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苏科版九年级物理——第12章：机械能和内能
《12.3 物质的比热容》教案
教学目标 1物理观念.了解热量和比热容的定义、符号、单位，知道比热容是物质的一种物理属性，能区分温度、热量、内能。2科学探究.理解吸放热计算公式，会利用比热容公式及其变形计算物体吸收或放出的热量，解决简单热学实际问题。3科学态度.经历 “观察不同物质吸热升温的现象” 的实验探究，借助实验现象分析推理，深化对比热容的理解。4科学责任.通过塞罕坝生态改善案例，了解我国生态文明建设的相关成就，认识比热容在生态调节中的价值，增强环保意识。
重难点 1.了解热量和比热容的定义、符号、单位，知道比热容是物质的一种物理属性，能区分温度、热量、内能。2.理解吸放热计算公式，会利用比热容公式及其变形计算物体吸收或放出的热量，解决简单热学实际问题。
时间预设 教师讲授时长 教师引导讲授：18 分钟； 学生参与时长 实验探究、讨论、练习）：22 分钟
前置学习 回顾热传递改变内能相关旧知：将热水倒入冷杯子，杯子温度升高。思考回答：1. 该过程通过什么方式改变杯子内能？2. 热传递发生条件？能量传递方向？3. 热传递的实质是什么？4. 内能的国际单位？
设计意图：唤醒旧知，为本课热量、比热容学习做好铺垫，预学内容可作为课堂导入检测。
教学过程
导入 冰箱里的食物内能是通过什么方式改变的？请举出与它改变内能方式相同的例子。
任务1
目标 了解热量的定义、符号、单位。
任务 内容：了解热量的定义，通过辨析明确热量与内能、温度间的区别。
设计意图：提出问题，启发学生对热传递规律作进一步研究。
问题1 如何来描述热传递过程中转移的这部分内能呢？请阅读课本P41知道什么是热量？
设计意图：通过设问和学生自学知道热传递过程中转移的这部分内能用热量来描述，教师介绍其符号Q单位是J。
问题2 通过定义可知热量是一个过程量那我们能不能说物体含有多少热量呢？
设计意图：明确温度、热量、能量的概念的联系与区别。
问题3 1.用同样的电水壶烧水，烧开一壶水和烧开半壶水相比，哪个用时长？2.如果还是同样的电水壶，烧热一壶水和烧开一壶水相比，哪个用的时间长？3.说明加热时间的长短与哪些因素有关？
设计意图：利用烧水问题启发学生思考加热时间长短的影响因素，这里教师可以提醒在“热源和加热方式相同，相同时间内物体吸收的热量大致相等”，也就意味着相同时间吸收的热量相同，那么加热时间越长就是吸收的热量越多，教师边补充知识边设问。
生成 热传递过程中转移的能量叫热量；符号\(\boldsymbol Q\)，单位：焦耳 (J)。2. 热量是过程量，只可以说吸收、放出热量；不能说物体 “具有、含有热量”；温度不能传递。3. 物体吸放热多少，和物体质量、温度变化量有关。
任务2
目标 了解比热容的定义、符号、单位。知道比热容是物质的一种物理属性。
任务 内容：完成课本活动12.5，通过观察不同物质吸热升温的现象了解物体在热传递过程中，吸收（或放出）的热量与升高（或降低）的温度和物体的质量有关，还与物质种类的有关，构建比热容概念。
设计意图：创设情境，引发认知冲突，通过步步深入的提问构建比热容概念，深化对比值定义法的理解。
问题1 1.通过对烧水例子我们知道了在热源和加热方式相同时，加热时间可以反映什么？2.那物体吸收热量的多少除了与质量和温度变化有关外有没有可能与其他因素有关？
设计意图：通过加热时间反映吸收热量的多少把问题引到探究物体吸收热量的多少与哪些因素有关这个课题上。
问题2 1.同样在太阳光照射下，踩在沙子和海水里感觉一样吗？2.同样的太阳同样的照射时间，为什么海水和沙子的温度不一样呢？说明物体吸热升温可能还与什么有关？
设计意图：通过看似矛盾的现象引起思维冲突，让学生意识到热传递过程中吸放热的多少可能不仅仅跟质量以及升温度变化量有关，还可能与物质自身的性质有关。
问题3 1.如果要研究物体吸热升温是否与物质种类有关，你觉得应该如何设计实验？请阅读课本“活动12.5”，了解实验过程并思考下列问题。2.在“观察不同物质吸热升温的现象”实验中需要控制哪些变量？3.实验中物体吸收热量的多少可以用什么来衡量？4.实验中所选择实验的不同物质有什么注意事项？（如沙子要注意清洁、干燥）
设计意图：要让学生意识到在这个实验中物质种类是关键变量，其他变量需保持一致，此外在实验中吸收的热量是难以直接测量的所以要选择同一热源确保相同时间内两种物质吸收的热量一致，从而能够利用“加热时间”反映“吸收的热量”，这里教师可以酌情介绍热源的选择。
问题4 实验：将质量均为20g的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用温度计测出他们的初温。如图所示，用红外灯均匀照射两个瓷盘4min后，再用温度计分别测出沙子和水的温度。右图是在红外灯照射一段时间后用红外热成像仪拍摄的红外照片。仪器显示，此时沙子的温度为55.4℃，水的温度为30.7℃。同样的热源加热同样的时间，目的是什么？
设计意图：观察实验现象，记录实验数据，分析讨论得出结论。
问题5 1.质量相等的沙子和水，加热相同的时间，哪种物质升温快？2.质量相等的沙子和水，升高相同的温度，哪种物质需要的加热时间长？3.我们在哪个物理量的学习中用到了类似的定义方法？这种方法叫什么？4.加热时间反映的是什么？能否试着将上述2种比较方法用表达式表达出来？
设计意图：在这里教师可补充内容1的比较方法是单位时间内物质升高的温度，即；内容2的比较方法是升高单位温度所需要的时间，即。在保持质量和加热时间相等的情况下，分析不同物质温度升高的情况，为得出比热容的定义做铺垫。
问题6 1.如果就像比较水和沙子谁吸收热量的能力更强，你觉得应该选用上述哪种定义方法更好？2.现有30g食用油用相同的加热方式加热，20s上升了1.5℃，请问这个时候你能比较出来食用油的吸收热量的本领与沙子和水谁强吗？为什么你无法比较？如若想要比可以怎么办？3.所以在上述定义式的基础上我们可以将定义式怎样变化就可以比较不同物质的吸热本领？4.上述表达式即为学习的新概念比热容，比热容越大说明了什么？根据定义你能说说它的物理意义是什么吗？
设计意图：教师可以用类比的方法说明为什么选用第2种定义方法来进行比较，通过选用质量不一样的物质吸热升温引起冲突，无法比较吸热本领是因为质量不同，如何将三者的质量变为相同，引导学生想到用单位质量的物质去比较，法顺势给出比热容的定义、表达式和单位。
生成 1.物质吸收或放出的热量与物质的质量、升高或降低的温度，以及物质的种类有关。2.比热容的定义：将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫作比热容。比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高（或降低）1 ℃所吸收（或放出）的热量。3.公式：4.单位是焦/（千克·摄氏度），符号是J/（kg·℃）。比热容是物质的一种物理属性，即物质的吸放热特性。5.物理意义：单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。
任务3
目标 会运用比热容的变形公式计算物体吸收或放出的热量，并解决相关的问题。
任务 通过利用比热容计算公式初步计算吸放热，温度变化等熟练应用公式变形进行计算。
设计意图：通过计算了解不同种物质在特定条件下吸收或放出多少热量。
问题1 在标准大气压下，将一壶质量为2kg的水温度从40℃烧开，需要吸收多少热量？[水的比热容c水=4.2×103 J/（kg·℃）]
设计意图：通过计算了解水温升高到多少摄氏度的过程中吸收热量的多少。
问题2 一壶水温度从20℃升高到80℃，水吸收了7.56×105J热量，则水的质量是多少？[水的比热容c水=4.2×103 J/（kg·℃）]
问题3 质量为2kg，温度为20℃的水，吸收6.3×105J的热量后，温度将升高到多少摄氏度？[水的比热容c水=4.2×103 J/（kg·℃）]
设计意图：通过计算了解当已知吸收热量时如何求解温度变化量。
生成 1.公式变形：①（用于求比热容）；②（用于求物体质量）；③（用于求温度变化量）。2.当条件为物体温度升高了多少℃时直接代入计算即可； 当条件为物体温度升高到多少℃时需要求温度变化量之后代入计算；计算过程中注意单位统一。
任务4
目标 通过“观察不同物质吸热升温的现象”，深化对热容的理解。
任务 通过一些物质比热容的表格寻找一些信息，并利用一些物质的比热容解释其在生活的应用。
设计意图：锻炼学生通过表格提取信息能力，并用所学知识解释实际应用，即将所学知识不断内化。
问题1 1.通过表格中你可以得到哪些信息？2.现在你能解释为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样吗？
问题2 1.为什么热水袋中装入热水来取暖，而不用其他液体？2.发动机冷却液为什么主要成分是水？3.你还知道哪些利用水的比热容较大的实例？
生成 1.液体的比热容一般大于固体。2.水的比热容较大，所以其在取暖、冷却剂、培育秧苗、铺设水管的地暖、地窖内放水桶、火箭发射塔底下的大型水池等都有广泛应用。
任务5
目标 了解塞罕坝生态改善的过程和我国生态文明建设的成就，提高环保意识。
任务 通过阅读课本上的“生活·物理·社会”完成问题思考，增强保护生态环境、建设生态文明的意识。
设计意图：提升学生对物理学科本质的认识，增强保护生态环境、建设生态文明的意识。
问题1 阅读课本“生活·物理·社会”内容，思考谁在生态调节中起了重要作用？
问题2 1.塞罕坝生态环境发生了什么样的变化？2.这种变化激励你要增强什么意识？培养什么精神？
生成 1.水在生态调节中起了重要作用。2.同学们要增强保护生态环境、建设生态文明的意识。传承塞罕坝人在极端恶劣条件下造就百万亩林海的精神，刻苦学习，勇攀高峰。
检测 1.一定质量的冰熔化成水过程中，下列判断正确的是（ ） A.内能不变，比热容不变 B.内能不变，密度变大
C.比热容不变、温度不变 D.比热容变大、内能增加 2.用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，其温度随时间变化的图线如图所示，由图线可以看出（ ） A.甲的比热容比乙大 B.甲的比热容比乙小C.甲和乙的比热容相同 D.开始加热时，甲和乙的比热容为零3.关于温度、内能、热量和比热容，下列说法正确的是（ ）A.内能大的物体，温度一定高B.物体吸收了热量内能增大C.温度高的物体含有的热量多D.比热容是描述同种物质吸放热的性质的物理量4.已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），一杯开水冷却至室温的过程中放出的热量约为（ ）A.8×102J B.8×104J C.8×106J D.8×108J5.质量相等的铜块和铅块，吸收相同的热量后（c铜＞c铅）。下列说法正确的是（ ） A.铜块上升的温度较高 B.铅块上升的温度较高
C.铜块和铅块上升的温度相同 D.铅块和铜块互相接触不发生热传递6.有一根烧红的铁钉，温度是800℃，质量是2g，温度降低500℃，放出多少热量？[铁的比热容c=0.46×103J／(kg·℃)]
课堂总结
教学反思 优点 情境素材丰富，利用烧水、海边沙滩、塞罕坝生态等生活、真实情境引入，激发兴趣，落实德育渗透。逻辑层次清晰，由热量→探究实验→比热容概念→公式计算，循序渐进；重视比值定义法、控制变量、转换法等物理方法教学。重难点突出，辨析 “升高了 / 升高到”、区分热量 温度 内能易混概念，计算题分层训练。体现学生主体，设置阅读自学、问题链、实验探究、板演互评等学生活动。
改进 实验部分可补充误差分析，如沙子受热不均匀对实验的影响。缺少当堂检测具体试题，可精简增加少量课堂小测，及时掌握学情。水比热容大的生活实例应用讲解偏少，可增加简短课堂实例分析。可增加放热计算例题，平衡吸热、放热题型训练。
课后作业
1.关于热量、内能、比热容，下列说法正确的是（ ）
A.物体的温度越低，所含的热量越少
B.一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后，温度不变，内能不变
C.升高相同的温度，比热容大的物体吸收的热量多
D.发生热传递时，内能小的物体可以放热
2.两个相同容器分别装有质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
C.质量相同的甲乙液体，升高相同温度，乙液体吸收热量少
D.质量相同的甲乙液体，加热相同的时间， 甲液体比乙液体温度升高得多
3.已知m甲：m乙=2：3，升高的温度之比为3：10，吸收的热量Q甲：Q乙=2：5，则甲、乙两物体的比热容之比是（ ）
A.2：25 B.25：2 C.2：l D.1：2
4.下表是一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是（ ）
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.比热容相同的一定是同种物质
C.100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大
5.质量均为1kg的水和某种液体温度都升高1℃时，吸收的热量如图所示，已知c水>c液体。下列说法正确的是（ ）
A.分析图中数据可知，甲为水 B.分析图中数据可知，甲、乙的比热容之比为1：2
C.若甲、乙放出相同的热量，甲比乙温度降低的少 D.若甲、乙降低相同的温度，甲比乙放出的热量多
第5题图 第6题图 第7题图
6. 夏季海边常常会吹陆风和海风，统称为海陆风，海陆风是由陆地和大海升温和降温快慢不同，从而使空气对流形成的，如图所示是海陆风形成的示意图，关于海陆风下列说法正确的是（ ）
A.甲图中的海陆风发生在白天，且海洋温度较高
B.甲图中的海陆风发生在夜晚，且海洋温度较高
C.乙图中的海陆风发生在白天，且陆地温度较高
D.乙图中的海陆风发生在夜晚，且陆地温度较高
7. 图甲所示为用两套完全相同的装置分别对a、b两种液体加热，图乙是根据测得数据描绘出的两种液体的温度随时间变化的图象用ma、ca和mb、cb分别表示a、b两种液体的质量和比热容，则下面四个判断组合正确的是（ ）
①若ca＝cb，则ma＜mb ②若ca＝cb，则ma＞mb
③若ma＝mb，则ca＜cb ④若ma＝mb，则ca＞cb
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
8. 小明用如图甲所示的装置比较不同物质吸热升温情况.将分别盛有50g水和50g食用油的两个相同试管同时用红外加热器加热，温度传感器与电脑相连.。电脑上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是[c水＝4.2×103J/（kg ℃）] （ ）
A.加热2min，水吸收的热量大于油吸收的热量
B.油的比热容为3.15×103J/（kg ℃）
C.第2～3min内，油吸收的热量为1.4×104J
D.小华用该装置实验，得到水和油的温度随时间变化图线均为A，则m水：m油＝2：3
第7题图 第8题图
9.冰的比热容是2.1×103J/（kg·℃），若将冰切去一半，则它的比热容将 ；若对它加热使其全部熔化，则它的比热容将 （以上两空均选填：变小/变大/不变）。
10.冬天，人们常常利用流动的热水通过散热器来给房间取暖，这主要是利用水的 这一特性；因为质量相等的水和其他液体相比在降低相同温度时，水放出的热量较 （选填“多”/“少”）。
11.现有质量和初温都相等的铝块、铁块和铜块,其比热c铝>c铁>c铜，它们吸收相等的热量后，末温最高的是 块，末温最低的是 块。
12.把一个质量为500g的金属块，从70℃降低到30℃，放出的热量为7.8×103J，这种金属的比热容是多大？
13.在标准大气压下，将一壶质量为2kg、温度为20℃的水，加热到70℃。[c水=4.2×103 J/（kg·℃）]求：
（1）水升高的温度；
（2）水吸收的热量；
（3）继续加热，若水又吸收了3.36×105J的热量，水的末温。
14.为了比较水和煤油吸热本领的大小，某同学做了如图甲所示的实验，在两个相同的烧杯中分别装有水和煤油，用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。实验数据如下表所示。
物质 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 20 45 6
煤油 20 70 6
（1）实验中应保证水和煤油的 （选填“质量”或“体积”）相同；
（2）实验中选用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；
（3）对水和煤油加热相同的时间后，可以观察到水升高的温度 （选填“高于”“等于”或“低于”）煤油升高的温度；
（4）在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，这样水吸收的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；
（5）实验表明， （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。在物理学中，我们用这一物理量来描述物质的这种特性；
（6）小明用相同的电热器给质量相等的水和煤油加热，根据测量数据描绘出的温度—时间图像如右图所示，由图可知，甲物质是 （选填“水”或“煤油”）。
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