资源简介

《比热容》第 1 课时教学设计
课题名称：比热容第 1 课时
教材版本：人教版义务教育课程标准实验教科书九年级
教学背景分析
（一） 教学内容的地位和作用 《比热容定义》是人教版九年级物理第十三章章第三节内容， 它是本章的中心，本节内容是在温度和热量知识的基础上引出的一节在探究过程中得出概念的概念课。本节内容同时又是学生学习比热容计算和内能等后续知识的基础。通过本节课学习，经历从问题出发，设计实验方案，分析数据，归纳结论的科学探究过程，建立比热容概念，让学生理解比热容概念，并学会运用控制变量法设计实验方案解决比较不同物质比热容。 （二）学情分析： 学生刚刚学习了内能及改变内能的两种方式，对于热传递有一定的理解，但对于如何判断吸收热量的多少还是比较片面的，只会想到温度升高得越多物质吸收的热量越多。而课本是从比较不同物质的吸热情况建构比热容的概念的，学生通过实验只能知道不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，这显然无法得出比热容的概念的，增加了学生学习的难度，所以本节课需要先教会学生从热源放热情况去分析物质的吸热情况，接着针对同种物质水做研究，通过实验现象发现质量和升高温度都会影响到水的吸热，进一步设计及完成实验的得到 1kg 的水温度上升 1℃时吸收的热量是相同的结论，从而概括出比热容的概念，最后用实验比较不同物质的比热容再次进行巩固。
教学目标
（一）知识与技能目标 通过实验了解比热容的概念 （二）过程与方法 1.通过任务引领的方式，在逐步解决问题的过程中利用实验，最终得出比热容的概念 2.借助控制变量法和转换法引导学生根据不同的实验目的设计出实验，并在这个过程中培养学生根据基本概念和基本方法，关注每一个物理量的变化情况，掌握完整的分析过程的能力 （三）情感态度与价值观 在实验探究中，亲身体验物理概念形成的过程，培养学生科学探究的精神
教学重点和难点
（一）教学重点：比热容概念 （二）教学难点：比热容概念的形成过程
教学方式和教学手段
（一）教学方式：实验探究、启发引导等相结合。 （二）教学手段 ：多媒体，传感器辅助教学 （三）学生学习方式：实验探索使学生分享思维过程，获得知识，锻炼思维。
教学过程
引入：从电热水壶烧水开始 课件上显示的这种电热水壶相信大家都不陌生，壶里的水是通过电热水壶中的电热丝进行加热的。 （一）通过热源的放热情况来分析出物质的吸热情况 由于热源每秒放出的热量相同，先假设电热水壶每秒放出的热量恒为Q。 带着学生先分析电热水壶工作 1s 和 2s 时热量的传递情况，得到在忽略散热的情况下，电热水壶放出的热量就等于壶里的水吸收的热量这个结论，因此用同一热源加热物质时，加热时间越长，热源放出的热量会越多，在忽略散热的情况下，被加热物质吸收的热量就会越多。 （二）哪些原因影响到水的吸热 实验一：我们先用同一个电热水壶，把初温相同的 600g 的水和 1000g 的水都加热到 87.5℃，都升高相同的温度，哪一次电热水壶加热时间长？哪一次电热水壶放热多？哪一次加热过程水吸收的热量多？ 实验结论：加热 1kg 水的那一次加热时间长 代表此过程电热水壶放出的热量多 所以水吸收的热量也多。 什么原因导致？ 水的质量多导致的 实验二：用同一个电热水壶加热 1kg 的水，第一次把这壶水从 33.4℃加热到 63.4℃ ，第二次把同样的一壶水从 33.4℃加热到 83.4℃，温度升高得更多，哪一次电热水壶加热时间长？哪一次电热水壶放热多？哪一次加热过程水吸收的热量多？ 实验结论：水从 33.4℃加热到 83.4℃那一次加热时间长，代表此过程中电热水壶放出热量多，水吸收的热量多。 什么原因导致？升高的温度多导致的 综上所述水的质量及升高的温度都会影响到水吸收热量的多少 （三）质量和升高温度都相同时，水的吸热情况 实验设计：若用同一个电热水壶将 1kg 的水，温度从 45℃加热至 46℃，再从 46℃加热至 47℃，温度都上升 1℃时，则水在这两个过程中吸收的热量是否相同呢？ 引导学生从热源的放热情况来分析物质的吸热情况，得到可以通过加热时间是否相同去比较水在这两个过程中吸收的热量是否相同的结果，然后设计好实验。 实验结论：在实验中我们用的是同一个电热水壶，它每秒放出的热量是相同，实验数据看到 1kg 的水温度从 45℃上升至 46℃ 所用的时间，和它从 46℃上升至 47℃所用的时间是相同的，也就说明这两个过程中电热水壶放出的热量相同，在忽略散热的情况下，这两个过程中水的吸热也就是相同的。除此后面水每上升 1℃所用的时间也是相同的，同理我们可以推出 1kg 的水每上升 1℃吸收的热量是相同的。 （四）求质量为 m 的水 温度升高 t 时所吸收的热量 假设 1kg 的水温度每上升 1℃时吸收的热量为 Q 后，逐步引导学生得出水温度上升 1℃时吸收的热量要用 m 乘以Q 解决，而 1kg 的水吸收的热量要用Δt 乘以 Q 解决，最后如果要求出质量为 m 的水 温度升高 t 时所吸收的热量，就得用 Q 乘以 m 乘以Δt。
而这里 1kg 的水温度升高 1℃时所吸收的热量其实就是今天我们要学习的水的比热容。 （五）比热容的概念 物理上我们把 1kg（即单位质量）的某种物质温度升高 1℃时，所吸收的热量叫作这种物质的比热容，用符号 c 来表示。 公式是 c=Q/mΔt 单位质量的某种物质，温度降低 1℃所放出的热量，与它温度升高 1℃所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 让学生用公式推导比热容的单位是焦耳每千克摄氏度 J/（kg℃）。 （六）不同物质的比热容 实验设计：根据比热容的公式设计实验比较不同物质的比热容是否相同 学生都会根据 c=Q/m t，用控制变量法设计实验，但对于如何比较两种物质吸收的热量或如何控制两种物质吸收的热量，还是要进行引导再的出实验方案。 方案一：我们可以取质量相同的不同种物质，用同一个热源加热，让它们升高相同的温度，去比较它们的加热时间。 方案二：我们还可以取质量相同的不同种物质，用同一个热源加热，让它们加热相同的时间，去比较它们升高的温度即可。 实验：这个实验我们将用两条同一规格的电阻丝同时加热 15g 的水和硅油，而且为了实验结果能更加精确，我们用上节课已经使用过的温度传感器来代替温度计和停表，记录下被测物质的温度随时间变化的情况，这就是两条规格相同的电阻丝，在双层烧杯中先用电子天平取 15g 的水，再取 15g 的硅油，把两电阻丝浸泡到水和硅油中，并插入温度传感器探头，密封起来，然后将这两条电阻丝接入同一个电源当中，使得两电阻丝通电后每秒放出热量相同。 实验现象：此时可以看到传感器显示了在电阻丝通电前水和硅油的初始温度，闭合开关让两电阻丝同时开始加热，每隔 10s 记录一次温度，可以发现水和硅油的温度随着时间的增长而升高，最后断开开关完成实验。 学生通过之前所学根据图像，分析水和硅油的比热容是否相同，如不同谁的比热容更大。 分析方法一：根据 c=Q/m t ，我们用相同规格电阻丝加热时间相同时，热源每秒放出的热量相同，即热源放出的热量相同 即水和硅油吸收热量也是相同的。Q 和m 都相同，纵坐标上对应上升的温度是不同的，此时水上升的温度更少，这就说明水和硅油的比热容是不同的，水的比热容更大。
分析方法二：根据 c=Q/m t ，质量相同的水和硅油都升高相同温度时，横坐标上所对应的加热时间是不同的，我们用相同规格电阻丝加热时，热源每秒放出的热量相同，此时水对应的加热时间长，加热水的热源放出的热量多，所以水吸收的热量更多，这也同样能说明水的比热容更大一点。 查找相关数据发现不同的物质它们的比热容一般是不同的，所以比热容是反映物质自身性质的物理量。

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