资源简介

《物质的比热容》教学设计
一、教材分析
《物质的比热容》是义务教育课程标准实验教科书（苏科版）九年级《物理》上册第十二章《机械能和内能》的第三节。是学生学习了内能、热传递、热量基础上进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关。比热容概念的建立是进行热量计算的基础。因此本节课在《机械能和内能》这一章中具有“承接”的作用。
二、设计思想
比热容的概念比较抽象，学生理解起来有困难，是重点又是难点。所以教学的中心任务是：让学生通过实验探究了解“不同物质在质量相等，升高温度相同的情况下吸收的热量一般不同”，为比热容概念的得出打好基础。 将“探究不同物质的吸、放热本领”作为一个完整探究过程要求学生形成清晰的比热容知识。
本节在设计时根据新课标理念“从生活走向物理，从物理走向社会”，运用生活实例创设情境，激情引趣；通过设计实验，培养学生科学素养；通过联系社会生活，拓展升华，来提升学生能力。考虑到比热容这一节的容量较大，可以将热量的计算放到下一节中进行教学。
三、学情分析
1、学生好奇心强，有求知欲望，但动手能力和语言组织能力相对薄弱。
2、学生有一定的生活经验，但是对知识的应用水平不够，举一反三的能力也不够。
四、教法和学法
教法：本节课围绕着“问题—讨论—探究—验证—应用”的思路展开，教师适时启发、参与讨论，引导学生经过科学探究的过程，学习科学的研究方法。
学法：采取小组合作学习方式，了解如何进行实验设计、实验操作，学会记录实验数据和信息，进行合作与交流。
五、教学目标
知识目标：
(1)通过实验探究，建立比热容的概念；
(2)了解比热容是反映物质吸、放热本领的物理量；
(3)会查比热容表，知道比热容是物质的一种特性；
(4)会进行物体吸热、放热的简单计算。
能力目标：
(1)增强学生的动手能力和观察分析能力，会运用所学的知识分析解决实际问题。
(2)通过设计、进行实验，让学生体会控制变量法在科学探究中的应用。
情感目标：
(1)通过分组实验，培养学生的团结协作精神。
(2)通过对比热容的探究学习，使学生保持对自然的好奇心，对科学的求知欲，乐于探索自然规律，逐步形成实事求是的科学态度。
六、教学重点与难点
重点：理解比热容的概念，单位和物理意义
难点：比热容概念的引入，运用比热容知识解释一些简单的自然现象
七、教学准备
教师：多媒体课件
学生：天平、秒表、温度计、水和沙子、烧杯、酒精灯、石棉网、铁架台、火柴、玻璃棒。
八、教学过程
教学环节 教 ?师 ?活 ?动 学 ?生 ?活 ?动 设计意图
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1、创设情境
提出问题
? 一、情景导入（多媒体）
?初夏，小明和小华去海边游玩。中午，他们赤脚走在海边的沙滩上，觉得沙子很烫；当他们跳进海里时，觉得海水很凉。傍晚时，他们又去海边，却发现沙子变凉了而海水却很暖和。
实际生活中还会遇到类似的现象，你们能举例吗？
如：夏天游泳池边上的瓷砖被太阳晒得很热，而水却温度适宜；夜里瓷砖凉了，而水却比较暖合……
问：人感觉到烫和凉是因为水和沙子的什么不同？
提出问题：为什么水和沙子同一时刻的温度不一样呢？
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学生议论回答
生齐答：温度不同
学生议论纷纷。提出各种猜想。
从学生熟悉的日常生活现象入手进行教学，使学生坚信物理来源于生活，物理就在自己身边，激发学生求知欲。
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2、猜想与假设
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3、设计实验 二、新课教学
1、活动12.5 探究物质吸热升温的属性
因为水和沙子是两种不同的物质，而且同一地点的水和沙子受阳光照射强度相同，可以近似认为他们吸收的热量相同，再根据白天和傍晚出现的现象不同，所以猜想2更合理。
你打算用什么方法来验证猜想呢？
请同学们设计一套验证猜想的实验方案
（多媒体）给出“信息快递”中实验前提：如果加热方法完全相同，就可以认为单位时间内物体吸收的热量相同。）
问1：如何比较比较沙子和水吸热升温的快慢？
评价：两种方法在判断水和沙子吸热升温快慢的问题上效果是一致的。
问2、需要哪些实验器材
解析：玻璃棒的作用是在实验中对水和沙子进行搅拌，使之受热均匀。
问3、实验过程中有哪些注意点呢？
对，如果沙子和水的质量不同，比较两者的温度升高情况就毫无意义。另外还烧杯的规格，水和沙子的初温也要一样。
物质的种类
水
沙子
质量
相同
升高的温度（℃）
加热的时间（s）
我们采用方案二进行实验，即：取等质量的水和食用油，使其升高相同的温度时，比较加热所用的时间（即比较吸收的热量的多少）。 ?
猜想1：水和沙子吸收热量不同；
猜想2：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快
猜想3：水蒸发吸热
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生答：通过实验证明
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学生讨论交流，运用控制变量法设计实验。
?学生提出2种方案
?方法一： 在加热时间（吸收热量）相同的情况下，观察物体升高的温度是否相同。
方法二： 观察物体升高相同的温度所需要的时间（吸收热量）是否相同。
答：天平、秒表、温度计、水和沙子、烧杯、酒精灯、石棉网、铁架台、火柴、玻璃棒
生甲：水和沙子的质量相同，相同的加热装置
生乙：实验前还要设计好记录数据的表格。
生丙：实验中还要注意记录加热时间和温度。
生丁：实验中各小组成员要分工合作，作好配合。?
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培养学生设计实验的能力是物理新课标的要求，让学生先经过自己的独立思考，充分发挥自己的能力，然后经过同学间的交流评估，互助提高，最终找到最佳的实验方案。培养学生取长补短，虚心求教，互助合作的意识。
4、进行实验 收集证据 学生分组进行对比实验
加热实验结束后，熄灭酒精灯观察水或食用油放热一段时间后的温度变化情况，从而得出物质放热与温度变化的关系。
各组实验结束后思考：
（1）质量相等的沙和水升高的温度______
（2）水比沙需要的加热时间________
（3）加热时间越长说明吸收热量________
（4）实验的结果是______________ 学生进行实验
记录数据，收集证据
各组学生对数据进行分析
教师要参与到学生实验中去，与学生一起动手并适当指导，使学生的分工与合作能达到最合理，最后选几组数据投影在屏幕上，让实验小组成员分析，培养学生严谨的科学态度，良好的合作能力。
5、分析论证 总结提炼 总结评价：（教师对各个小组完成的情况进行评价）
分析数据可知：
实验结果：升高相同温度，沙子吸收的热量比水吸收的热量少
结论：质量相等的水和沙子在温度升高相同时，吸收的热量不同。
2、比热容概念的引入
展示问题：相同质量的水和煤油，升高相同温度，吸收热量相同吗？
我们只是做了水和沙子的对比实验，是不能得到水和煤油吸热多少关系的，但物理学家在大量实验的基础上，得到了一个普遍的结论，即：相同质量的不同物质，升高相同的温度时，吸引的热量是不一样的。
由此可见，物体吸收热量的多少除了与物体的质量和升高的温度有关以外，还与物质本身是什么（即物质的种类）有关。
为了说明不同物质这方面性质的不同，在物理学中引入了一个新的物理量——比热容。
（板书标题）第三节 物质的比热容
3、比热容
?引导学生得出比热容定义：
要比较相同质量的不同物质，升高相同温度吸收的热量多少，质量和温度应该怎么取
我们把单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热容，简称比热。
（板书比热容定义）
问：比热是谁的比热？
可见，比热容是物质的一种特性，研究表明，同种物质比热容相同，而不同物质比热容一般不同。
4、比热容单位的引入
水的比热容是多少呢？我们来进行计算一下。
物理学家经过实验测定：10千克水，温度升高10℃所吸收的热量是4.2×105J。
那么，如果是1千克水，温度升高10℃所吸收的热量是多少呢？
是4.2×105J/10Kg得到的。
如果是1千克水，温度升高1℃所吸收的热量是多少呢？
是4.2×105J/（10Kg×10℃）得到的。
由刚才的计算可知，水的比热容是4.2×103J/（㎏·℃）
由此可见，物质的比热容单位是一个复合单位J/（㎏·℃）
在国际单位制中比热的单位是：焦/（千克·摄氏度），符号为：J/（㎏·℃），读做：焦每千克摄氏度。（板书比热容单位）
问：水的比热容的物理意义是什么？
刚才的实验最后我们观察了水和沙子停止加热后的温度变化，发现了什么？
温度的降低说明水和沙子在向外放热，水温度升高吸收热量，温度降低会放出热量，物理学家经过测定，发现1Kg水，温度降低1℃，所放出的热量也是4.2×103J
那么，将比热容的定义补充完整应该怎么说？
想要知道其他物质的比热，我们可以查一下物质的比热容表。
分析教材中一些常见物质的比热容表，你有什么发现？
5、进行简单计算：
查表可知干泥土的比热是0.84×103J/（㎏·℃）,那么1Kg干泥土放出0.84×103J热量，温度降低多少？
如果1Kg干泥土放出4.2×103J热量，温度降低多少？
如果1Kg水放出4.2×103J热量，温度降低多少？
可见相同质量的水和干泥土，放出相同热量，降低的温度不同。
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了吗？ ?
由学生对实验结论进行总结
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生答：不同
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质量取1千克即单位质量，升高的温度取1℃，尝试得出比热容的定义。
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?答：是物质的比热
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生答： 4.2×104J
生答： 4.2×103J
生答：1Kg水，温度升高1℃，所吸收的热量是4.2×103J
生答：水和沙子的温度降低了
生答：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，叫做这种物质的比热容
生答：1、不同物质的比热容一般是不同的
2、同种物质，状态不同，比热也不同
3、水的比热容最大
生答：降低1℃
生答：降低5℃
生答：降低1℃
生答：因为水的比热比沙子大，白天吸热相同，水升温慢，傍晚放热相同，水降温慢。 ?
让学生分析数据，归纳得出结论，培养学生的自主学习意识和分析归纳的能力。?让学生参与概念的建构过程，领会科学研究的方法：控制变量法。培养学生从表格、图片、实物等方面获取有用信息，分析处理信息，得出结论的能力。
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6、走进社会
拓展升华
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小结本课 6、应用与拓展?
多媒体展示问题：?
(1)为什么沿海地区比内陆地区昼夜温差小？
?(2)为什么汽车发动机要用水进行冷却？
(3)尝试解释海陆风的成因。
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7引导学生进行小结（小结要包括知识上的收获、学习方法上的收获、合作交流上的收获）。 ?
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学生逐一讨论分析解答。（教师点评总结）
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?学生小结新课 新课标要求：“从物理走向社会”，只有将所学的知识加以运用，才能使其变成自己的东西，所以要让学生以社会生活中的问题为载体，施展自己的才华，培养学生运用所学知识为人类服务的意识。
7、教学反馈 课后作业；复习本节课内容，预习教材后半部分吸收和放出热量的计算。完成www第4、5题 学生课下做作业 检查学生学习情况，培养学生解题能力

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