资源简介

第3节　比热容
第1课时　比热容的概念及应用
教材分析
一、课标分析
通过实验,了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
二、内容和地位分析
比热容是物理人教版九年级第十三章第3节内容,它是本章的中心,本课时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,同时又是学生学习热量的计算和内能等后续知识的基础。通过本节课的学习,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,建立比热容的概念,让学生理解比热容的概念,并学会运用控制变量法设计实验方案解决比较不同物质的吸热能力。
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。而教材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,增加了学生学习的难度,所以本节课首先需要教会学生从热源的放热情况去分析物质的吸热情况,然后针对同种物质(水)做研究,通过实验现象发现质量和升高温度都会影响水的吸热,进一步设计并完成实验,得到1 kg 的水温度升高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
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。
2.实验探究不同物质的吸热能力,理解比热容的物理意义。
3.用比热容解释生活现象。
核心素养
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,提高学生完整地分析过程的能力。
重点难点
重点:比热容的概念。
难点:比热容概念的形成过程。
教学过程
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节一:导入新课 　　提问:夏天,同样的日照条件,海水的温度和沙滩不一样。白天,海水凉,沙滩烫脚。傍晚,沙滩凉了下来,海水却还暖暖的,这是为什么呢 追问:同样的太阳照射下,为什么沙子和海水的温度不一样 　　学生思考并回答问题,进入情景。 　　创造课堂情景,激发学生的兴趣和求知欲。
环节二:比较相同物质吸收热量的多少 　　比较相同物质吸收热量的多少: (1)比较烧开一壶水与烧开半壶水谁需要的热量多。 (2)把一壶水烧成温水与烧成开水,比较谁需要的热量多。 　　学生观察演示实验并思考。 　　得到结论:物质吸收热量的多少与质量和升高的温度有关。
续表
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节三:探究不同物质吸收热量的多少 1.探究不同物质吸收热量的多少 【设计实验】(以等质量的水和食用油为例) (1)实验方法:控制变量法、转换法。 ①质量相同、升高的温度相同,加热时间长的吸收的热量多,吸热能力强。 ②质量相同、加热时间相同,温度升高低的,吸热能力强。 问题思考: a.为什么用同一热源给水和食用油加热 b.怎么比较水和食用油吸收热量的多少 c.要记录哪些数据 (2)实验器材:烧杯、温度计、电加热器各两个,水、食用油、电源、钟表、天平。 【进行实验与收集数据】 【分析与论证】质量相等的水和食用油,升高相同温度,吸收的热量不同,水吸收的热量更多,水的吸热能力强。表明水和食用油吸热本领不一样。 【实验结论】质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。不同种类的物质吸热本领不同。 2.归纳总结 (1)等质量的不同物质,升高相同温度,加热时间长的吸收的热量多,吸热能力强。 (2)等质量的不同物质,吸收相同热量,升高温度低的,吸热能力强。 　　 设计实验,知道实验所用的方法。 学生思考并回答:a.保证相同时间吸收的热量相同。 b.加热时间反映吸收热量的多少。 c.质量、初温、末温、温差、加热时间。 对实验数据进行分析论证,归纳出结论。 　　 提升学生的实验设计能力。 学生选择合适的器材进行实验,培养学生设计实验、制订方案、获取与处理数据的能力。 培养学生分析与归纳的能力。
环节四:比热容 1.概念:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。 2.比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。
续表
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节四:比热容 3.定义式:c=。 4.物理意义:表示物质吸热能力的物理量。 比热容是物质的属性之一,它仅与物质的种类和状态有关 5.阅读教材“小资料”,了解一些物质的比热容。交流与思考:通过表中的数据,你能获得什么信息 (1)哪种物质的比热容最大 它为多少 其意义是什么 (2)同种物质在不同状态下的比热容相同吗 (3)液体的比热容都比固体的比热容大吗 (4)“不同物质的比热容一定不同”这句话对吗 例1　关于比热容,下列说法中正确的是(　　) A.温度越高,比热容越大 B.物质放热越多,比热容越大 C.物质的质量越大,比热容越小 D.物质的比热容与质量和温度无关 6.归纳总结 (1)物质的比热容越大,其吸热能力越强;物质的比热容越小,其吸热能力越弱。 (2)比热容是物质本身的一种性质,与质量和温度无关。 7.利用比热容的知识解释一些现象 (1)为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样 (2)我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。用水做输送能量的介质有什么好处 (3)生活、各种产业中,还有没有用水来加热或散热的情况 (4)吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度,居中国之首,而火焰山又是吐鲁番最热的地方,其表面温度最高曾达到八十多摄氏度。但一到晚上气温一下子就 　　 学生阅读教材内容,理解比热容的概念。 学生答题,教师答疑。 学生思考并利用所学的比热容知识来解释现象。 　　 提升学生的阅读能力和理解能力。 及时巩固比热容的知识,检验学习成果。 培养学生联系生活,用所学知识解释生活现象的能力。
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教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节四:比热容 降到二十多摄氏度,空调都不用开。为什么 例2　以下四种现象中,与水的比热容无关的是(　　) A.汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B.生活中往往用热水取暖 C.夏天洒水降温 D.滩涂湿地温差小 学生答题,教师答疑。 及时评价学生的学习情况,针对知识的掌握情况补充讲解。
板书设计 第3节　比热容 第1课时　比热容的概念及应用
比热容(1)
课堂练习 相关练习
课堂小结 本节课你学到了什么 有哪些收获呢
作业布置 1.第十三章第3节第1课时。 2.“动手动脑学物理”第1~3题。
教学反思


第2课时　热量的计算
教材分析
一、课标分析
知道热量的计算公式,能利用其进行简单的计算。
二、内容和地位分析
热量的计算是对比热容概念的深入理解和升华,此课时以计算为主,通过对热量的计算,可以为比热容的理解和解释生活中相关热现象提供定量分析和科学依据,培养学生的科学思维能力。
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。在上节课了解了比热容的概念,得到了比热容的公式,会利用比热容来定性解释生活中的一些现象。这都为本节课练习热量的计算打下了基础。
教学目标
1.会进行简单的比热容、温度和热量的计算。
2.热平衡问题的相关计算。
核心素养
学会利用所学知识解决实际问题,会利用公式进行定量计算。
重点难点
重点:会进行简单的比热容、温度和热量的计算。
难点:热平衡问题的相关计算。
教学过程
教学环节 教学内容 学生活动
题型一:比热容的计算 　　例1　一质量为500 g的金属块,吸收8 800 J的热量后,由 30 ℃升高到50 ℃,求该金属的比热容。这是哪种金属 物质比热容c/[J·(kg·℃)-1]铝0.88×103铁、钢0.46×103铜0.39×103水银0.14×103铅0.13×103
　　解:m=500 g=0.5 kg,根据比热容的定义式c=可知,该金属的比热容c===0.88×103 J/(kg·℃);根据表中信息可知,这种金属是铝。 例2　甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高10 ℃,乙物体温度升高20 ℃时,甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍,则甲物体的比热容与乙物体的比热容之比是(　B　) A. 1∶2　　　B. 4∶1　　　C. 1∶1　　　D. 1∶4 提示:根据c=列出甲、乙两物体比热容之比的关系式,代入吸收的热量、质量与温度变化量的关系比就可以求出比热容之比。 　　学会利用公式求物质的比热容。
续表
教学环节 教学内容 学生活动
题型二:温度的计算 例3　某太阳能热水器水箱内装有质量为80 kg的水,经太阳晒2 h后,水吸收的热量是1.008×107 J。如果水的初温是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个标准大气压下,把一个质量为500 g的高温物体投入质量为8 kg、温度为20 ℃的水中,若物体放出的热量是 2.73×106 J,不计热量损失,则水的温度会升高到　100　℃。 注意:分清“升高到”与“升高了”的区别。此题中“升高到”即求水的末温。 解析:根据Q=cmΔt可得,水升高的温度Δt===81.25 ℃。因为t0+Δt=20 ℃+81.25 ℃=101.25 ℃>100 ℃,且在1个标准大气压下,水沸腾后温度会保持100 ℃,所以水的末温为100 ℃。 　　学会利用公式求温度。
题型三:热量的计算 例5　某太阳能热水器中装有质量为50 kg的水,水温为 70 ℃,到了晚上,该热水器中水的温度降低了45 ℃,求水放出的热量是多少。[c水= 4.2×103 J/(kg·℃)] 解:水放出的热量Q放=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×45 ℃=9.45×106 J。 归纳总结:热量的计算。 (1)升温吸热:Q吸=cm(t-t0)。 (2)降温放热:Q放=cm(t0-t)。 注意:上述公式适用于物体温度改变时,物体吸收或放出热量的计算,对物态变化的过程不适用。 　　学会利用公式计算物质吸收或放出的热量。
题型四:热平衡 解决方法:高温物体与低温物体接触时,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,最终,两个物体温度相等,达到了热平衡状态。若高温物体放出的热量全部被低温物体吸收,则有Q吸=Q放。若此过程中有热量损失,则有Q放=Q吸+Q损。 小惠要用热水加热一袋250 g的牛奶,使这袋牛奶的温度由10 ℃升高到40 ℃,不计热量损失,她至少要用多少千克70 ℃的热水 [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,在此过程中,牛奶吸收的热量 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。不计热量损失,则有Q吸=Q放,由Q放=c水m水(t初水-t末)可得,热水的质量m水== ≈ 0.149 kg。 例7　使20 g冰的温度从-10 ℃升高到0 ℃,但未熔化成水,需要吸收多少热量 如果这些热量是由温度从5 ℃降低到 0 ℃的水供给的,需要多少克5 ℃的水 [冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)] 解:m冰=20 g=20×10-3 kg,Δt冰=0 ℃-(-10 ℃)=10 ℃,冰吸收的热量Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10 ℃=420 J;由题知,冰升温吸收的热量由水降温放热提供,即Q吸=Q放,Δt水=5 ℃-0 ℃=5 ℃,需要水的质量m水===0.02 kg=20 g。 学会处理热平衡问题。
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教学环节 教学内容 学生活动
板书设计 第3节　比热容 第2课时　热量的计算 比热容 (2)
课堂练习 相关练习
课堂小结 本节课你学到了什么 有哪些收获呢
作业布置 1.第十三章第3节第2课时。 2.“动手动脑学物理”第4~5题。
教学反思

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