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第十六章 热和能 第三节 比热容
1课时 新授课
【教学目标】
知识与技能：
1、了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性，会查比热容表。
2、能根据比热容进行简单的热量计算。
3、尝试用比热容解释简单的自然现象。
过程与方法：
1、通过探究，比较不同物质的吸热能力。
2、通过交流与分析，利用比热容解释相关现象及应用。
3、通过分组实验培养学生的实验能力及交流合作能力。
情感、态度、价值观：
通过探究性学习，培养学生的团队精神，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然规律的情感，体验自然科学的价值，体验知识来源于实践而又应用于实践的辩证关系。
【教学重难点】
探究计划的制定与实施，对实验数据进行分析与论证。
热源的选择及对加热时间的限制，对实验数据进行分析与论证。
【教学方法】
学生分组合作探究式教学。
【教学准备】或【实验准备】
分组实验材料：烧杯，酒精灯、铁架台、温度计、煤油、水、火柴、石棉网、圆纸板、计时器、抹布等。
演示实验材料：比热容演示器、酒精灯、火柴等
教学内容 教师活动 学生活动
激趣导入 激趣导入：场景一：……新疆气候的又一特点是气温日较差大。一般是白昼气温升高快，夜里气温下降大。许多地方最大的气温日较差在20～ 25℃。在吐鲁番，年平均气温日较差为14.8℃，最大气温日较差曾达50℃。塔克拉玛干沙漠南沿的若羌县，年平均气温日较差为16.2℃，最大气温日较差达27.8℃。一天之内好像经历了寒暑变化，白天只穿背心仍然挥汉，夜里盖上棉被方能安眠。这些现象在全国是罕见的。我们生活在沿海地区，一天的气温变化小，而新疆内陆的气温变化大，这是为什么？场景二：海边的故事中午，砂子很烫而水不烫傍晚，砂子很凉而水不凉（设计意图：用沿海和内陆的温差变化及海水和沙滩的温差对比引入创设情境，激发兴趣） 激发学生探究的欲望和探究的热情。
提出问题分组讨论 【想一想，议一议】早晨起床后，小明想吃完方便面后去上学，暖水瓶中无热水，但时间又不多了，要想尽快的将水烧开，该怎么做？为什么？通过烧水的实例思考并发表自己的观点。通过生活经验得到物体吸热多少还与哪些因素有关？师生总结：生活经验告诉我们：同种物质组成的物体，它吸收的热量跟质量和升高的温度有关系。（设计意图：创设情境，启发学生从生活经验中得出物体吸热多少与质量和升高温度的关系，然后结合海水和沙滩的温度差异进行合理猜想，提出探究课题。)【提出问题】不同种物质组成的物体，在质量相等，升高的温度也相同时，吸收的热量一样吗？【分组讨论】1、实验中，要选取几种物质？2、物质的质量有什么要求？3、除了在质量要求外，还需注意什么问题？（设计意图：问题的设计目的是让学生为探究的问题找到更多的生活依据，也有助于学生培养观察生活，并将所学的知识用于生活中的习惯。） 学生设想各种方案：温水质量少一些的水加大火力… …通过设置的问题引起学生的思维碰撞，启发学生设计出实验计划，小组讨论实验的具体步骤。
设计实验进行实验分析总结交流评估深入探究总结规律学以致用回归生活物理社会热量的计算： 【设计实验方案】如何制定该实验的实验方案？方案一：质量相等的不同物质，加热相同的时间，比较它们温度升高的多少？方案二：质量相等的不同物质，升高相同的温度，比较它们加热时间的多少？实验中要注意测量和记录哪些物理量呢？【进行实验】1、取相等质量的水和煤油，记录液体的名称和质量。2、加热前先测出水和煤油的初温t1水、t1煤油，并记录。3、加热3分钟后，停止加热，同时读出水和煤油的末温t 2水、t 2煤油，并记录。4、分析实验数据，得出结论。【分析总结】1、相等质量的水（同种物质），升高相同的温度，吸收的热量是相同的。2、相等质量的水和煤油，升高相同的温度，吸收的热量是不同的。【交流评估】1、通过比热容探究学习过程，你有哪些收获？2、探究过程中还有什么问题？（方案设计、实验操作、数据记录等）你有改进的方法吗？【拓展延伸】相等质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是不相同的。不同种物质的吸热能力是不相同的。【总结定义】物理学规定：单位质量的某种物质温度升高1℃，所吸收的热量为该物质的比热容。 符号：c单位:：/(kg · ℃)【找一找，辨一辨】分析比热容表，可以找出哪些规律 ？ J/(kg·℃)学生讨论总结：①水的比热容最大；②物质的比热容与物质的种类有关，不同的物质的比热容是不同的；③物质的比热容还与物质的状态有关；④不同的物质比热容可能相等。【学以致用】从上面的表格中我们发现 “水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义。讨论 ：汽车发动机为何用水来冷却？冬天的散热器（俗称暖气片）为何用热水供暖？为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？4、沿海和内陆地区为何昼夜温差不同呢？新疆的谚语说明了什么？ 热量的计算：【提出问题】水的比热容是多少？物理意义是什么？5千克的水温度升高10℃,要吸收多少热量 C水 = 4.2×103J /（kg·℃）物理意义：1kg的水，温度升高1℃所吸收的热量是4.2×103J 。即：进一步的推广，可以得出：根据物质比热容的定义可计算出该物体吸收或放出的热量为 C： 比热容 温度变化量 t： 末温 t0 初温【做一做】例题：把质量为2㎏、温度为30℃的铝块加热到100 ℃，铝块吸收的热量是多少？[c铝=0.88×103J／（㎏·℃）]练习：有一种太阳能热水器，水箱的容积为160L，装满水后，若水温由20℃升高到70℃,水箱里的水吸收的热量是多少？ 小组讨论实验方案，并设计具体的实验步骤。见附件1师生共同探讨实验方案，并选出最佳实验方案。 引导学生进行实验，提醒学生正确装备实验器材，注意温度计的正确使用，并明确分工，注意记录使用数据。学生小组合作，共同进行实验。分工的合理将决定实验的完成效果。培养学生对实验方案的执行能力和动手操作能力，培养学生严谨认真的科学态度。学生展示实验数据，并引导学生对数据进行分析。进行合理的实验交流和反思是物理教学的又一重点。得出比热容的定义，分析比热容的物理意义。通过分析比热容发现规律，获取信息。通过对比热容意义的认识，加深对比热容的理解。学生讨论总结：1、水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。2、水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时, 放出的热量多，用热水水取暖效果好。3、因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。通过具体问题，引导学生利用比热容的定义得出热量计算的公式，并尝试运用。重视知识的灵活运用，加深学生对知识的理解。学生求解：已知： c铝=0.88×103J／（㎏·℃） ， m = 2㎏,t0=30 ℃, t=100 ℃,求：Q解：由公式：Q吸= c m (t－t0) = 0.88×103J／（㎏·℃） × 2 ㎏ ×（100℃ －30℃）=1.232 ×105 J答：铝块吸收的热量是1.232 ×105 J
要点回放 引导学生总结归纳本节课的收获。明确知识目标，查缺补漏。学生交流发言。见附件2
课外空间 【课外空间】1、上网查找海陆风的形成原因。2、夏天，高楼林立的城市内的气温往往要比郊外高出几个摄氏度，这种现象在气象学上称为”热岛效应“。请结合枣庄当地的情况，撰写一份关于热岛效应的成因和对环境的影响，以及如何改善的报告。
【板书设计】
一、比热容
概念： c
单位： J∕(㎏·℃)
水的比热容：c水 = 4.2×103 J/(㎏·℃)
物理意义：1㎏的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103 J
二、热量的计算
Q吸 = c m (t－t0)
公式：
Q放 = c m (t0－t)
【附件1】记录数据的表格:
时间 0/min 1/min 2/min 3/min 4/min 5/min 6/min … …
水
煤油
【教学反思】
本节课的成功之处：
我在设计本节课时，通过设疑“炎热的夏季，海边的沙子烫脚而海水却很凉，这是为什么？”“沿海和内陆地区昼夜温差为什么不同”引入新课；紧接着让学生联系他们极为熟悉的烧水现象，分析出影响物体吸收热量的多少的两个因素（质量，升温的多少）通过提问：“质量相等的不同的物质升高相同的温度，吸热一样吗？”让学生猜想，然后制定实验计划，选择实验器材，分组动手实验，收集证据，分析得出结论，注重引导学生学习运用科学探究方法（控制变量法），使学生体验科学探究的整个过程。并结合本实验启发学生从另一种角度分析比较水和煤油的吸热本领，进而引入比热容的含义，既培养学生科学探究能力，又加深了学生对比热容概念的理解。最后让其联系比热容知识解释生活中、自然界的一些现象，这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识，极大激发了学生学习物理的兴趣。
本节课教师一直是在引导学生参与到教学活动中来的，学生的活动也比较多，尤其是单个学生的提问，几乎达到学生总数的一半，学生活动面广，活动量大，并且最后的板演，很好的发现并纠正了学生的错误，提醒学生以下面的练习中要注意这些问题，效果不错。
本节课的不足：
教师教学设计中不能充分的估计学生的实际表现和能力，所以在设计中害怕学生不能够分析出水的比热容在生活中的作用，用教师的活动代替了学生的思考过程，帮助学生分析了比热容在生活中的作用。由于估计不足，以及害怕学生活动停滞，所以仅接着教师又代替学生进行了下列的活动，即帮助学生分析比热容在生活中的应用，如：教室取暖、机器冷却、稻田对稻苗保温，并且帮助学生解释了沿海地区比内陆地区昼夜温差小的原因，充分的体现了教学的主体活动，而忽视了学生的主观能动性，学生在这一环节上是忠实的听众。
【附件2】
课堂达标检测
1、小红家新买了一辆轿车，她看到爸爸往汽车发动机的水箱里灌水，这是因为水的 大，所以在相同条件下水能带走较多的 ，冷却效果好。
2、沿海地区昼夜之间的温差，与同纬度内陆地区昼夜之间的温差不同，下表列出的是：2010年6月某日同纬度的沿海某城市和内陆陆某城市的气温情况，请判断甲是 城市(选填“沿海”或“内陆”)，你的依据是 。
3、为了比较水和煤油的吸热能力，小明设计了如下实验步骤：
A．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；B．用两支温度计分别测出水和煤油的初温；C．在烧杯中，分别放人功率相同的电热器，加热时间相同；D.用温度计分别测出水和煤油的末温。
小聪认为：
(1)步骤A存在的错误是： ；
应改为 ；
(2) 在步骤C中，用加热时间的长短来表示物质　　 ；
(3)步骤B和D是为了得出水和煤油的 。
(4)在此实验中，需控制的变量其中多余的是( )
A．采用完全相同的加热方式
B．酒精灯里所加的酒精量相同
C．取相同质量的水和煤油
D．盛放水和煤油的容器相同
(5) 若加热相同的时间， （水，煤油）升高的温度更高．
4、 2kg的干泥土从40℃降温至20℃，放出的热量是多少？这些热量可使2kg的水从20℃升温至多少℃？干泥土的比热容是0.84×l03J/( kg·℃)
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