关于热胀冷缩现象和对热变形的控制和应用
胡鹏浩教授
姓名：蔡学超学号：班级：测控09-2班
冬天水管破裂；有时候夏天路面会向上拱起,就是路面膨胀...(所以路面每隔一段距离都有空隙留着)；买来的罐头很难打开；高压电线夏天下垂多，冬天绷的较紧；神气的热气球。这些都是生活中常见的现象，我们习惯上把他们称之为热胀冷缩现象，那么是什么原因产生的呢？
这是因为当物质的温度升高时，它內部的分子会振动得更快，振动得更远，这些效应会使得物质膨胀。同理，当温度下降时，物质内部分子会振动得较慢，且振动距离更短，这使得物质收缩。除了少数例外（譬如水在密度最大，体积最小），大多数物质，包括固体、液体及气体都是热胀冷缩的.
机床在工作中受到多种热源的影响，热源产生的热量通过各种不同的方式传递给机床造成床身翘曲、导轨弯曲等，即机床热变形，比如：(1)电动机、油泵等饥械动力源在执转能量换的过程中，由于内部摩擦等因素导致能量损耗并转换成热。这些热量通过传动件、压力油、空气等传递到机床上；(2)电气箱、各种阀件、液压操纵箱、活塞副等由于频繁启用，都会有不同程度的发热，并不同程度地将热量传递到机床上；(3)轴承副、齿轮副、导轨副、离合器等运动件在运动时因摩擦而发热，这些热量通过润滑油传递，特别是床身内部的润滑油池，会形成一个很大的热源；(4)在切削中，由于材料形状的变
化而产生切削热，这部分热量由切屑和润滑液传递到机床上，其中60％以上的热量直接传递给了床身；(5)环境因素的影响，如季节的变化、阳光的照射、取暖装置的启用等，都会使机床各部分受热不均匀而引起变形。
机床热变形对机床加工的影响集中体现在加工精度方面，包括机床的几何精度和定位精度，并从3个方面体现出来。
(1)线性位移变化由于热量扩散后造成机床主轴在不同方向上移动，从而破坏了机床安装调试的精度。同时，也造成工作台上的不同位置也有不同的位置变化，导致工件尺寸出现误差。
(2)角度变化热变形引起机床主轴角度位置变化，或者工作台相对于主轴轴线出现角位移，导致主轴轴线相对于工作台的平行度或垂直度变化，造成加工表面对基准的不平行或不垂直。
(3)部件直线度变化热变形引起工作台部件运动平面的弯曲，或者引起导轨弯曲，导致运动部件移动时出现直线度误差。
既然热变形会对机床造成如此大的误差（普通机床加工是半精加工，表面粗糙度都要达到~μm，至于精密，超精密机床，对精度的要求就更高了）所以要减少热变形对机床的影响。
大部分的制造商和工厂都会采用这么三种方案：热误差补偿技术；温度控制；热态特性优化设计。
(1)热误差补偿技术通过传感器对机床在线采集数据(如热位移或温度)，进行A／D转换，再经过已经建立的热误差模型对误差进行预测，然后进行补偿。但热补偿方法也有其缺点，如在进行数据采集
的时候，由于传感器精度及其它原因的干扰，使得采集的数据可能失真，这样就会对补偿结果造成影响。
(2)温度控制：在机床构件(如立柱、床身)的一定位置布置加热元件或冷却系统，实现温度场的均衡，减少热误差。对机床的内热源强制冷却，是历来采用较多的措施之一，特别是对机床的主要热源产生地和影响加工精度的关键部件——主轴系统，应用尤其广泛。利用辅助人工热源，也可以对机床热变形进行矫正。浙江大学和武汉重型机床厂联合开发了应用于重型机床的热监控系统，来控制机床的热变形，取得了较好的效果。这种方法由于其控制得较精确，所以很受欢迎。
(3)热态特性优化设计：热态特性优化设计，就是在一定热源作用下，从形状优化和参数优化出发，寻求合理的温度分布和刚度分布，控制机床结构的热位移，保证加工精度。即把最影响加工精度的零件配置在热对称面上，就能大大改善热变形所引起的加工精度不良的状况。
在优化设计中，结构热对称设计是减少机床热变形对加工精度不良影响最有效的方法之一。
目前，对于热误差补偿技术和温度控制法，一般在机床设计完成后进行研究，大都应用于精密、超精密机床。而对于热态优化设计方法，一般用在机床设计阶段，通过对设计方案进行虚拟评价来确定较优的设计方案，从而减少了后期大量的实验研究和样机试制的投入资金，同时也缩短了开发周期。
我们学校的费业泰教授带领的团队，包括我们的胡教授在对热机的变形控制研究做得也很不错，值得我们骄傲。
以上是在生产中对于热变形的控制，但是并不是所有的热变形都是要进行消除的，也有要进行应用的。
比如：修公路的时候要每隔一段距离都有空隙留着；罐头厂出产的罐头很难打开，用开水微热一下就可以比较简单地打开了；我们伟大的祖先在很早的时候就发明了孔明灯；还有热继电器中用到的那两种不同材料的金属片，当他们受热过多时会产生热变形，然后拉动连杆，从而进行有效地过载保护。以及一些其他的热敏传感器等等。
总之，在生活生产中都会遇到各种各样的热变形现象，对于有害的方面我们要加以消除，而对于其有利方面我们要加以利用。对于精密仪器专业学生的我们更要学好如何降低这种热变形对生产的危害，争取在精密，超精密机床的研究、制作上更上一层楼。当然还需要各位导师的努力，我相信我们工大的仪器专业会再我们的手中得以发展。
四年级下册科学第一单元热胀冷缩 第1课温度计的秘密 一、我想研究的问题: 2、温度计的制作原理是什么？ 二、观察实验 1、温度计为什么能够测量温度？ 我的观察：温度计有液泡、玻璃管、和刻度。 我的发现：温度计的红色液柱能上升和下降。 2、液体的热胀冷缩： 我的猜想：液体有热胀冷缩的性质。 我的方案：运用水、酱油、饮料等做实验。 我的记录：水、酱油、饮料均受热体积膨胀，受冷体积收缩。 我的发现：液体有热胀冷缩的性质。 三、我的收获 （1）膨胀缩小热胀冷缩 （2）液体热胀冷缩 （3）水结冰后体积变大。 四、拓展与应用 冷敷有利于血管收缩止血。 第2课自行车胎为什么爆裂 观察与思考 ★我想研究的问题 1.夏天，自行车胎为什么有时会爆裂？ 2、气体有热胀冷缩的性质吗？ ★观察实验 l夏天，在烈日下自行车胎为什么容易爆裂？ 我的猜想：我猜想空气受热后体积会膨胀。 我的方案：把气球套在瓶口，把瓶子放在热水中。等几分钟后观察气球。我的发现： 气球鼓起来，说明空气有热胀冷缩的性质。 l固体在受热或遇冷时会怎样？ 我的猜想：我猜想固体也有热胀冷缩的性质。
单元活动 一、我的收获 1、我会填 （1）上升下降 （2）热胀冷缩 （3）气体受热体积膨胀 （4）空气膨胀 2、小法官 （1）错（2）错（3）对 （4）错（5）对 二、生活中的科学 1、瓶装饮料一般不装满，为什么？ 是为了防止夏天温度高，饮料受热体积膨胀而爆裂。 2、冬天，钢笔毛有时拧不开，是什么原因？ 因为笔帽受冷收缩。 3、夏天，电工架电线时，为什么把电线放得松一些？ 这是因为热胀冷缩。夏天拉的较松，到冬天气温降低，电线收缩，长度变短，才不至于将电线拉断。 4、烧水时，为什么水壶里的水不能装的太满？ 防止水受热膨胀留出来。 5.用混凝土硬化地面时，为什么要分块硬化且留有一定的缝隙？ 混凝土有热胀冷缩的性质，缝隙是为了留出热胀冷缩的空间；当其中一块出现破损的时候，分块会对其他地面影响小一些。
关于热胀冷缩现象和对热变形的控制和应用 胡鹏浩教授 姓名：蔡学超学号：20090077 班级：测控09-2班 冬天水管破裂；有时候夏天路面会向上拱起,就是路面膨胀...(所以路面每隔一段距离都有空隙留着)；买来的罐头很难打开；高压电线夏天下垂多，冬天绷的较紧；神气的热气球。这些都是生活中常见的现象，我们习惯上把他们称之为热胀冷缩现象，那么是什么原因产生的呢？ 这是因为当物质的温度升高时，它內部的分子会振动得更快，振动得更远，这些效应会使得物质膨胀。同理，当温度下降时，物质内部分子会振动得较慢，且振动距离更短，这使得物质收缩。除了少数例外（譬如水在密度最大，体积最小），大多数物质，包括固体、液体及气体都是热胀冷缩的. 机床在工作中受到多种热源的影响，热源产生的热量通过各种不同的方式传递给机床造成床身翘曲、导轨弯曲等，即机床热变形，比如：(1)电动机、油泵等饥械动力源在执转能量换的过程中，由于内部摩擦等因素导致能量损耗并转换成热。这些热量通过传动件、压力油、空气等传递到机床上；(2)电气箱、各种阀件、液压操纵箱、活塞副等由于频繁启用，都会有不同程度的发热，并不同程度地将热量传递到机床上；(3)轴承副、齿轮副、导轨副、离合器等运动件在运动时因摩擦而发热，这些热量通过润滑油传递，特别是床身内部的润滑油池，会形成一个很大的热源；(4)在切削中，由于材料形状的变
化而产生切削热，这部分热量由切屑和润滑液传递到机床上，其中60％以上的热量直接传递给了床身；(5)环境因素的影响，如季节的变化、阳光的照射、取暖装置的启用等，都会使机床各部分受热不均匀而引起变形。 机床热变形对机床加工的影响集中体现在加工精度方面，包括机床的几何精度和定位精度，并从3个方面体现出来。 (1)线性位移变化由于热量扩散后造成机床主轴在不同方向上移动，从而破坏了机床安装调试的精度。同时，也造成工作台上的不同位置也有不同的位置变化，导致工件尺寸出现误差。 (2)角度变化热变形引起机床主轴角度位置变化，或者工作台相对于主轴轴线出现角位移，导致主轴轴线相对于工作台的平行度或垂直度变化，造成加工表面对基准的不平行或不垂直。 (3)部件直线度变化热变形引起工作台部件运动平面的弯曲，或者引起导轨弯曲，导致运动部件移动时出现直线度误差。 既然热变形会对机床造成如此大的误差（普通机床加工是半精加工，表面粗糙度都要达到3.2~1.6μm，至于精密，超精密机床，对精度的要求就更高了）所以要减少热变形对机床的影响。 大部分的制造商和工厂都会采用这么三种方案：热误差补偿技术；温度控制；热态特性优化设计。 (1)热误差补偿技术通过传感器对机床在线采集数据(如热位移或温度)，进行A／D转换，再经过已经建立的热误差模型对误差进行预测，然后进行补偿。但热补偿方法也有其缺点，如在进行数据采集
对均匀物质上孔的热胀冷缩问题的探究 辛浩 xinhao20082009@https://www.doczj.com/doc/5011991670.html, 工信1204班学号：3120000271 摘要 本文对均匀物质上的孔在温度升高和温度降低两种情况时发生的变化，从理论和实践上两方面做了分析，并从微观上找到根据，得出在物质均匀的前提下，孔是随着温度的上升而实际上是变大的。 关键词均匀介质孔热胀冷缩分子 正文 前言 大家应当还记得在《武林外传》中，白展堂是利用热胀冷缩帮李大嘴打开枷锁的那个场景吗？在电视剧中，白展堂用热水浇枷锁本想使孔变大，最后反而使孔缩小而致使李大嘴差点憋死。那么事实真的如此吗？随着温度的上升，孔真的会变小，还是变大，或者是不确定？ 一．不同的观点分析 在这个问题上，可谓是“公说公有理，婆说婆有理”，网上对这个问题都提出了自己的看法，我也实际询问了多个身边的同学，得到的回答也是五花八门。 这里我简要整理不同的分析思路： 观点一：认为会收缩。 首先因为受热膨胀，孔的周围物质会受热膨胀，自己的体积会增加，这样就会导致里面的孔会减小。 观点二：认为会变大。 孔其实是从原有物质掏出一块后产生的，所以可以把问题理解成一个没有空的板，受热之后膨胀之后再从中掏出一块出来。因为板受热膨胀了，而且因为是均匀介质所以，抽象表示里面孔位置的物质也是膨胀的，所以孔应该是增大了。
二．自己的分析判断 乍一看，两者都很有道理。 经过自己的分析，我认为是这个问题可以抽象成一个圆环图形，如下图。 圆环如果从他的中心进行膨胀的话，那么横轴纵轴都会变大，所以，无论是内径还是外径都应当是变大的，所以孔是变大的。 如果从分子的角度来讲，因为热涨冷缩时，分子的间距会增大，如果把圆环内径上的分子全考虑进去，他们间距扩增之后，也会导致内径的增大，所以不难看出孔应该增大。 我还尝试了正在学的微积分中的极限思想，将圆环的内外径无限趋于相同，这样圆环就近似为一个圆边，当增大时，也应当是扩增的。综上考虑，我假设里面的孔是增大的！ 三．从实践的角度出发 为了验证我的假设，我设计了如下实验。 用于测试物品：钥匙孔，热水，水笔芯。 由于不好找到大的圆孔实物，我想起用钥匙上的圆孔，因为没有很精确的测量工具，我就用水笔芯是否能平滑的穿过去来表示孔是否增大了。 首先，要选择选择钥匙孔的大小正好不能让水笔芯穿过去。
金属的热胀冷缩现象小实验 日常生活中随处可见热胀冷缩现象，如天气变化与热胀冷缩有关，用体温表量体温时与热胀冷缩有关，铁轨之间的空隙与热胀冷缩有关，老式日光灯上的启动器与热胀冷缩，……。下面我们就用日光灯上的启动器来做一个小实验，验证一下金属的热胀冷缩现象。 在做实验之前，让我们先来认识一下启动器。启动器也叫启辉器，是老式日光灯必需的一个元件。在铝壳或塑料壳中有一个小玻璃泡，小玻璃管内充有氖气，并装有两个电极，一个电极是用粘合在一起的双层金属片制成的，呈倒U形形状，叫做动触极（通常称双金属片）；另一个电极是直的金属片，叫做静触极，冷态时两电极分离（如图1所示）。当动触极双金属片的温度升高时会向外侧弯曲，此时动触极和静触极会相互接触；当双金属片温度降低时，因冷却而收缩，自动与静触极断开。 实验器材：日光灯启动器1个、发光二极管1个、1号干电池2节、1号电池盒2个、小开关1个、蜡烛1支、纸杯1个、针1个、导线、透明胶带、火柴、塑料瓶盖。 实验步骤： 1．用针在塑料瓶盖上扎两个相距约1厘米的小孔。 2．把发光二极管两极的引线从瓶盖上的两个小孔中穿过，使发光二极管的发光部分露在瓶盖外面，做成一个带底座的
发光二极管。（如图2所示） 3．把启动器的金属外壳去掉，得到一个有两根接线的玻璃泡和有两根接线的柱状纸卷。（这个纸卷实际上是一个电容器，做该实验时不用去掉这个电容器） 4．把纸杯倒置在桌面上，再在启动器的两接线柱上分别接上一条导线，然后用透明胶带把启动器固定在纸杯底上，使启动器的玻璃泡探出在纸杯底部边缘外面。（如图3所示） 5．按图4所示电路图连接好电路。 6.把蜡烛放置在启动器玻璃泡的下面，使蜡烛外焰位置接触到玻璃泡下部。 7.闭合电路开关，发光二极管发光了吗？ 8.用火柴点燃蜡烛，过一会儿，发光二极管发光了吗？（这时发光二极管发光了，如图5所示） 9.把蜡烛从玻璃泡下移走，放光二极管还发光吗？ 实验现象：连接好电路，闭合开关，在没点燃蜡烛时，发光二极管并不发光。点燃蜡烛后，发光二极管会发光。把蜡烛从玻璃泡下移走，放光二极管还会持续发光一段时间。现象解释：连接好电路，闭合开关，在没点燃蜡烛时，启动器玻璃泡内的静触极和动触极处于分开状态，这时电路是断开的，所以放光二极管不会发光；当点燃蜡烛后，玻璃泡内的动触极受热膨胀，这时静触极和动触极接触在一起，电路处于导通状态，所以放光二极管会发光。
热胀冷缩现象的对比演示 如果在演示物体的热膨胀现象的同时，对冷缩现象进行对比演示。现象更加有趣，这样，学生的印象会更加深刻，增强教学效果。本文介绍热胀和冷缩现象的对比演示装置。 1．金属材料的对比演示装置（图1） 演示说明：材料选用长25厘米左右，直径约2毫米的铜丝，用打火机给铜线加热；用棒冰或冰块作为冷缩实验的冷源，这样演示非常方便，现象也很稳定。 2．液体的对比演示装置（图2） 演示说明：液体选用工业酒精，因为酒精的体膨胀系数大约是水的5倍，酒精中加些红墨水进行着色，使现象的可见度大大提高。因塑料的导热性能较差，所以选用生理盐水瓶盛放酒精，插在瓶口上的毛细管可用细饮料管，管子插口处滴几滴石腊密封。盛水容器采用750毫升的塑料量杯。由于酒精的膨胀系数较大，演示时，只要往塑料量杯中倒入比环境温度高10℃左右的温水，产生的现象非常明显。对比演示同时操作。因为酒精易燃，本实验严禁用明火或电热法加热。
注：为了防止空瓶浮起来，瓶底和容器可用胶水先粘在一起。 3．气体的对比演示装置（图3） 演示说明：装置的制作方法和液体的相同。做气体的热膨胀实验时，在饮料管的上端，绕几圈棉线，然后沾上洗衣粉溶液，当向塑料容器中倒入80℃左右的热水时，饮料管上端有肥皂泡向外冒，这表明气体受热膨胀，现象很有趣。做冷缩对比实验时，在饮料管的下端也绕几圈棉线，然后沾上洗衣粉溶液，当向盛有适量水的塑料容器中投入冰块时，就会观察到，饮料管的下端往瓶里冒肥皂泡，这说明气体遇冷收缩。以上对比实验同时操作，演示时容器中的水位要高些，这是为了增加水和气体的热交换面积，能够迅速地获得所需的现象。 （收稿日期：1993年1月）
热胀冷缩的原理 热胀冷缩大家都知道，生活中也有热胀冷缩的身影，但你知道它的原理和在生活中的好处和危害吗？现在我就为您揭开热胀冷缩的神秘面纱。 热胀冷缩的原理 热胀冷缩的原理十分复杂，我在这里给大家简单的讲一下。 热胀冷缩是物体的一种基本性质，物体在一般状态下，受热以后会膨胀，在受冷的状态下会缩小。但并不是所以的物质都会热胀冷缩，比如水，它就是和热胀冷缩刚好相反，它是热缩冷胀。 物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩。这是由于物体内的粒子运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。 热胀冷缩是一般物体的特性，但水和其他物质，在某些温度范围内受热时收缩，遇冷时会膨胀，恰好与一般物体特性相反。这就叫做热缩冷胀。 物体是由分子构成的,而且分子之间是有缝隙的，在缝隙中可能有空气或者其他的物质存在。在温度变化时，这些分子之间的物质膨胀，缝隙变大，就造成了热胀。冷缩则刚好相反。在温度变化的时候，这些分子之间的物质收缩，缝隙变小，就造成的冷缩。 热胀冷缩的应用 温度计大家都很熟悉，它就是个典型的热胀冷缩的影子。它是利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象而设计的。 就比如说酒精温度计，它是根据里面的酒精受热膨胀，在玻璃管内上升高度；遇冷收缩，在玻璃管内下降高度，就可以测量温度了。 你玩过乒乓球吗？乒乓球扁了怎么办？扔了再换一个？其实也可以用热胀冷缩来恢复原来的模样。 因为乒乓球内的空气受热膨胀，使乒乓球恢复的原状。 热胀冷缩在生活中的引用其实还有许多许多，这里只是列举的其中的两个。 热胀冷缩的危害 热胀冷缩不仅有好处，也有坏处。 在夏天的话，轮胎气打太足就会爆胎，因为里面的空气受热膨胀，最终导致爆胎，这个危害是十分危险的。 热水瓶上的塞子也不能塞的太紧，因为里面的空气在热水的作用下，受热膨胀，而瓶塞去紧紧的塞着，就会导致瓶胆爆裂。这也是个危害 冬天的电线会很容易断，那是因为电线遇冷收缩，到了一定程度不能在缩了，最终导致了电线断了。 发动机缸体在低温下容易冻裂其实是和上面的冬天的电信容易断是一个道理的。发动机的缸体遇冷收缩了，就导致会爆裂。 看了我的文章了，您对热胀冷缩的了解跟深一步了吧？其实生活中处处都有热胀冷缩，只是你没去发现它罢了。
《气体和金属的热胀冷缩》教学设计 秦皇岛市昌黎县二街完全小学田小红 一、教材分析： 本教学内容是教科版《科学》五年级下册《热》单元第三课时《空气的热胀冷缩》和第四课时《金属热胀冷缩吗》两课时的内容。在研究了液体的热胀冷缩之后，这节课让学生探究空气、铜和铁热胀冷缩的性质，从而对物体三态的热胀冷缩有一个整体的认识。 二、教学目标： 科学概念： 1、气体、固体受热以后体积会胀大，受冷以后体积会缩小。 2、热胀冷缩现象与物体内部微粒的运动有关。 3、有些固体和液体在一定条件下是热缩冷胀的。 过程与方法： 1、设计简单易操作的实验活动，观察研究空气和金属热胀冷缩的现象。 2、正确使用酒精灯给物体加热。 3、对生活中的现象尝试用模拟实验加以解释。 情感态度价值观： 1、培养学生乐于探究、团结合作的探究精神，激发学生对热胀冷缩现象的探究兴趣。 2、初步意识到事物遵循普遍的变化发展规律，但也有特殊性。 三、教学重难点： 引导学生自行设计实验观察气体、金属固体体积的变化现象。 四、教学准备： 1、学生准备：带吸管的青霉素小瓶、红水、肥皂水、锥形瓶、气球、注射器、刨冰袋、胶带、滴管、烧杯、冷水、热水、冰水、固体热胀冷缩实验盒、酒精灯、钢丝条、刻度尺、作支架用的木块。 2、教师准备：热喷泉装置、热水、冷水、塑料袋、酒精灯、火柴、固体热胀冷缩演示器、瓶子吞蛋装置、多媒体资料。 五、教学过程： （一）、激情导入，揭示课题 1、演示热喷泉实验。 2、提问：老师是根据什么性质做的热喷泉实验？ 3、演示热喷泉对比实验。 4、提问：到底是什么受热膨胀出现了喷泉？ 5、引出课题：通过上节课的研究，我们已经知道了液体有热胀冷缩的性质，气体和固体是不是也有这种性质呢？（板书课题）
第一单元冷和热 2热胀冷缩 教学目标 1.通过学习与实践，掌握酒精灯的使用方法。 2.通过实验与分析，知道绝大多数物体具有热胀冷缩的性质。 3.能够运用物体热胀冷缩的性质解释生活中的一些现象。 教学重点 认识到液体、气体、固体都具有热胀冷缩的性质。 教学难点 设计实验验证液体、气体、固体具有热胀冷缩的性质。 教学准备 教师材料：水槽、烧瓶、胶塞、细玻璃管、高锰酸钾水溶液、气球、温度计、铜球实验装置、酒精灯、火柴。 学生分组材料：实验记录单。 教学过程 一、导入新课 1.上一课，我们探究了热水在变凉的过程中温度的变化规律。在这个实验中，我们使用温度计测量热水的温度，发现温度计放在热水中，液柱会上升，放在冷水中液，柱又会下降。 2.教师相机出示课本第4页上面两幅图。引导学生看一看。重点引导学生注意温度计在热水中液柱上升，在冷水中液柱下降。 3.大家知道这是为什么吗？温度的高和低对温度计中的液柱又会产生怎样的影响呢？今天这节课，我们就来探讨这方面的问题。 板书课题：2热胀冷缩
二、学习新课 活动一：研究液体受热和遇冷时体积的变化 1.教师引导：在日常生活中，水受热和受冷时，它们的体积会有变化吗？又会有怎样的变化呢？下面我们通过实验来探讨这个问题。 2.出示问题：水在受热和受冷时体积会有怎样的变化？ 同学们，你认为水在受热和受冷时体积会有怎样的变化？是变大？还是变小？或者是不变？请大家对这个问题做出自己的预测。 3.学生预测。 出示课本第4页下面的一幅图片，引导学生仔细观察图片，并读一读旁边的文字，进一步了解本次实验所需的材料、方法以及实验注意点。 4.全班交流 实验材料：中间插有空心管的胶塞和配套的瓶子、红颜色的水、水槽、热水、冷水等等。实验方法： ①准备一个中间插有空心管的胶塞和配套的瓶子。 ②往瓶里加满染了颜色的水，用胶塞塞紧瓶口。 ③把瓶子放入水槽中，记下空心管里水面的位置。 ④往水槽里加热水，观察空心管里水面的位置有什么变化。 ⑤把瓶子放入冷水水槽中，观察空心管里水面的位置又有什么变化。 实验注意点： 玻璃管的粗细是影响实验效果的重要因素，玻璃管越细，液柱高度的变化越明显。 要用加入色素的水做这个实验,便于学生观察。 在使用热水时注意安全。 在这个实验中，有时实验现象不太明显，因此大家在实验过程中注意力要集中，观察要仔细。
4.空气的热胀冷缩 【教材简析】 《空气的热胀冷缩》是教科版五年级下册《热》单元的第四课。本课是学生在研究了液体热胀冷缩之后，开始关注并研究空气的热胀冷缩现象。本节课内容包含两个活动。活动一：研究空气的热胀冷缩。教材从液体的热胀冷缩的知识出发，引出“空气是否热胀冷缩”的探究问题，启发、引导学生开动脑筋自己想出办法来观察。学生们利用教师提供的实验器材合理选择搭配，然后分别放进热水、常温水、冰水，静置观察现象。同时联系到水的热胀冷缩，两者进行比较找到不同之处。活动二：解释空气的热胀冷缩。教材选择模拟游戏生动表现了空气“微粒”的运动，从而解释空气的热胀冷缩性质。 学生通过本课的学习，为下节课研究金属的热胀冷缩性质以及进一步认识大多数物体都有热胀冷缩的性质起到承前启后的作用。 【学情分析】 在经过本单元前面三课的学习后，学生们已经对固体和液体的热胀冷缩现象有了一定的认识。因此对于探究空气的热胀冷缩现象还是具有一定基础的。因此，本课选用了学生较为熟悉的空气为例，感知空气的热胀冷缩。同时与水的热胀冷缩进行比较，发现不同之处。但对于五年级的学生来说，解释热胀冷缩现象还存有一定的困难。 【教学目标】 科学概念目标 1.空气受热以后体积会膨胀，受冷以后体积会缩小。 2.初步了解热膨胀现象和物体内部微粒的运动有关。 科学探究目标 1.用多种方法观察空气的热胀冷缩现象。 2.尝试用“模型”解释现象。 科学态度目标 对热胀冷缩现象产生更浓厚的探究兴趣。 科学、技术、社会与环境目标
意识到空气的热胀冷缩性质在生活中的具有广泛的用处。 【教学重难点】 重点：用多种方法观察空气的热胀冷缩现象。 难点：用“模型”解释热胀冷缩现象。 【教学准备】 分组准备：每组3个烧瓶、1个锥形瓶、1只气球、热水、常温水、冰水、实验记录单等。 教师准备：多媒体课件、一袋空气。 【教学过程】 一、问题聚焦（预设5分钟） 1.复习旧知 回顾上节课“液体的热胀冷缩”的知识。 （1）一些液体具有热胀冷缩的现象。 （2）实验室里的温度计是利用酒精的热胀冷缩原理制成的。 2.引出新问题 教师出示一袋空气。提问：现在袋子里面装满了空气，它是否也和水一样具有热胀冷缩的现象？【出示PPT1】 3.师生交流讨论。 二、探究新知（预设30分钟） （一）探究一：观察空气的热胀冷缩 1.追问。 空气无色无味，而且也看不见，我们怎么知道它的体积是否发生了变化呢？ 【出示PPT2】 2.教师出示实验器材（学生分组器材），提问：能否设计实验，清楚地观察空气的热胀冷缩现象？【出示PPT3】 （1）学生独立思考设计实验。 （2）全班交流设计实验。 （3）教师小结并明确实验探究方案，同时出示实验要求。 3.实验要求：
《4 热胀冷缩》教案 一、教学目标 （一）知识与技能 能对固体，液体，气体的实验现象进行分析，归纳。 （二）过程与方法 通过实验，知道固体，液体，气体都能热胀冷缩。 （三）情感态度与价值观 能够以严谨细致的科学态度，完成物体热胀冷缩的实验。 二、教学重点 了解固体，液体，气体都能热胀冷缩。 三、教学难点 将热胀冷缩的知识联系生活。 四、教学准备 准备8组材料，每组材料有3个篮筐，每个篮筐对应一种实验。篮筐一有烧杯，热水和冰水，小试管2根，红墨水，透明塑料吸管2根，带孔的橡皮塞；篮筐二有2个玻璃杯，热水，冰水；篮筐三有瘪乒乓球，烧瓶，气球，烧杯，肥皂水，冰水，热水。 五、教学过程 （一）新课导入 播放修路工人用电锯在水泥路面锯开一条缝，再往那条缝里灌入沥青。 电脑屏幕出现2幅图——左边的图是一块水泥地胀裂了；右边的图是学校教学楼中间的缝 师：你们平时有留意水泥工路面上有一条条沥青吗哪位同学知道为什么修路工人要锯开一条缝，往缝里灌入沥青呢（生猜测） 看来有些同学学习习惯很好，课前预习了，知道热胀冷缩这个词。这节课，就让我们通过实验，一起去探究热胀冷缩这种现象！（板书课题） （二）进入新课 1、教学"会升降的水柱"。 师：同学们，你们有见过喷泉吗
生：见过，去旅游时见过。 （课件出示喷泉图）。 师：那你们见过彩色喷泉吗 （学生面面相觑） 师：好，现在老师给大家做一个彩色喷泉实验，请同学们认真观察。 教师演示实验。 实验步骤：（1）在小试管内装入红墨水。（2）把带孔的橡皮塞塞在试管口，插入吸管，吸管只露出橡皮塞外一点点。（3）把烧瓶放入烧杯中。（4）在试管上浇热水。（5）彩色喷泉喷出来了！ （教师一边演示，一边讲实验步骤和正确的操作方法，为学生下一步的动手操作做出示范。） 师：你们想不想试一试请组长出来领实验材料做实验，要注意实验步骤和小心热水！别烫着！ 学生动手实验。 师巡视，给与指导和帮助 师：很多同学的实验都成功了，出现了彩色喷泉。想想为什么会出现这现象 生1：是热水的作用。 生2：红墨水受热膨胀，所以就胀了出来。 生3：红墨水受热后，体积胀大，水就胀出来了。 师：大家的想法都很好。假如我们一开始不浇热水，而是浇冰水，会出现彩色喷泉吗下面大家用另一个试管再做实验，改为浇冰水，看看会有什么结果。 学生兴致勃勃地做实验，师巡视帮助和指导。 师：你们观察到什么现象想想为什么会出现这些现象 生1：红墨水往下退了 生2：红墨水遇冷后收缩，就退下去了。 生3：红墨水体积减少，所以退下去了。 师：同学们的实验做得很成功，结论也是正确的。 师：通过三年级科学的学习，我们知道，红墨水是液体。通过刚才的2个实验，能说明红墨水具有怎样的现象 生1：红墨水受热时膨胀，受冷就收缩。
热胀冷缩问题一 1 思路点拨 一般固体材料，遇热都会膨胀，遇冷都会收缩，不同的材料，在温度变化相同的情况下，其热膨胀冷缩的程度往往不同．取两块热胀冷缩程度不同的金属片(例如M的热胀冷缩现象比N的热胀冷缩现象更明显)将其粘合成为一块，称为双金属片，如图所示．由图示状态开始，其其温度升高，则两金属片都会发生膨胀，但一侧金属片膨胀得多，另一侧金属片膨胀得少，则这个双金属片整体便会向膨胀得少的一侧弯曲(例如向N一侧弯曲)；反之，若从图示状态开始而其温度降低，则此双金属片将向另一侧弯曲． 本题所用双金属片为铜片和铁片铆合而成，铜的热胀冷缩比铁更强，故温度升高时双金属片将向铁片一侧弯曲，左片为铁片．若调节图中的旋钮C，使静片向左移动一些，则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开，这时对应所需的温度更高，即调温电熨斗的设定温度值将提高． 答案：热膨胀，铁，高． 2 思路点拨 冬天，室外气温往往比室内气温低很多，自来水笔在室外时，其笔囊中的空气温度也较低．当将其带入室内时，笔囊中空气温度会随之升高．由此，这部分空气将发生膨胀而把笔囊中的墨水挤出． 答案：C 热胀冷缩问题二 1 思路点拨 玻璃传热较慢，所以当玻璃的一部分突然遇热(或遇冷)而使其温度变化很多时，其他部分的温度往往难于很快地随之变化，由此可使玻璃的各部分间温差较大，又由于物体的热胀冷缩之故，由此而使得玻璃的各部分热膨胀不均匀，这种不均匀的差别太大时，则可能使玻璃制品碎裂． 冬天，环境温度较低，玻璃杯的温度也就较低，若骤然向玻璃杯内倒入开水，则杯的内层受热明显膨胀但外层受热不够而膨胀得少，由此可导致杯炸裂．若先将温水倒入杯中将杯“预热”一下，再倒入开水时，则杯的内外层将不会有太大的温度差而避免了杯子的损坏．答案:C 2 思路点拨 当温度升高时，铜和铁都会受热而膨胀，而在升高同样温度的情况下，铜膨胀得比铁多．在图所示的情况下，则铜和铁的重心都会因棒的膨胀而远离支点，但铜远离得多些，铁远离得少些．由杠杆的平衡原理知棒将发生逆时针方向转动，即其左端下降，右端上升．答案:C 热传递问题一 1 思路点拨 地球表层的空气，由于其热容量较小，故随着春夏秋冬四季太阳光照射强弱的不同，其温度有明显变化．夏天热，冬天冷．而地球表层的泥土砂石和其中的水，其热容量比空气大很多，且又不像空气那样易于流动而便于吸热和散热，所以地球表层的泥土砂石的温度随四季变化就没有空气那么明显，井水的温度与它旁边的泥土砂石的温度是相等的，故井水的冬夏温度变化就比地面空气的冬夏温度变化要小．由此，人们对井水便有冬暖夏凉的感觉．答案：A 2 思路点拨 没有油覆盖的菜汤，相当于水暴露在空气中，水是很容易蒸发的，由于蒸发要吸热，所
大班科学《热胀冷缩》 活动目标： 1.乐于操作实验，初步了解物体热胀冷缩的现象。 2.敢于推测，能大胆交流，萌发对生活中科学现象的探索兴趣。 活动准备： 1.热胀冷缩的PPT、热胀冷缩视频、记录表 2.实验操作材料：热水、冷水、气球、玻璃瓶、温度计、奶茶杯、药瓶（带药水和吸管）、热水袋两个、乒乓球一只 活动过程： 一、教师引题 教师以魔术师的口吻告诉幼儿魔术班招收学员，必须通过考核才能学习魔术。 二、考核第一关，初步发现热胀冷缩现象 1．教师出示一个玻璃瓶，小朋友，你们看，老师带来了什么？（瓶子）你知道瓶子里有什么吗？（空气），你真聪明，瓶子里装着很多很多的空气。 2.出示气球，这又是什么？把气球套在瓶子上，然后把瓶子放在热水里，气球会有什么变化？把瓶子放在冷水里气球又会怎么样呢？ 3．幼儿自由猜测，教师将幼儿猜测用绘画的形式记录在记录表上。 4．幼儿分组操作实验，教师巡回指导 1）教师提出要求：请幼儿先将瓶子放入热水中，观察气球的变化；再将瓶子放入冷水中仔细观察气球的变化。（提醒幼儿按照老师的要求进行操作）2）幼儿分组操作 5．幼儿交流：你刚才发现了什么？气球有什么样的变化？ 6.教师将幼儿操作结果记录在记录表上。 三、考核第二关，进一步感知各种材料的热胀冷缩现象 1. 教师出示奶茶杯、药瓶、温度计，幼儿认识三种操作材料。 2.教师请幼儿猜测这三种材料放入热水中会怎么样？再放入冷水中会有什么变化？ 3.教师随时记录幼儿的猜测。
4.幼儿根据教师准备的材料，分组合作做实验验证自己的猜测。 1）教师提出要求：请幼儿将材料先放入热水中，观察它的变化；再将材料放入冷水中仔细观察又有什么样的变化？（提醒幼儿可以到各组都去尝试一下）2）幼儿分组操作 5.幼儿回座位逐一讲述自己的发现。 6.教师记录幼儿实验结果，提问：为什么奶茶杯放入热水里它的杯盖会鼓起来？放在冷水里会瘪下去呢？为什么药瓶和温度计放入热水里会升上来？放在冷水里会降下去呢？这到底是怎么回事？ 7.出示视频，介绍热胀冷缩现象。 四、考核第三关，了解热胀冷缩现象在生活中的运用 1．出示两个热水袋，幼儿猜测哪个热水袋里装了热水，并说说是怎么知道的。 2．出示踩扁的兵乓球，要让兵乓球鼓起来应该放在放在热水里还是冷水里？ 3．教师用实验验证幼儿猜测 4.出示PPT，幼儿观察发现各种现象 1）没有灌满的各种碳酸饮料 2）有缝隙的马路和桥的图片 3）煮熟的鸡蛋放入冷水中的图片 4．提问为什么会有这些现象？请幼儿回家讨论、查资料。 5.告诉幼儿只有解决了这些问题才能从魔术班拿到毕业证书，变成一个真正的魔术师。
如何让“热胀冷缩”的现象更明显 【改进目的】 教材中《热胀冷缩》一课中关于气体和固体的热胀冷缩的实验，是通过观察烧瓶上所套的气球的变化和通过铜环的铜球的实验来说明的。这两种实验方法有几个缺点：一、用手给烧瓶加热，时间慢，效果不明显，如果气球弹性较大，就鼓的不是太大，学生往往会在这个过程中失去观察的耐性；二、通过铜环的铜球的实验容易造成人员的伤害，不是十分安全；三、这两个实验对材料要求高，不利于学生操作。 针对以上这些问题，对实验进行了改进，经过改进后的实验，有以下优点：一、实验材料简单，每个学生都可以自己制作完成；二、实验效果明显，有趣味；三、操作安全，学生可以通过小组合作完成。 【实验器材】 1.水槽、塑料瓶一个、橡皮泥、烧杯一个内装染红的肥皂水、热水、 冷水、吸管。 2.木板、钉子2个、铜丝，蜡烛、火柴 【实验过程】 实验一（气体的热胀冷缩）： 1.将吸管放入瓶口，用橡皮泥密封。 2.将其他吸管与第一支吸管相接，形成一个长管。 3.将瓶子置入水槽，弯曲吸管，使它探入装有装染红的肥皂水的 烧杯中。
4.向瓶壁浇热水，观察现象。 5.再向瓶壁浇冷水，观察现象。 实验二（固体的热胀冷缩） 1、找一根细长的铜丝，搁在两摞书上，一端插到木板上，使它固定起来，再在木板上压上重物，另一端下面垫一块玻璃，齐铜丝的端点在玻璃上画一条横线。 2、然后用火焰在铜丝的中部加热。 3、过一会后，拿起蜡烛，离开铜丝。 【实验结果】 实验一（气体的热胀冷缩）： 1、给瓶子浇热水时，吸管会排出大大的气泡，在肥皂水中吹泡泡，泡泡甚至会流到杯子外面。 2、给瓶子浇冷水时，吸管会将杯子中红色的肥皂水吸到瓶子里面。 实验二（固体的热胀冷缩）： 1、把蜡烛固定在铜丝中间加热，你就会看到铜丝的端点超过了横线，这是由于铜丝受热膨胀，长度伸长。 2、移走火焰以后，铜丝慢慢冷却，铜丝的端点又回到横线上。 【结果说明】 以上两个实验可以分别说明气体、固体也有热胀冷缩的性质。
热胀冷缩问题二 1．图中所示为自动调温电熨斗的电路图。右下方为温控部分。在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热、当温度达到预定温度时，双金属片因______向左弯曲，电路断开。若双金属片由铜片和铁片铆合而成，则左片就是______片。调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______。 思路点拨 一般固体材料，遇热都会膨胀，遇冷都会收缩，不同的材料，在温度变化相同的情况下，其热膨胀冷缩的程度往往不同．取两块热胀冷缩程度不同的金属片(例如M的热胀冷缩现象比N的热胀冷缩现象更明显)将其粘合成为一块，称为双金属片，如图所示．由图示状态开始，其其温度升高，则两金属片都会发生膨胀，但一侧金属片膨胀得多，另一侧金属片膨胀得少，则这个双金属片整体便会向膨胀得少的一侧弯曲(例如向N一侧弯曲)；反之，若从图示状态开始而其温度降低，则此双金属片将向另一侧弯曲． 本题所用双金属片为铜片和铁片铆合而成，铜的热胀冷缩比铁更强，故温度升高时双金属片将向铁片一侧弯曲，左片为铁片．若调节图中的旋钮C，使静片向左移动一些，则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开，这时对应所需的温度更高，即调温电熨斗的设定温度值将提高． 答案：热膨胀，铁，高． 2．冬天，把自来水笔从室外带到室内，有时会有墨水流出。这主要是因为 [ ] A．墨水受热膨胀，流出来了。B．笔囊受热膨胀，把墨水挤出来了。 C．笔囊中的空气受热膨胀，把墨水挤出来了。D．笔尖处的缝隙受热膨胀，使墨水漏出来了。思路点拨 冬天，室外气温往往比室内气温低很多，自来水笔在室外时，其笔囊中的空气温度也较低．当将其带入室内时，笔囊中空气温度会随之升高．由此，这部分空气将发生膨胀而把笔囊中的墨水挤出． 答案：C
自主探究设计方案 实验验证得出结论1.同学们看老师手中的烧瓶 中有什么？空气有什么特点 呢？今天我们就来重点研究 烧瓶中的空气。 2. 为了便于我们研究，老师 还请来了下面这些好帮手:平 底烧瓶、烧杯、气球、带玻 璃弯管的橡胶塞、红墨水、 橡胶管、滴管、水槽、冷水 和热水，你能利用这些材料 设计一个实验证明我们刚才 的猜想吗？ 3.在设计实验方案时，老师 还有一些问题想提醒大家： （1）空气会四处流动，应该 把空气装在什么容器里？用 什么密封？ （2）怎样让空气受冷和受 热？ （3）空气看不见也摸不着， 有什么办法能看到空气体积 的膨胀和收缩？ 4.请小组同学根据以上问 题，讨论并设计实验方案。 5.下面请小组同学汇报你们 想到的方法。 1.幻灯出示温馨提示。 在做实验时你有什么想提醒 大家的吗？ （1）实验仪器轻拿轻放，注 意安全，小心热水。 （2）小组同学分工合作好， 轮流试一试。 （3）细心观察实验现象，记 录员及时记录实验情况。 （4）实验完毕整理好实验 1.学生回忆并描述空气 的特点，聚焦研究的对 象。 2. 认识提供的实验材 料，了解有的实验器材 的具体操作方法及用 途。 3.思考：根据提示的问 题，小组讨论设计实验 方案。 4.小组汇报讨论情况： （1）方法一可以在烧 瓶口上套小气球，借助 气球的鼓凹来判断空气 体积的变化。 （2）方法二将空气装 入烧瓶内，用带玻璃弯 管的橡胶塞塞住瓶口， 用胶头滴管吸取一滴红 墨水封住导管口，观察 烧瓶受热或受冷时红墨 水的移动情况。 （3）方法三可以将带 玻璃管的橡胶塞塞住烧 瓶口，并用橡胶管一段 套住玻璃管，一段浸入 水中，借助水来观察空 气体积的变化。空气如 果受热体积膨胀就会在 水中冒泡，如果受冷空 气体积收缩，外界气压 就会将水压入管中或瓶 中。 1.学生分组选用方法 一、方法二和方法三进 行实验验证。 2.小组同学汇报实验情 况。 生1：当我们用手捂住 烧瓶时，玻璃管中的红 墨水向外移动；当将烧 瓶放入冷水中时，玻璃 管中的红墨水向瓶内移 为学生提供有结构的 实验材料，给足学生 思考的时间，启发学 生的创新思维，让学 生动脑筋想出各种验 证空气有热胀冷缩性 质的实验方法。 三年级的学生设计实 验方案才刚刚起步， 三个思考题的出示为 学生提供了脚手架， 让学生在设计实验方 案时考虑更加细致、 全面、详实。 在学生汇报时善于捕 捉教学中生成性的东 西，挖掘内在隐含的 科学性，使师生之间 的科学素养在互动中 得到提升。
热胀冷缩问题一 1．图中所示为自动调温电熨斗的电路图。右下方为温控部分。在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热、当温度达到预定温度时，双金属片因______向左弯曲，电路断开。若双金属片由铜片和铁片铆合而成，则左片就是______片。调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______。 思路点拨 一般固体材料，遇热都会膨胀，遇冷都会收缩，不同的材料，在温度变化相同的情况下，其热膨胀冷缩的程度往往不同．取两块热胀冷缩程度不同的金属片(例如M的热胀冷缩现象比N的热胀冷缩现象更明显)将其粘合成为一块，称为双金属片，如图所示．由图示状态开始，其其温度升高，则两金属片都会发生膨胀，但一侧金属片膨胀得多，另一侧金属片膨胀得少，则这个双金属片整体便会向膨胀得少的一侧弯曲(例如向N一侧弯曲)；反之，若从图示状态开始而其温度降低，则此双金属片将向另一侧弯曲． 本题所用双金属片为铜片和铁片铆合而成，铜的热胀冷缩比铁更强，故温度升高时双金属片将向铁片一侧弯曲，左片为铁片．若调节图中的旋钮C，使静片向左移动一些，则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开，这时对应所需的温度更高，即调温电熨斗的设定温度值将提高． 答案：热膨胀，铁，高． 2．冬天，把自来水笔从室外带到室内，有时会有墨水流出。这主要是因为[ ] A．墨水受热膨胀，流出来了。B．笔囊受热膨胀，把墨水挤出来了。 C．笔囊中的空气受热膨胀，把墨水挤出来了。D．笔尖处的缝隙受热膨胀，使墨水漏出来了。 思路点拨 冬天，室外气温往往比室内气温低很多，自来水笔在室外时，其笔囊中的空气温度也较低．当将其带入室内时，笔囊中空气温度会随之升高．由此，这部分空气将发生膨胀而把笔囊中的墨水挤出． 答案：C 热胀冷缩问题二 1．在冬天，向玻璃杯内倒开水前，往往先倒入一些温水，将杯子热一下后倒去，再将开水倒入杯中，这样做主要是为了（） Ａ．清洁杯子 Ｂ．使玻璃杯变得容易热传递 Ｃ．使玻璃杯内外温差不致过大，杯子不易损坏 Ｄ．使玻璃杯内外温度相等，杯子不易损杯 思路点拨 玻璃传热较慢，所以当玻璃的一部分突然遇热(或遇冷)而使其温度变化很多时，其他部分的温度往往难于很快地随之变化，由此可使玻璃的各部分间温差较大，又由于物体的热胀冷缩之故，由此而使得玻璃的各部分热膨胀不均匀，这种不均匀的差别太大时，则可能使玻
小学科学《热胀冷缩》教学实录 一、教学目标： 1.通过实验，知道固体、液体、气体都有热胀冷缩的现象。 2.能对固体、液体、气体的实验现象进行分析、归纳。 3.了解在生产生活中物体的热胀冷缩现象的应用。 4．能够以严谨细致的科学态度，完成物体热胀冷缩的实验。 二、教学重点： 通过观察、分析、归纳得出液体、固体、气体都有热胀冷缩的现象 教学难点： 学生探究实验 教学准备：液体热胀冷缩实验装置、红墨水、开水、酒精灯1个、固体热胀冷缩演示仪1套、烧杯、矿泉水、可乐、冰红茶各一瓶。 三、教学过程： （一）引入：（5分钟） 师：上节课布置大家利用课外时间观察超市饮料任务完成了吗？你都观察了那些？这些饮料瓶都装满了吗？ 生：没有 师：老师这里也随机选了几瓶没有开封的饮料，大家看看它们有没有装满。饮料瓶不装满，是商家偷工减料还是另有原因？ 生：自由发言。 师：这就是我们今天要学习的内容：热胀冷缩（板书） （二）新课教学 活动一：会升降的水柱（15分钟）
师：要解决这个问题，我们需要先做一个实验，我们的实验器材有带吸管的小玻璃瓶一只、冷水和热水各一杯、红色液体、实验记录单一份，实验开始前老师先简单介绍一下这个实验装置的制作方法：试验中先向小玻璃瓶内加满红色液体，再盖紧瓶塞，然后再参照实验记录单上的内容进行实验。 实验过程中，教师巡视，观察学生的实验及填写记录单的情况，5分钟后，实验结束。 师：下面，我们选择几个小组来展示一下自己小组的实验结果，那些小组愿意来展示？（选择2-3个小组进行展示，力争选出一个正确的，一个有错误的记录表） 生：（在实物投影仪上展示自己小组的实验记录表） 师：其他小组的实验结果和他们的结果一样吗？ 生：回答 师：（如果有不一样的，可以请不一样的同学到前面来展示他们的实验结果，若没有，就开始总结）红色液体遇热时，体积膨胀，遇冷时，体积缩小，我们把它的这种性质叫做热胀冷缩。（板书：液体有热胀冷缩的性质）师：大家在哪里看见过这种红色液体遇热上升，遇冷下降的现象？ 生：温度计 师：我们使用的温度计就是利用这个原理制成的。通过实验，我们知道了，液体在一般情况下都具有热胀冷缩的性质。为什么是“一般情况下”而不是任何情况下，这里有一个特例，水在4℃的时候有反膨胀现象，大家将来在中学物理里会接触到。现在那个同学来解释一下为什么饮料瓶里面的饮料不装满？ 生：解释。 活动二：会变大小的铜球（10分钟）
一、生活中奇妙的物理现象： 1.哈哈，大家小时候都喜欢吹泡泡，一个小小的泡泡啊从吸管里飞出来，在阳光的照射下，发出五彩缤纷的色彩来，特别是好多好多泡泡的时候，那更美丽啦~可是当我们看到肥皂开始时上升，随后便下降，这是为什么呢？来，我带你们一起去寻找美丽的泡泡！ 2.这个过程和现象，我们只要留心想一下，就会发现，它其中包含着丰富的物理知识。在开始的时候，肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气，肥皂膜把它与外界隔开，形成里外两个区域，里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时，肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度，根据阿基米得原理可知，此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。随着上升过程的开始和时间的推移，肥皂泡内、外气体发生热交换，内部气体温度下降，因热胀冷缩，肥皂泡体积逐步减小，它受到的外界空气的浮力也会逐步变小，而其受到的重力不变，这样，当重力大于浮力时，肥皂泡就会下降。 3.下面来给大家分享几张图片.> <. 这就是美丽的泡泡哦！ 4.生活中的应用：这是热力学其中的一个现象，这广泛应用于天空中的热气球！
二、有趣的物理小实验： 神奇的会跳动的米粒~ 1.器材：两只铝罐子、一个玻璃棒、一个橡皮绳、一截保鲜膜、一些米粒。 2.实验过程：用剪下来的一小截的保鲜膜把铝罐的一头包起来，用橡皮绳固定住。在保鲜膜上洒下一些米粒。拿起另一个罐子，靠近米粒，用玻璃棒敲击罐子。 3.物理现象：哈哈~保鲜膜上的米粒随之跳起舞来，（虽然实验效果有些不太明显，这里有些失误，如果把米粒换成体积比较小的盐，效果就出来了）。 4.物理原理：你制造的声波引起保鲜膜的振动，米粒很重，当保鲜膜的表面振动时，笨拙的米粒也会随之跳动。 5.下面来欣赏我做的实验！嘻嘻~
热胀冷缩在生活中的运用与解释 教材简说： 热胀冷缩是物体的一种基本性质，物体在一般状态下，受热以后会膨胀，在受冷的状态下会缩小。大多数物体都具有这种性质。生活中有许多热胀冷缩的现象，我们的学生常常见到这些现象，但是并没有去思考这些生活常识背后的知识。比如说：为什么夏天自行车轮胎的气不能打太足；瓶盖打不开时，为什么用开水烫过之后就容易打开……这些都是因为热胀冷缩这一基本性质的存在，人们可以巧妙的运用这一现象解决生活中的一些困难。 教材图文并茂，向我们展示了生活中许多热胀冷缩的现象，提出了多个“为什么”。如：夏天，自行车的轮胎打气不能打太足；刚煮熟的鸡蛋用冷水浸，蛋壳容易剥掉；立交桥上会留缝隙；瓶盖打不开用开水烫后容易打开……这些生活常识学生见过，通过对这四个生活现象的讨论，激发学生的学习兴趣，引导学生通过观察、实验等方法探究问题，解决问题的方法。 教材设计主要分为三部分。第一部分：以图片和文字相结合，提出四个“为什么”？激发学生的学习兴趣和探究的欲望。第二部分：原理解释，经过探究明白这些都是因为物体存在热胀冷缩这一基本性质，这一基本性质是因为物体内的粒子(原子)运动会随温度改变而改变形成的。第三部分：生活中的运用，物体都有热胀冷缩的现象，我们可以利用这种现象解决一些困难。把所学的知识运用于生活。 学习目标： 1、通过生活中的一些现象，知道物体存在热胀冷缩这一基本性质，并且知道其中的原理。 2、能初步运用所学知识解释生活中热胀冷缩现象的能力。 3、培养学生应用科学技术为人类服务的意识和科学创造的本领。 教学建议 本课的教学要充分发挥学生的主动性，教师适当指导即可。 教师可以准备一些道具，演示热胀冷缩的现象。 第一部分：“你知道吗”提出四个“为什么”，教师可以演示其中一或两个可操作的实验，如：煮熟的鸡蛋，放冷水蛋壳容易剥掉；为什么瓶盖打不开时，用开水烫后就打开了？思考为什么生活中会出现这样的现象，提出问题，引发思考。教学时，多让学生说说理由，先独立思考，再小组交流，最后全班交流。教师适时引导，帮助学生归纳总结。 第二部分：原理解释，当学生讨论交流差不多时，归纳出严谨的语言，解释这些现象的原理，学生顿时恍然大悟。 第三部分：热胀冷缩在生活中的运用。了解了物体存在这一性质后，让孩子思考，生活中你见过哪些热胀冷缩的现象，你知道其中的原理吗?请学生说现象，再思考其原因。这一