13.3比热容教学设计 2023-2024学年人教版九年级全一册物理

比热容
一、教学目标
1. 知识与技能：
理解比热容的概念及其物理意义。
掌握比热容的公式，并能进行简单的计算。
知道水的比热容较大在生产生活中的应用。
2. 过程与方法：
通过实验探究，学会观察和记录实验现象，培养实验操作能力。
通过分析实验数据，学会归纳和总结物理规律。
3. 情感、态度与价值观：
培养学生对自然现象的好奇心和探究欲。
培养学生团队合作精神和严谨的科学态度。
二、教学重难点
1. 教学重点：比热容的概念、公式及其应用。
2. 教学难点：理解比热容是物质的一种特性，与物质的质量和温度变化无关。
三、教学准备
1. 实验器材：电加热器、温度计、烧杯、天平、水、沙子、秒表等。
2. 多媒体课件：包含比热容的概念、公式、实验演示等。
四、教学过程
【导入】
视频展示：播放一段海边日出至中午的延时摄影视频，明显展示沙子从清晨到中午的快速温度变化，而海水温度变化相对缓慢。
提问与思考：
大家有没有注意到，在同样的阳光下，沙子和海水的温度变化有什么不同？
为什么会有这样的差异？
过渡：今天，我们将一起探索这个现象背后的物理原理——比热容。
【新课讲解】
1. 比热容概念的引入
定义：比热容是描述物质单位质量升高或降低1℃所需吸收或放出的热量。
公式：C = Q / (m * ΔT)，其中C是比热容，Q是热量，m是质量，ΔT是温度变化。
强调：比热容是物质的一种固有属性，与物质的状态有关，但与具体的质量和温度变化量无关。
2. 比热容的理解
举例：用同样的火力加热相同质量的水和油，油的温度上升得更快，说明油的比热容小于水。
分析：比热容大的物质，在吸收相同热量时，温度变化小；反之，比热容小的物质，温度变化大。
3. 实验：比较水和沙子的比热容
实验目的：通过实验数据，直观感受不同物质比热容的差异。
实验材料：电加热器、两个相同烧杯、天平、水、沙子、温度计、秒表。
实验步骤：
a. 使用天平称取等质量的水和沙子，分别放入两个烧杯中。
b. 初始温度测量：用温度计测量两个烧杯中水和沙子的初始温度，并记录下来。
c. 同时加热：用电加热器同时加热两个烧杯，加热相同时间（如5分钟）。
d. 最终温度测量：加热结束后，立即用温度计测量两个烧杯中水和沙子的最终温度，并记录下来。
e. 计算温度变化：根据初始温度和最终温度，计算水和沙子的温度变化量。
f. 分析结果：比较水和沙子的温度变化量，结合比热容的定义，分析两者比热容的大小关系。
4. 比热容的应用
气候调节：海洋的比热容远大于陆地，因此海洋对气候有显著的调节作用。
冷却剂选择：汽车发动机散热系统中，水的比热容大，能更有效地吸收和散发热量。
【学生互动环节】
小组讨论：分组讨论生活中还有哪些现象与比热容有关，并尝试解释这些现象。
小组展示与点评：每个小组选派一名代表上台展示讨论成果，其他小组进行点评和补充。
【总结提升】
总结：回顾比热容的定义、公式、实验及其应用，强调比热容是物质的一种固有属性，不同物质具有不同的比热容。
提升思考：提出更深层次的问题，如比热容与物质微观结构的关系，鼓励学生课后继续探索和研究。
五、课后练习
选择题：
1. 关于比热容，下列说法正确的是（ ）
A. 比热容大的物质吸收的热量多
B. 质量相同的不同物质升高相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多
C. 比热容的单位是J/(kg·℃)
D. 比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一定不同
2. 夏天，海边的昼夜温差小，这是因为水的比热容较大。下列现象中不能反映水的这一特性的是（ ）
A. 汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质
B. 春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
C. 炎热的夏天常常在教室的地面上洒水
D. 城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
3. 质量和初温相同的铜球和水，它们吸收相同的热量后，将铜球立即投入水中，则（ ）
A. 铜球和水之间无法热传递
B. 温度由铜球传给水
C. 热量由铜球传给水
D. 热量由水传给铜球
4. 有一堆潮湿的沙子，其比热容为1.2×10 J/(kg·℃)。为了测量这堆沙子的比热容，小明取出了其中50g的沙子，并将其放入一个质量为100g的烧杯中。然后他用一个功率为200W的电加热器给它们加热，并用温度计测量沙子的温度。他发现，在5min内沙子的温度从20℃升高到了70℃。则这堆沙子的实际比热容为（ ）
A. 大于1.2×10 J/(kg·℃) B. 等于1.2×10 J/(kg·℃)
C. 小于1.2×10 J/(kg·℃) D. 无法确定
填空题：
1. 水的比热容为___________，其物理意义是______________________。
2. 质量为2kg的水，温度升高了50℃，吸收的热量为___________J。[c_水=4.2×10 J/(kg·℃)]
3. 甲乙两种物质，质量之比是3:1，吸收相同的热量后，升高的温度之比是1:2，则它们的比热容之比是___________。
4. 用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次数据，如下表所示。则该液体的比热容为___________J/(kg·℃)。
加热时间/min 0 1 2 3 4
水的温度/℃ 20 26 32 38 44
某液体温度/℃ 20 34 48 62 76
六、教学反思
本次教学设计的目标是让学生通过实验探究和理论学习，掌握比热容的概念、公式及其应用。在教学过程中，我注重了情境的创设和问题的提出，激发了学生的兴趣和好奇心。通过实验探究，学生亲自动手操作，观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果，从而深刻理解了比热容的物理意义。同时，我也注重了知识的应用，引导学生思考比热容在实际生活中的应用场景，培养了学生的物理应用意识和解决实际问题的能力。
在教学过程中，我也发现了一些不足之处。例如，在实验探究环节，部分学生对实验操作的规范性不够重视，导致实验数据存在一定的误差。此外，在理论讲解环节，部分学生对比热容的概念理解不够深入，需要加强对比热容物理意义的讲解和练习。
针对以上不足之处，我将在今后的教学中加强对学生实验操作的指导和监督，确保实验数据的准确性。同时，我也将加强对比热容概念的讲解和练习，帮助学生深入理解比热容的物理意义和计算方法。此外，我还将注重培养学生的团队合作精神和严谨的科学态度，提高学生的综合素质。