資源簡介

第3節　比熱容
第1課時　比熱容的概念及應用
教材分析
一、課標分析
通過實驗,了解比熱容。能運用比熱容說明簡單的自然現象。
二、內容和地位分析
比熱容是物理人教版九年級第十三章第3節內容,它是本章的中心,本課時是在溫度和熱量知識的基礎上引出的一節在探究過程中得出概念的概念課,同時又是學生學習熱量的計算和內能等后續知識的基礎。通過本節課的學習,經歷從問題出發,設計實驗方案,分析數據,歸納結論的科學探究過程,建立比熱容的概念,讓學生理解比熱容的概念,并學會運用控制變量法設計實驗方案解決比較不同物質的吸熱能力。
學情分析
學生剛剛學習了內能及改變內能的兩種方式,對于熱傳遞有一定的理解,但對于如何判斷吸收熱量的多少還是比較片面的,只會想到溫度升高得越多物質吸收的熱量越多。而教材是從比較不同物質的吸熱情況建構比熱容的概念的,學生通過實驗只能知道不同物質,在質量相等、升高的溫度相同時,吸收的熱量不同,這顯然無法得出比熱容的概念,增加了學生學習的難度,所以本節課首先需要教會學生從熱源的放熱情況去分析物質的吸熱情況,然后針對同種物質(水)做研究,通過實驗現象發現質量和升高溫度都會影響水的吸熱,進一步設計并完成實驗,得到1 kg 的水溫度升高1 ℃時吸收的熱量是相同的結論,從而概括出比熱容的概念,最后用實驗比較不同物質的比熱容再次進行鞏固。
教學目標
1.了解比熱容的概念,知道比熱容是物質的一種特性。
2.實驗探究不同物質的吸熱能力,理解比熱容的物理意義。
3.用比熱容解釋生活現象。
核心素養
借助控制變量法和轉換法引導學生根據不同的實驗目的設計出實驗,并在這個過程中培養學生根據基本概念和基本方法,關注每一個物理量的變化情況,提高學生完整地分析過程的能力。
重點難點
重點:比熱容的概念。
難點:比熱容概念的形成過程。
教學過程
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節一:導入新課 　　提問:夏天,同樣的日照條件,海水的溫度和沙灘不一樣。白天,海水涼,沙灘燙腳。傍晚,沙灘涼了下來,海水卻還暖暖的,這是為什么呢 追問:同樣的太陽照射下,為什么沙子和海水的溫度不一樣 　　學生思考并回答問題,進入情景。 　　創造課堂情景,激發學生的興趣和求知欲。
環節二:比較相同物質吸收熱量的多少 　　比較相同物質吸收熱量的多少: (1)比較燒開一壺水與燒開半壺水誰需要的熱量多。 (2)把一壺水燒成溫水與燒成開水,比較誰需要的熱量多。 　　學生觀察演示實驗并思考。 　　得到結論:物質吸收熱量的多少與質量和升高的溫度有關。
續表
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節三:探究不同物質吸收熱量的多少 1.探究不同物質吸收熱量的多少 【設計實驗】(以等質量的水和食用油為例) (1)實驗方法:控制變量法、轉換法。 ①質量相同、升高的溫度相同,加熱時間長的吸收的熱量多,吸熱能力強。 ②質量相同、加熱時間相同,溫度升高低的,吸熱能力強。 問題思考: a.為什么用同一熱源給水和食用油加熱 b.怎么比較水和食用油吸收熱量的多少 c.要記錄哪些數據 (2)實驗器材:燒杯、溫度計、電加熱器各兩個,水、食用油、電源、鐘表、天平。 【進行實驗與收集數據】 【分析與論證】質量相等的水和食用油,升高相同溫度,吸收的熱量不同,水吸收的熱量更多,水的吸熱能力強。表明水和食用油吸熱本領不一樣。 【實驗結論】質量相等的不同物質,升高相同的溫度,吸收的熱量不同。不同種類的物質吸熱本領不同。 2.歸納總結 (1)等質量的不同物質,升高相同溫度,加熱時間長的吸收的熱量多,吸熱能力強。 (2)等質量的不同物質,吸收相同熱量,升高溫度低的,吸熱能力強。 　　 設計實驗,知道實驗所用的方法。 學生思考并回答:a.保證相同時間吸收的熱量相同。 b.加熱時間反映吸收熱量的多少。 c.質量、初溫、末溫、溫差、加熱時間。 對實驗數據進行分析論證,歸納出結論。 　　 提升學生的實驗設計能力。 學生選擇合適的器材進行實驗,培養學生設計實驗、制訂方案、獲取與處理數據的能力。 培養學生分析與歸納的能力。
環節四:比熱容 1.概念:一定質量的某種物質,在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比,叫做這種物質的比熱容。 2.比熱容用符號c表示,它的單位是焦每千克攝氏度,符號是J/(kg·℃)。
續表
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節四:比熱容 3.定義式:c=。 4.物理意義:表示物質吸熱能力的物理量。 比熱容是物質的屬性之一,它僅與物質的種類和狀態有關 5.閱讀教材“小資料”,了解一些物質的比熱容。交流與思考:通過表中的數據,你能獲得什么信息 (1)哪種物質的比熱容最大 它為多少 其意義是什么 (2)同種物質在不同狀態下的比熱容相同嗎 (3)液體的比熱容都比固體的比熱容大嗎 (4)“不同物質的比熱容一定不同”這句話對嗎 例1　關于比熱容,下列說法中正確的是(　　) A.溫度越高,比熱容越大 B.物質放熱越多,比熱容越大 C.物質的質量越大,比熱容越小 D.物質的比熱容與質量和溫度無關 6.歸納總結 (1)物質的比熱容越大,其吸熱能力越強;物質的比熱容越小,其吸熱能力越弱。 (2)比熱容是物質本身的一種性質,與質量和溫度無關。 7.利用比熱容的知識解釋一些現象 (1)為什么海水和沙子在同一時刻的溫度不一樣 (2)我國北方樓房中的“暖氣”用水作為介質,把燃料燃燒時產生的熱量帶到房屋中取暖。用水做輸送能量的介質有什么好處 (3)生活、各種產業中,還有沒有用水來加熱或散熱的情況 (4)吐魯番夏天最高溫度大多在四十多攝氏度,居中國之首,而火焰山又是吐魯番最熱的地方,其表面溫度最高曾達到八十多攝氏度。但一到晚上氣溫一下子就 　　 學生閱讀教材內容,理解比熱容的概念。 學生答題,教師答疑。 學生思考并利用所學的比熱容知識來解釋現象。 　　 提升學生的閱讀能力和理解能力。 及時鞏固比熱容的知識,檢驗學習成果。 培養學生聯系生活,用所學知識解釋生活現象的能力。
續表
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節四:比熱容 降到二十多攝氏度,空調都不用開。為什么 例2　以下四種現象中,與水的比熱容無關的是(　　) A.汽車的發動機用循環流動的水來冷卻 B.生活中往往用熱水取暖 C.夏天灑水降溫 D.灘涂濕地溫差小 學生答題,教師答疑。 及時評價學生的學習情況,針對知識的掌握情況補充講解。
板書設計 第3節　比熱容 第1課時　比熱容的概念及應用
比熱容(1)
課堂練習 相關練習
課堂小結 本節課你學到了什么 有哪些收獲呢
作業布置 1.第十三章第3節第1課時。 2.“動手動腦學物理”第1~3題。
教學反思


第2課時　熱量的計算
教材分析
一、課標分析
知道熱量的計算公式,能利用其進行簡單的計算。
二、內容和地位分析
熱量的計算是對比熱容概念的深入理解和升華,此課時以計算為主,通過對熱量的計算,可以為比熱容的理解和解釋生活中相關熱現象提供定量分析和科學依據,培養學生的科學思維能力。
學情分析
學生剛剛學習了內能及改變內能的兩種方式,對于熱傳遞有一定的理解。在上節課了解了比熱容的概念,得到了比熱容的公式,會利用比熱容來定性解釋生活中的一些現象。這都為本節課練習熱量的計算打下了基礎。
教學目標
1.會進行簡單的比熱容、溫度和熱量的計算。
2.熱平衡問題的相關計算。
核心素養
學會利用所學知識解決實際問題,會利用公式進行定量計算。
重點難點
重點:會進行簡單的比熱容、溫度和熱量的計算。
難點:熱平衡問題的相關計算。
教學過程
教學環節 教學內容 學生活動
題型一:比熱容的計算 　　例1　一質量為500 g的金屬塊,吸收8 800 J的熱量后,由 30 ℃升高到50 ℃,求該金屬的比熱容。這是哪種金屬 物質比熱容c/[J·(kg·℃)-1]鋁0.88×103鐵、鋼0.46×103銅0.39×103水銀0.14×103鉛0.13×103
　　解:m=500 g=0.5 kg,根據比熱容的定義式c=可知,該金屬的比熱容c===0.88×103 J/(kg·℃);根據表中信息可知,這種金屬是鋁。 例2　甲、乙兩物體質量相等,當甲物體溫度升高10 ℃,乙物體溫度升高20 ℃時,甲物體吸收的熱量是乙物體吸收熱量的2倍,則甲物體的比熱容與乙物體的比熱容之比是(　B　) A. 1∶2　　　B. 4∶1　　　C. 1∶1　　　D. 1∶4 提示:根據c=列出甲、乙兩物體比熱容之比的關系式,代入吸收的熱量、質量與溫度變化量的關系比就可以求出比熱容之比。 　　學會利用公式求物質的比熱容。
續表
教學環節 教學內容 學生活動
題型二:溫度的計算 例3　某太陽能熱水器水箱內裝有質量為80 kg的水,經太陽曬2 h后,水吸收的熱量是1.008×107 J。如果水的初溫是20 ℃,那么2 h后,水箱里的水是多少度 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 解:由Q=cmΔt可得,Δt===30 ℃,由于Δt=t末-t初,因此t末=Δt+t初=30 ℃+20 ℃=50 ℃。2 h后,水箱里的水是50 ℃。 例4　在1個標準大氣壓下,把一個質量為500 g的高溫物體投入質量為8 kg、溫度為20 ℃的水中,若物體放出的熱量是 2.73×106 J,不計熱量損失,則水的溫度會升高到　100　℃。 注意:分清“升高到”與“升高了”的區別。此題中“升高到”即求水的末溫。 解析:根據Q=cmΔt可得,水升高的溫度Δt===81.25 ℃。因為t0+Δt=20 ℃+81.25 ℃=101.25 ℃>100 ℃,且在1個標準大氣壓下,水沸騰后溫度會保持100 ℃,所以水的末溫為100 ℃。 　　學會利用公式求溫度。
題型三:熱量的計算 例5　某太陽能熱水器中裝有質量為50 kg的水,水溫為 70 ℃,到了晚上,該熱水器中水的溫度降低了45 ℃,求水放出的熱量是多少。[c水= 4.2×103 J/(kg·℃)] 解:水放出的熱量Q放=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×45 ℃=9.45×106 J。 歸納總結:熱量的計算。 (1)升溫吸熱:Q吸=cm(t-t0)。 (2)降溫放熱:Q放=cm(t0-t)。 注意:上述公式適用于物體溫度改變時,物體吸收或放出熱量的計算,對物態變化的過程不適用。 　　學會利用公式計算物質吸收或放出的熱量。
題型四:熱平衡 解決方法:高溫物體與低溫物體接觸時,高溫物體放出熱量,低溫物體吸收熱量,最終,兩個物體溫度相等,達到了熱平衡狀態。若高溫物體放出的熱量全部被低溫物體吸收,則有Q吸=Q放。若此過程中有熱量損失,則有Q放=Q吸+Q損。 小惠要用熱水加熱一袋250 g的牛奶,使這袋牛奶的溫度由10 ℃升高到40 ℃,不計熱量損失,她至少要用多少千克70 ℃的熱水 [已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),c牛奶=2.5×103 J/(kg·℃)] 解:m牛奶=250 g=0.25 kg,在此過程中,牛奶吸收的熱量 Q吸=c牛奶m牛奶(t末-t初牛奶)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(40 ℃-10 ℃)=1.875×104 J。不計熱量損失,則有Q吸=Q放,由Q放=c水m水(t初水-t末)可得,熱水的質量m水== ≈ 0.149 kg。 例7　使20 g冰的溫度從-10 ℃升高到0 ℃,但未熔化成水,需要吸收多少熱量 如果這些熱量是由溫度從5 ℃降低到 0 ℃的水供給的,需要多少克5 ℃的水 [冰的比熱容為2.1×103 J/(kg·℃)] 解:m冰=20 g=20×10-3 kg,Δt冰=0 ℃-(-10 ℃)=10 ℃,冰吸收的熱量Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10 ℃=420 J;由題知,冰升溫吸收的熱量由水降溫放熱提供,即Q吸=Q放,Δt水=5 ℃-0 ℃=5 ℃,需要水的質量m水===0.02 kg=20 g。 學會處理熱平衡問題。
續表
教學環節 教學內容 學生活動
板書設計 第3節　比熱容 第2課時　熱量的計算 比熱容 (2)
課堂練習 相關練習
課堂小結 本節課你學到了什么 有哪些收獲呢
作業布置 1.第十三章第3節第2課時。 2.“動手動腦學物理”第4~5題。
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