資源簡介

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【大單元教學】第十三章 內能 分課時教學設計
第3節 比熱容（第二課時）
課題 比熱容
課型 新授課 √ 復習課 試卷講評課 其他課
1.教學內容分析 本節課是人教版九年級上冊第十三章第三節的內容，教材在學習了熱傳遞、熱量知識的基礎上，進一步研究物體升高溫度時吸收熱量的多少與哪些因素有關，從而提出了物質的比熱容的概念。本節課屬于一個完整的實驗探究課題，教材從日常生活經驗出發提出問題，通過實驗探究得出結論，并利用探究結果解決實際問題，關注學生的生活體驗和實驗探究能力的培養。本節課的重點是比熱容概念的建立，比熱容概念的理解是解釋生活中自然現象的基礎，也是進行熱量計算的基礎。
2.學習者分析 通過初二的學習，學生已經初步掌握了實驗探究的基本程序，掌握了控制變量法和轉換法等科學探究方法，經歷了比值法定義物理量的過程。但對物質的物理屬性的理解不夠透徹，本課通過實驗探究，讓學生完整地經歷探究過程，設計方案、進行實驗，交流討論，充分發揮學生的主動性，讓學生在實驗中切實地體驗到不同物質吸熱能力的不同，加深對比熱容概念的理解，從而培養學生的物理觀念，使其學會從物理的角度解釋自然現象。
3.學習目標確定 1、通過對比熱容公式的學習，能根據比熱容進行簡單的熱量計算。 2、通過對實例的分析處理，能用比熱容解釋簡單的自然現象。 3、通過分析計算，運用比熱容知識解決實際問題。
4.學習評價設計 學習評價自我評價表項目評價內容掌握情況很好一般不好科學知識1能根據比熱容進行簡單的熱量計算。2嘗試用比熱容解釋簡單的自然現象。學科能力通過交流與分析，利用比熱容解釋相關現象及應用。通過分析計算，獲得運用比熱容知識解決實際問題的能力。科學態度能體驗自然科學的價值，體驗知識來源于實踐而又應用于實踐的辯證關系。小組評價表評價內容得分標準成員一成員二成員 三團隊精神5分：能高效分工合作完成任務 3分：重大問題能有效溝通 1分：各自獨立，不能完成任務實施能力5分：能準確設計詳細的實驗過程和所用實驗道具。 3分：能設計出大概方框架，但不夠準確和詳細。 1分：不能設計出任何過程和方案。結果展示能力5分：小組完成任務并解答正確。 3分：小組 任務，但解答部分正確，部分錯誤。 1分：小組完成任務，但解答全部不正確。總分
5.學習活動設計
教師活動 學生活動 設計意圖/學習評價
任務一：溫故知新
水的比熱容C水=4.2×103 J/(kg·℃) 物理意義：1 kg的水溫度升高（降低）1 ℃所吸收（放出）的熱量為4.2×103 J。 你能根據它的物理意義計算出：2㎏的水溫度升高1℃吸收的熱量是多少嗎？2㎏的水溫度升高10℃吸收的熱量是多少嗎？ 學生回顧比熱容的概念、單位及物理意義。 思考、討論，并嘗試回答問題。 通過引導學生回顧舊知，鞏固比熱容的概念、單位及物理意義的同時，引出進一步深入學習的主題。
任務二：比熱容的計算
要對比熱容進行計算，就要先回顧比熱容的定義式： 【注意】1.各物理量的單位必須統一為國際單位制單位： Q→J、C→J/（kg·℃）、m→kg、△t→℃。 2.物體吸收或放出熱量的多少與物質的比熱容、物體的質量和溫度的變化量三個因素都有關系，注意這里指的是溫度的變化量，而不是物體的溫度。 （1）運用公式求比熱容： 例1：為研究物質的吸熱性能，某同學分別對質量都為500g，初溫都為20℃的水和煤油用相同的電熱器加熱6min，結果水溫升高到30℃，而煤油溫度升高到40℃，（不考慮熱量損失）： 求煤油的比熱容是多少？已知c水=4.2×103J/kg·℃） （2）運用公式求質量、溫度 例2：吃早飯的時侯，媽媽用熱水給小雪加熱250g的袋裝牛奶。為了使這袋牛奶的溫度由12℃升高到42℃，媽媽用60℃的熱水給牛奶加熱。[c水=4.2×103J/（kg·℃），c牛奶=2.5×103J/kg·℃】。 問：①此過程中，牛奶吸收的熱量是多少？ ②若熱水放出熱量的40%被牛奶吸收，問媽媽要用熱水多少千克？ 學生回顧比熱容的定義式，并說出各個字母代表的含義和單位。 學生了解公式的含義及注意事項。 學生觀看例題，認真審讀題干，并嘗試運用比熱容的公式進行解答。 學生觀看例題，認真審讀題干，并嘗試運用比熱容的公式進行解答。 通過回顧上節課學習的比熱容的定義式，鞏固公式，并為本節課運用公式進行計算作鋪墊。 通過經典例題，帶領學生了解公式在實際應用題中的運用，再通過變式題進行舉一反三，鞏固加強學生對于比熱容公式在計算中的運用。
任務三：熱量的計算
公式變形后：Q=Cmt 例1：計算出0.5 kg的水，溫度從20℃升高到80℃，需要吸收的熱量？ 例2：計算出0.5 kg的水，溫度從80℃降低到20℃，所放出的熱量？ 從以上兩道例題，你能得出什么規律？ 總結： Q=cmΔt 吸熱升溫：Q吸=cm（t末-t初） 放熱降溫：Q放=cm（t初-t末） 學生了解比熱容公式的變形式，并嘗試用公式解決兩道例題計算題。 學生思考、總結熱量計算公式及運用方法。 通過變形公式的學習，加深學生對于比熱容概念及公式的多種應用。 從解決生活實際問題中總結規律、得出結論。
任務四：比熱容在生活中的應用
（1）水升高一定溫度時，需吸收的熱量較多；降低一定溫度時，能放出的熱量較多。 應用：用冷水作冷卻劑，用熱水取暖。 （2）水吸收一定熱量后，溫度升高較少；放出一定熱量后，溫度下降較少。 應用：調節氣溫（如沿海地區和沙漠地的氣溫比較）、護苗 （3）解釋簡單的自然現象 海陸風的成因，跟水和沙石的比熱容不同有關系。 學生結合冷卻劑的生活實例了解“水升高一定溫度時，需吸收的熱量較多；降低一定溫度時，能放出的熱量較多”的原理。 學生結合調節氣溫的實例，理解水吸收一定熱量后，溫度升高較少；放出一定熱量后，溫度下降較少。 學生觀察示意圖，結合水和沙石的比熱容不同分析海陸風的成因。 通過聯系生活應用，舉例說明比熱容對溫度變化的影響導致的吸收或放出熱量，引導學生結合實例，理解應用。同時，幫助學生進行學以致用，培養將物理知識放在生活實際中用于解決問題的能力。 通過對“自然現象”的解釋，考察和鍛煉了學生用比熱容相關知識進行綜合應用、進而解決實際問題的能力。
任務五：總結反思
通過本節課的學習，你學到了什么？你還有什么問題？ 歸納本課所學 培養學生總結歸納的能力。
6.板書設計 第3節 比熱容（第二課時） （一）比熱容的計算 Q=Cmt 1.影響吸放熱的因素：物質種類、質量、升高的溫度 2.吸熱公式：Q吸=cm（t-t0）=cm△t 3.放熱公式：Q放=cm（t0-t）=cm△t （二）比熱容在生活中的應用 用冷水作冷卻劑，用熱水取暖，調節氣溫 （三）用比熱容解釋簡單的自然現象 海陸風的成因
7.作業與拓展學習設計 1.甲、乙兩物體質量相等，吸收的熱量之比是2：1，升高的溫度之比是1：2，則甲、乙兩種物質的比熱容之比是（ D ） A.2：1 B.1：2 C.1：4 D.4：1 2.某同學利用如圖甲所示的裝置比較α、兩種液體吸熱的情況，使用相同規格的電加熱器分別對等量”水和食用油加熱，得到溫度隨時間變化的圖像如圖乙，下列說法正確的是（ B ） A.等量是指體積相同的水和食用油 B.由圖像可知，a、b液體的比熱容之比是5：4 C.實驗中物質吸熱的多少是通過升高的溫度來衡量的 D.圖乙圖像中a對應食用油，b對水 3. 小張用相同的酒精燈分別對質量均為200g的水和甲液體進行加熱，8min內各消耗酒精4g，用得到的實驗數據繪制出了如圖所示圖象。若單位時間內兩液體吸收的熱量相等，酒精的熱值為3×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），則下列說法正確的是（ A ） A.升高相同的溫度時，水和甲液體吸收的熱量相同 B.甲液體在4mm內吸收的熱量為1.26×105J C.甲液體的比熱容為2.4×103J/（kg·℃） D.酒精燈的加熱效率為21%
8.特色學習資源分析、技術手段應用說明 多媒體、完全相同的兩個電熱水壺，天平，水，沙子，燒杯，酒精燈等。
9.教學反思與改進 一些物理概念或規律常借助于數學公式來表達，但是不能單純從數學角度理解，要考慮其物理意義。比如熱容的表達式，就不能單純從數學角度來理解，從公式看，熱量Q除以m△t，當Q為零時，c也為零。但比熱容是物質的一種特性，與吸放熱是沒有關系的。
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物理九年級大單元整體教學設計
第十三章 《內能》
本章內容分析
第十三章《內能》學生在八年級物態變化的學習中，已經接觸了一些宏觀熱現象。本章在介紹有關物質是由分子、原子構成的相關知識基礎上揭示擴散現象的普遍性。結合固體、液體和氣體的特點，聯系分子熱運動的知識，讓學生認識到分子間存在相互作用力，而且不同狀態的物質分子間的距離和相互作用力不同。正是這種不同，導致了物質的不同形態。
本章課標要求
1.能簡單地說明物質是由分子、原子構成的；知道一切物質的分子都在不停地做熱運動：能夠識別擴散現象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋；知道分子之間存在著相互的作用力。
2.了解內能的概念，能簡單地描述溫度和內能的關系；知道做功可以使物體內能增加或減小的一些實例；知道熱傳遞可以改變物體的內能，知道熱量的概念及單位：知道做功和改變物體內能的實質；理解做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的。
3.了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性；能通過實驗探究得出不同物質的吸熱能力不同；能夠利用比熱容生物知識來解釋生活中的一些現象；會進行簡單的吸熱計算。
本章核心素養
物理觀念：記住并舉例分子熱運動及與溫度的關系、擴散現象及發生范圍、分子間作用力及種類、固、液、氣態物質微觀及宏觀特性的物理觀念。
物理思維：通過擴散現象、分子間作用力等的本質屬性抽象概括出科學研究方法的物理思維。
科學探究：科學探究分子熱運動、擴散現象及發生范圍、熱運動與溫度的關系、分子間作用力及種類。
科學態度與責任：在科學，技術，社會，環境（STSE的關系基礎上形成科學的態度與責任。
單元教學目標
（一）內容目標
1. 知道：常見物質是由分子或原子組成的；物體的內能；分子熱運動的快慢與溫度的關系；一切物質的分子都在不停地做熱運動；分子間存在作用力；比熱容是物質的基本屬性；
2.了解：影響物體內能大小的因素；
3.能：識別擴散現象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋；通過實驗探究比較不同物質的比熱容；利用比熱容的概念進行相關熱量的計算；
4理解：改變物體內能方式；
5.認識：物體內能與溫度的關系；內能、溫度與熱量三者之間的關系：物質的比熱容；
6.會：利用比熱容的概念解釋生活中常見的現象。
（二）學業目標
1. 知道：常見物質是由分子或原子組成的；物體的內能；分子熱運動的快慢與溫度的關系；一切物質的分子都在不停地做熱運動；分子間存在作用力；比熱容是物質的基本屬性；
2.了解：影響物體內能大小的因素；
3.能：識別擴散現象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋；通過實驗探究比較不同物質的比熱容；利用比熱容的概念進行相關熱量的計算；
4理解：改變物體內能方式；
5.認識：物體內能與溫度的關系；內能、溫度與熱量三者之間的關系：物質的比熱容；
6.會：利用比熱容的概念解釋生活中常見的現象。
五、教學重點：
分子動理論的基本知識；內能概念的建立；改變物體內能的方法。
六、教學難點：
正確理解內能和比熱容的概念。
七、學情分析，教學建議：
學生在八年級上冊第三章物態變化的學習中已經接觸了一些宏觀熱現象，如物態變化。本章在此基礎上進一步深入分析這些宏觀熱現象內深層次的微觀機制。這就涉及一些熱學特有的研究方法和手段。如何從復雜的宏觀熱現象中分析出其微觀機制？微視模型又怎樣解釋更多的宏觀熱現象？這些問題的學習是對學生物理能力的一種提高。
八、本章活動主題：
愛因斯坦對內能的探索
著名的物理學家阿爾伯特·愛因斯坦在年輕時，對物理學產生了濃厚的興趣。他熱衷于探索自然界中的各種現象，并試圖用物理定律來解釋它們。
有一天，愛因斯坦讀到了一篇關于熱力學的研究論文。論文中提到了一個關于內能的概念，引起了他的極大興趣。內能是指物體內部所有微觀粒子的動能和勢能之和，它是一個物體熱運動的總和。愛因斯坦覺得這個概念非常有趣，于是決定親自進行實驗來研究內能。
愛因斯坦設計了一個簡單的實驗：他準備了一個木制的水桶，桶里裝滿了水。然后，他在水桶中間放了一個隔板，將水桶分成兩個部分。在實驗開始時，愛因斯坦將一個熱源放在桶的一側，加熱其中的水。隨著時間的推移，水的溫度逐漸升高，內能也不斷增加。
然而，愛因斯坦發現了一個有趣的現象：當水溫升高時，隔板另一側的水竟然也跟著升溫。這讓他感到非常驚訝，因為他知道隔板另一側的水并沒有直接接觸到熱源。經過一番思考，愛因斯坦意識到這是內能的傳遞導致的。由于熱傳導的作用，熱量通過水分子之間的相互作用，跨越了隔板，使得另一側的水分子內能增加。
這個實驗讓愛因斯坦對內能的理解更加深入。他開始研究各種物質的內能性質，并試圖尋找更普遍的熱力學規律。最終，愛因斯坦提出了著名的能量守恒定律和質能方程，為物理學的發展作出了巨大貢獻。
通過這個趣味物理故事，我們可以看到內能在現實生活中的應用和重要性。希望這個故事能讓大家對內能有了更直觀的認識，同時也激發了大家對物理學的興趣。
九、教學過程性評價細目設計
學習任務 分子熱運動 內能 比熱容
優秀 1、能熟練地說明物質是由分子、原子構成的，了解分子的直徑大小。 2、熟知一切物質的分子都在不停地做無規則運動，并且其運動快慢與溫度有關。 3、熟知擴散現象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋。 4、熟知分子之間存在著相互的作用力。 1、知道內能的概念；能簡單地描述溫度和內能的關系。 2、熟知熱傳遞可以改變物體的內能：知道熱量的概念及單位，知道熱傳遞的過程中，物體吸收熱量，溫度升高：放出熱量，溫度降低，內能發生改變。 3、熟知做功可以改變物體的內能。 4、能區分溫度、熱量、內能：理解做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的。 5、熟知做功可以使物體內能增加或減少的一些實例。 1、能通過實驗探究得出不同物質的吸熱能力不同。 2、知道比熱容的概念，熟知比熱容是物質的一種特性，能夠利用比熱容知識來解釋生活中的一些現象。 3、能做吸放熱計算。
良好 1、能簡單地說明物質是由分子、原子構成的，了解分子的直徑大小。 2、知道一切物質的分子都在不停地做無規則運動，并且其運動快慢與溫度有關。 3、能夠識別擴散現象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋。 4、知道分子之間存在著相互的作用力。 1、了解內能的概念；能簡單地描述溫度和內能的關系。 2、知道熱傳遞可以改變物體的內能：知道熱量的概念及單位，知道熱傳遞的過程中，物體吸收熱量，溫度升高：放出熱量，溫度降低，內能發生改變。 3、知道做功可以改變物體的內能。 4、學會區分溫度、熱量、內能：理解做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的。 5、知道做功可以使物體內能增加或減少的一些實例。 1、能通過實驗探究得出不同物質的吸熱能力不同。 2、了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性，能夠利用比熱容知識來解釋生活中的一些現象。 3、會進行簡單的吸放熱計算。
合格 1、了解物質是由分子、原子構成的，了解分子的直徑大小。 2、了解一切物質的分子都在不停地做無規則運動，并且其運動快慢與溫度有關。 3、能初步識別擴散現象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋。 4、了解分子之間存在著相互的作用力。 1、初步了解內能的概念；能簡單地描述溫度和內能的關系。 2、了解熱傳遞可以改變物體的內能：知道熱量的概念及單位，知道熱傳遞的過程中，物體吸收熱量，溫度升高：放出熱量，溫度降低，內能發生改變。 3、了解做功可以改變物體的內能。 4、初步學會區分溫度、熱量、內能：理解做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的。 5、了解做功可以使物體內能增加或減少的一些實例。 1、知道物質的吸熱能力不同。 2、初步了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性，能夠利用比熱容知識來解釋生活中的一些現象。 3、了解吸放熱的計算。
十、教學流程圖（思維導圖展現整個整體單元教學的思路及課時安排）
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