变形。

苏教版小学科学四年级（下册）实验报告苏教版小学科学四年级（上册）实验报告
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固体的热胀冷缩教案及反思一、教学目标：1. 让学生了解和掌握固体的热胀冷缩现象。

2. 培养学生进行实验操作和观察的能力。

3. 引导学生运用科学知识解释生活中的现象。

二、教学内容：1. 固体的热胀冷缩现象。

2. 影响固体热胀冷缩的因素。

三、教学重点与难点：1. 重点：固体热胀冷缩现象的观察与理解。

2. 难点：影响固体热胀冷缩因素的探究。

四、教学方法：1. 实验法：通过观察和操作实验，让学生直观地了解固体热胀冷缩现象。

2. 讨论法：引导学生分组讨论，分析影响固体热胀冷缩的因素。

3. 讲授法：讲解固体热胀冷缩的原理和相关知识。

五、教学准备：1. 实验器材：铁丝、水、火源、尺子、记录表格等。

2. 教学课件：固体热胀冷缩现象的图片、视频等。

3. 教学反思模板：（1）本节课的教学目标是否实现？（2）学生的参与度和兴趣如何？（3）教学方法和教学内容的安排是否合适？（4）是否存在需要改进和加强的地方？教案一、导入：1. 引导学生观察日常生活中固体的热胀冷缩现象，如冬天路面裂缝、夏天铁轨膨胀等。

2. 提问：为什么固体会有热胀冷缩的现象呢？二、教学内容与实验：1. 讲解固体热胀冷缩的原理。

2. 分组进行实验，观察铁丝在不同温度下的伸缩情况，并记录数据。

3. 分析实验现象，引导学生理解影响固体热胀冷缩的因素。

三、讨论与总结：1. 分组讨论：为什么铁丝在加热时会伸长，冷却时会缩短？2. 总结：固体的热胀冷缩现象与温度变化、材料性质等因素有关。

四、教学反思：1. 回顾本节课的教学内容，检查教学目标是否实现。

2. 分析学生的参与度和兴趣，看是否需要调整教学方法。

3. 检查教学内容和教学方法的安排，看是否合适。

4. 思考是否存在需要改进和加强的地方，为下一节课做好准备。

这只是一个简单的教案示例，您可以根据实际教学情况进行调整和补充。

希望对您有所帮助！六、教学过程：1. 导入新课：通过回顾上一节课的内容，引导学生思考固体的热胀冷缩现象在日常生活中的应用。

《固体的热胀冷缩》作业设计方案第一课时一、设计目标：通过本次试验，让同砚了解固体在受热或受冷的状况下会发生热胀冷缩的现象，精通固体热胀冷缩的基本原理和规律，培育同砚观察、试验、分析和解决问题的能力。

二、试验材料和器械：1. 试验材料：金属棒、热水、冰水。

2. 试验器械：烧杯、温度计、尺子。

三、试验步骤：1. 将金属棒放入热水中加热一段时间，观察金属棒的变化。

2. 将金属棒取出放入冰水中冷却，观察金属棒的变化。

3. 测量金属棒在受热和受冷的过程中的长度变化，并记录数据。

四、试验原理：固体在受热时，由于温度提高，分子运动加快，固体的体积会发生膨胀，长度会增加；在受冷时，由于温度降低，分子运动减缓，固体的体积会收缩，长度会减小。

这种现象称为固体的热胀冷缩。

五、试验结果分析：通过试验数据的记录和分析，同砚可以得出结论：固体在受热时会发生热胀，长度增加；在受冷时会发生冷缩，长度减小。

并且可以计算出固体的线胀系数。

六、试验总结：通过本次试验，同砚不仅了解了固体的热胀冷缩现象，还培育了试验操作能力和数据处理能力。

同时，也增强了同砚对科学试验的爱好和探究精神。

七、拓展试验：1. 尝试应用不同材质的固体进行热胀冷缩试验，比较它们的线胀系数的大小。

2. 探究固体的热胀冷缩现象与物质的结构有何关系，进一步深化对固体性质的理解。

以上为《固体的热胀冷缩》作业设计方案，期望同砚们在试验中能够勤勉观察、专注记录数据，并依据试验结果进行深度分析和总结。

祝试验顺畅成功！第二课时一、教学目标1. 知识目标：通过进修本课内容，同砚能够精通固体的热胀冷缩的基本观点和原理，了解不同材料在温度变化下的表现，理解热胀冷缩对工程和生活的影响。

2. 能力目标：培育同砚观察、试验、分析和解决问题的能力，培育同砚的试验设计和数据处理能力。

3. 情感目标：培育同砚的试验探究爱好，激发同砚对科学的好奇心和探究欲望，培育同砚的合作认识和团队精神。

二、教学重点和难点1. 教学重点：固体的热胀冷缩的基本观点和原理。

《固体的热胀冷缩》说课稿（全国实验说课⼤赛获奖案例）《固体的热胀冷缩》说课稿⼀、使⽤教材粤教版⼩学《科学》三年级下册第四单元《热与温度》中的教学内容。

⼆、实验器材（⼀）⾃制探究固体热胀冷缩性质的实验装置（图1）固体热胀冷缩性质的实验装置组成图实验装置由树莓派、摄像头、补光灯、显⽰屏、酒精灯、⽀架以及利⽤python编写的是实验软件组成。

（图1）（⼆）不同种类及形状的探究材料分别有柱状、⽚状、球状的铜、铝、铁、钢四种⾦属作为探究材料。

（图2）（图2）不同种类及形状的探究材料（三）铜球过铁环的探究实验器材（图3）铜球过铁环的探究实验器材含有铜球、铁环、烧杯、酒精灯、湿抹布、⽕柴。

（图3）三、实验创新要求/改进要点（⼀）原教材实验不⾜：教材中安排了两个活动：活动⼀：观察铁路等奇怪的缝隙激发学⽣思考其存在的原因；活动⼆：通过观察铜球过铁环实验总结出固体具有热胀冷缩的性质。

但是教材中的实验设计存在着⼏点值得商榷的地⽅：（1）⾦属种类少，归纳不充分，归纳是从个别到⼀般的过程，对科学概念的形成起着⾄关重要的作⽤，但教材中只选⽤了铜球作为单⼀的研究对象，就让学⽣归纳出固体具有热胀冷缩的性质，有些牵强。

（2）研究对象形状单⼀，难以让学⽣对热胀冷缩有充分的认识。

所以整个活动过程只是⼀个定性的了解，⽽并⾮⼀个严谨的定量探究实验。

（⼆）改进与创新点：（1）创新探究活动内容通过观察铜球过铜环的实验来引出学⽣对其他固体是否具有热胀冷缩性质以及形状是否会影响其热胀冷缩性质的思考及探究。

（2）创新实验器材与⽅法①创新⾦属种类和形态的选择，考虑到⾦属的热膨胀系数和学⽣对⾦属的熟悉程度以及价格，选择了钢、铜、铝、铁等四种⾦属进⾏实验。

本课中我们主要是以⾦属的长度来标记⾦属的热胀冷缩现象，但对于同⼀种材料，不同规格与形态，对实验影响很⼤，为了确保⾮常明显的实验效果，我创新了对实验中⾦属形态的选择。

②为了达到⾮常明显的实验效果，我设计了⼀套适⽤于任何⾦属热胀冷缩现象观察的实验装置。

《研究固体受热和冷却后体积的变化》实验教学设计一、实验名称《研究固体受热和冷却后体积的变化》创新实验二、使用教材本实验来源于小学科学苏教版四年级下册第一单元，冷与热中第2课《热胀与冷缩》中实验3，《研究固体受热和冷却后体积的变化》这一教学内容。

本课为该单元的第2课，是继学生研究液体和空气的热胀冷缩之后，以金属为代表，研究固体的热胀冷缩的实验探究。

三、实验目标（一）科学探究经历固体热胀冷缩性质的探究过程,观察认识多种物体在受热和冷却后体积的变化,合理分析实验现象。

（二）情感态度与价值观1.在实验的过程中，培养学生对探究各种物体热胀冷缩现象的浓厚兴趣，初步认识到事物普遍的发展变化规律。

2.在与他人的合作学习和探究过程中,体验合作的愉快，并养成严谨的科学态度，让学生明白科学就在我们的日常生活之中。

四、实验器材木板、铁片、铜片、铝片、螺丝、固定脚码、不锈钢酒精灯、计时器、LED闪光报警蜂鸣器、导线、热熔枪、实验记录单、签字笔。

五、实验创新点在教材中设计的这样的一个活动，利用铜球作为单一的研究对象进行探究实验，从而说明固体受热和冷却后体积会发生变化。

实际上这个活动存在了三个问题，问题一，金属种类少，结论归纳不充分，针对固体受热和冷却后体积的变化的研究，应该是通过对多种物体进行实验，观察实验现象，从个别到一般找出其共有的特点，而教材中仅选用了铜球最单一的研究对象，就抽象归纳得出，固体受热和冷却后体积会发生变化，实验证据不够充分。

二实验时间长，实验效果不理想，金属受热和冷却后体积的变化程度相对来说较小，观察难度较大，而铜球的体积较大，加热或冷却所需要的时间较长，才能够看到实验现象，实验效果不一样。

三，器材不固定，实验过程不安全。

在教材中同球、是用、金属链悬挂在支架上的容易晃动，学生在实验过程中可能会造成烫伤等现象出现。

同时教材中选用的玻璃酒精灯在使用过程中容易炸裂，或者在移动过程中容易倾倒出酒精，造成危险情况，实验过程不安全。

一、教案主题：固体的热胀冷缩二、教学目标：1. 让学生了解和掌握固体的热胀冷缩现象。

2. 培养学生通过实验观察和分析问题的能力。

3. 培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。

三、教学内容：1. 固体的热胀冷缩现象。

2. 影响固体热胀冷缩的因素。

四、教学重点与难点：1. 教学重点：固体的热胀冷缩现象及其影响因素。

2. 教学难点：固体热胀冷缩的原理。

五、教学方法：1. 实验观察法：通过实验让学生直观地观察固体的热胀冷缩现象。

2. 问题驱动法：引导学生通过问题思考，分析固体热胀冷缩的原因。

3. 小组讨论法：鼓励学生分组讨论，培养学生的合作能力。

教案内容待补充。

六、教学准备：1. 实验器材：酒精灯、铁丝、木棍、温度计、尺子等。

2. 教学工具：PPT、黑板、粉笔等。

3. 教学资源：相关学术论文、科普文章等。

七、教学过程：1. 引入新课：通过PPT展示固体的热胀冷缩现象，引发学生兴趣。

2. 实验观察：分组进行实验，观察铁丝和木棍在不同温度下的变化，记录数据。

3. 数据分析：学生汇报实验结果，讨论固体热胀冷缩的原因。

4. 知识拓展：介绍固体热胀冷缩在生活中的应用。

5. 课堂小结：总结本节课的主要内容和知识点。

八、课堂练习：1. 填空题：固体的热胀冷缩现象是指固体在受热时____，受冷时____的现象。

2. 选择题：下列哪个因素会影响固体的热胀冷缩？（A. 温度B. 压力C. 湿度D. 长度）3. 简答题：请简要解释固体热胀冷缩的原因。

九、课后作业：1. 完成实验报告：详细记录实验过程、数据和结论。

2. 查阅相关资料：了解固体热胀冷缩在工程和技术领域的应用。

3. 思考题：讨论固体热胀冷缩对建筑设计的影响。

十、教学反思：1. 学生对固体的热胀冷缩现象的理解程度。

2. 学生在实验过程中的观察和分析能力。

3. 学生运用科学知识解决实际问题的能力。

4. 教学方法的有效性和改进方向。

5. 学生的参与度和合作能力。

教案内容待补充。