资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 九年级 学期 秋季
课题 第1节　热量 比热容
教学背景
1．教学内容分析 《热量　比热容》是物理九年级全一册（人教版）《第十三章　内能》第1节的内容。本节课通过实验探究认识物体温度变化时吸收或放出热量的能力，即研究物质的比热容。比热容是用来表示物质特性的物理量，从分析物理事实到抽象出这个概念，再提升到理解这个概念的内涵，对学生的思维能力的要求很高。因此，做好实验和做好对实验数据的分析很重要。 本节课主要内容由“比热容”和“热量的计算”两部分构成。学生通过实验探究，分析抽象出比热容的概念，运用比热容知识解释说明生活中的相关现象。利用比热容的表达式推导出热量的计算式，简单直接应用公式，进行物体吸热、放热的计算。 2．学情分析 从知识上看，学生在八年级上册《第三章　物态变化》的学习中，已经对宏观热现象进行了学习，本节则是在此基础上学习热量和比热容。通过用比热容解释日常生活中有关的物理现象，让学生体会到科学技术与社会、生活是密切联系的。
教学目标
物理观念 1．了解热量的概念、符号及单位。 2．了解比热容的概念和单位，知道比热容是物质的一种特性。 3．通过查比热容表，了解一些常见物质的比热容，能运用比热容解释简单的自然现象，形成初步的物质观念，会进行物体吸热、放热的简单计算。 科学思维 1．基于证据进行科学论证，并采用比值定义法建立比热容的概念。 2．通过运用比热容知识对生活中的相关现象进行解释说明，能基于证据进行科学论证，发展科学思维。 3．通过利用比热容的定义及其与质量、温度之间的关系，推导出热量的计算式，提升分析推理能力。 科学探究 1．通过“比较不同物质吸收热量的情况”的实验，经历提出问题、合理猜想、设计实验、收集证据、分析数据、得出结论的过程，提升科学探究能力。 2．通过交流“水的比热容较大在生活中的应用”，提高书面或口头表述自己的观点、与他人交流的能力。 科学态度与责任 1．通过探究实验，激发学生的好奇心与求知欲，激发探索自然的内在动力。 2．在观察、设计实验和猜想过程中，培养大胆质疑、实事求是、尊重自然的科学态度和探索精神。 3．通过运用比热容知识解释简单的自然现象和生活现象，体会科学技术与社会、生活是密切联系的。通过了解“地球的温室效应”等环境问题，培养关心人类赖以生存的自然环境的意识。
教学内容
教学重点 比热容的概念和应用；热量的计算。 教学难点 比热容概念的建立。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 1．展示图片，使用水壶烧水。 在学习物态变化时，我们经常说物体吸热或放热。例如在烧水的时候，水会吸热。 加热水的过程就是热传递的过程。 观察图片。 通过创设情境，激发学生的好奇心，为进入热现象及其规律的学习做铺垫。
新知探究 一、热量 1．在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。 2．符号：Q 3．单位：焦耳（J） 生活中我们都有这样的经验：烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多，把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。 可见，水吸收的热量和它的质量有关，也和它升高的温度有关。水的质量越大、升高的温度越多，它吸收的热量就越多。 如果是不同的物质，例如水和食用油，它们的质量相等，升高的温度也相同，吸收的热量是不是一样多呢？ 下面我们通过实验来寻找答案。取质量相等的水和食用油，给它们加热，使它们升高相同的温度，比较它们吸收的热量。 若要完成这个实验，需要先解决以下几个问题。 问题1：如何控制水和食用油的质量相等？ 问题2：如何知道水和食用油升高的温度相同？ 问题3：水和食用油吸收的热量能直接测量吗？如果不能直接测量，那么用什么方法才能比较准确地表示出水和食用油吸收的热量？ 问题4：对给水和食用油加热的热源有什么要求？ 展示电加热器，向学生介绍：利用相同的电加热器加热水和食用油，电加热器每秒放出的热量是一定的，当它浸没在液体中时，可以认为液体每秒吸收的热量相同。 组织小组讨论，设计实验方案。 根据学生设计的实验方案演示实验，引导学生观察实验现象，记录实验数据。 布置任务：请同学们分析实验数据，得出结论。 大量实验表明：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。 在刚才的实验中，我们比较了相等质量的水和食用油，在升高相同温度时吸收的热量。 提出问题：如果水和食用油的质量不等，升高的温度也不同，该如何比较呢？ 二、建立比热容的概念 我们用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，定义了比热容，用小写字母c表示。 表达式是。 展示教科书本节小资料表“一些物质的比热容”。 提出问题：观察表中的数据，同学们可以发现哪些规律？ 提出一系列问题，引导学生继续观察表中数据，理解物质的比热容的含义。 问题1：表格中，哪种物质的比热容较大？ 问题2：水的比热容是多大？它的含义是什么？ 问题3：1 kg的水，温度降低1 °C所放出的热量是多少？ 比热容是反映物质自身性质的物理量，因此无论水的质量多少，升高多少温度，吸收多少热量，它的比热容都是4.2×103 J/(kg·°C)不变。 三、比热容的应用——解释现象 生活中有很多现象与比热容的知识有关。 创设情境：展示教科书本节图“海边昼夜温差比沙漠小”。 提出问题：为什么沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大？ 白天海水和沙子吸收很多热量，由于水的比热容比沙子的大，所以海水上升的温度比沙子小。 因此，白天，沿海地区的气温不高，而沙漠地区的气温很高。 提出问题：请同学们思考，夜晚的情景又如何呢？ 白天，沿海地区的气温不高，沙漠地区的气温很高。晚上，沿海地区的气温不低，沙漠地区的气温很低。 所以，沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大。 除了刚提到的自然现象，北方暖气用水作为介质、培育水稻秧苗时往稻田里灌水、用水来冷却汽车发动机等都利用了水的比热容较大的特性。 利用比热容的知识，除了可以解释生活中的现象，还可以计算物体吸收或放出的热量。 四、热量的计算 比热容在数值上等于1 kg的某种物质温度升高1 °C所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和升高的温度，就能计算它吸收的热量。 提出一系列问题，引导学生推导出计算物体吸收或放出热量的公式。 问题1：2 kg的水温度升高1 °C所吸收的热量是多少？怎样计算？ 问题2：2 kg的水温度升高2 °C所吸收的热量是多少？怎样计算？ 问题3：如果以Q吸代表物体吸收的热量，c代表物质的比热容，m代表物体的质量，t0和t分别代表物体初、末状态的温度，则计算物体吸收热量的公式是什么？ 问题4：计算物体降温时放出热量的公式是什么？ 布置任务：请同学们按照解计算题的规范完成下面例题的计算过程的书写。 例题：把质量是2 kg，温度是20 °C的沙子加热到30 °C，沙子吸收的热量约为多少？利用这些热量给质量是2 kg，温度是20 °C的水加热，水的温度会上升到大约多少摄氏度？已知c水是4.2×103 J/(kg·°C) ，c沙约为0.92×103 J/(kg·°C) 。 解：Q沙=c沙m沙(t沙-t0沙)=0.92× 103 J/(kg·°C)×2 kg×(30 °C -20 °C) =1.84 ×104 J Q水=Q沙=1.84 ×104 J 由公式Q吸= cm（t- t0），有 =2.2 °C +20 °C =22 °C 答：沙子吸收的热量约为1.84 ×104 J，水的温度会上升到约22 °C。 思考、小组讨论，回答问题。 回答1：使用天平测量出相等质量的水和食用油。 回答2：加热过程中，可以用两支温度计分别测量水和食用油的温度并记录，以便保证水和食用油升高的温度相同。 回答3：水和食用油吸收的热量不能直接测量。我们可利用转换法，通过测量质量相等的水和食用油升高相同的温度时所需要的加热时间来表示吸收的热量。 回答4：要用两个完全相同的热源分别给水和食用油加热。 观察图片，了解电加热器。 小组讨论，设计出实验方案：先用天平测量出相等质量的水和食用油；然后用两个相同的电加热器分别加热水和食用油，每隔10 s记录水和食用油的温度，并记录。 观察实验，记录实验数据。对数据进行分析，发现加热相等质量的水和食用油，水和食用油升高相同的温度，水需要的加热时间更长。 说明：质量相等的水和食用油，升高相同的温度，水吸收的热量比食用油多。 思考、讨论并回答问题。 我们用加热时间除以质量和升高的温度，可以得到“单位质量的某种物质升高单位温度所用的加热时间”。 通过学习比热容的定义、符号，了解比热容的物理意义。 看图表、思考并回答。 回答1：水的比热容较大。 回答2：水的比热容是4.2×103 J/（kg·°C），它表示1 kg的水，温度升高1 °C所吸收的热量是4.2×103 J。 回答3：1 kg的水，温度降低1 °C所放出的热量，应该与它升高1 °C所吸收的热量相同。所以1 kg的水，温度降低1 °C所放出的热量也是4.2×103 J。 回答：夜晚，海水和沙子放出很多热量，由于水的比热容比沙子的大，所以海水下降的温度比沙子小。因此，沿海地区的气温不低，而沙漠地区的气温很低。 思考并回答。 回答1：4.2× 103 J /(kg·°C) × 2 kg ×1 °C =8.4× 103 J。 回答2：4.2× 103 J /(kg·°C) × 2 kg ×2 °C =1.68 ×104 J。 回答3：计算物体吸收热量的公式为Q吸= cm（t- t0）。 回答4：计算物体放出热量的公式为Q放= cm（t0- t）。 厘清解题思路，完成计算过程的书写。 在此环节中，创设问题引导学生运用转换法，将不易测量的热量转换成容易测量的加热时间，利用控制变量法设计实验验证自己的猜想，使学生体会到了在物理学研究过程中运用科学方法的重要作用，获得实验验证猜想正确的喜悦，为引入比热容的概念做铺垫。 结合实验结论，引导学生了解比热容概念的建立过程，突破本节课的难点 通过围绕“一些物质的比热容”展开层层设问，使学生了解常见物质的比热容；通过对水的比热容的相关讨论，帮助学生理解比热容的物理意义，为后面运用比热容知识解释生活中的现象做铺垫。 通过创设问题情境，引导学生尝试运用比热容知识解释“海边昼夜温差比沙漠小”等生活现象，帮助学生深入理解比热容概念；使学生形成探索自然的内在动力，培养学生关注社会的科学态度与责任。 　　通过设置“问题链”，引导学生推导出计算物体吸收或放出热量的公式。 　　将教科书本节“想想议议”的内容设计为例题，组织学生进一步熟悉公式并进行简单计算。
课堂小结 学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。 培养学生总结归纳的能力。
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13.1 热量 比热容 一、热量 1．在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量 2．符号：Q 3．单位：焦耳（J） 二、比热容 1．定义：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，叫作这种物质的比热容。比热容用符号c表示。 2．表达式： 3．单位：J/(kg·°C)，读作：焦每千克摄氏度。 4．比热容是反映物质自身性质的物理量。 三、比热容的应用——解释现象 四、热量的计算 1．物体升温吸热Q吸= cm（t- t0） 　　2．物体降温放热Q放= cm（t0- t）
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