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【大单元教学】第十三章 内能 分课时教学设计
第3节 比热容（第二课时）
课题 比热容
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节课是人教版九年级上册第十三章第三节的内容，教材在学习了热传递、热量知识的基础上，进一步研究物体升高温度时吸收热量的多少与哪些因素有关，从而提出了物质的比热容的概念。本节课属于一个完整的实验探究课题，教材从日常生活经验出发提出问题，通过实验探究得出结论，并利用探究结果解决实际问题，关注学生的生活体验和实验探究能力的培养。本节课的重点是比热容概念的建立，比热容概念的理解是解释生活中自然现象的基础，也是进行热量计算的基础。
2.学习者分析 通过初二的学习，学生已经初步掌握了实验探究的基本程序，掌握了控制变量法和转换法等科学探究方法，经历了比值法定义物理量的过程。但对物质的物理属性的理解不够透彻，本课通过实验探究，让学生完整地经历探究过程，设计方案、进行实验，交流讨论，充分发挥学生的主动性，让学生在实验中切实地体验到不同物质吸热能力的不同，加深对比热容概念的理解，从而培养学生的物理观念，使其学会从物理的角度解释自然现象。
3.学习目标确定 1、通过对比热容公式的学习，能根据比热容进行简单的热量计算。 2、通过对实例的分析处理，能用比热容解释简单的自然现象。 3、通过分析计算，运用比热容知识解决实际问题。
4.学习评价设计 学习评价自我评价表项目评价内容掌握情况很好一般不好科学知识1能根据比热容进行简单的热量计算。2尝试用比热容解释简单的自然现象。学科能力通过交流与分析，利用比热容解释相关现象及应用。通过分析计算，获得运用比热容知识解决实际问题的能力。科学态度能体验自然科学的价值，体验知识来源于实践而又应用于实践的辩证关系。小组评价表评价内容得分标准成员一成员二成员 三团队精神5分：能高效分工合作完成任务 3分：重大问题能有效沟通 1分：各自独立，不能完成任务实施能力5分：能准确设计详细的实验过程和所用实验道具。 3分：能设计出大概方框架，但不够准确和详细。 1分：不能设计出任何过程和方案。结果展示能力5分：小组完成任务并解答正确。 3分：小组 任务，但解答部分正确，部分错误。 1分：小组完成任务，但解答全部不正确。总分
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：温故知新
水的比热容C水=4.2×103 J/(kg·℃) 物理意义：1 kg的水温度升高（降低）1 ℃所吸收（放出）的热量为4.2×103 J。 你能根据它的物理意义计算出：2㎏的水温度升高1℃吸收的热量是多少吗？2㎏的水温度升高10℃吸收的热量是多少吗？ 学生回顾比热容的概念、单位及物理意义。 思考、讨论，并尝试回答问题。 通过引导学生回顾旧知，巩固比热容的概念、单位及物理意义的同时，引出进一步深入学习的主题。
任务二：比热容的计算
要对比热容进行计算，就要先回顾比热容的定义式： 【注意】1.各物理量的单位必须统一为国际单位制单位： Q→J、C→J/（kg·℃）、m→kg、△t→℃。 2.物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、物体的质量和温度的变化量三个因素都有关系，注意这里指的是温度的变化量，而不是物体的温度。 （1）运用公式求比热容： 例1：为研究物质的吸热性能，某同学分别对质量都为500g，初温都为20℃的水和煤油用相同的电热器加热6min，结果水温升高到30℃，而煤油温度升高到40℃，（不考虑热量损失）： 求煤油的比热容是多少？已知c水=4.2×103J/kg·℃） （2）运用公式求质量、温度 例2：吃早饭的时侯，妈妈用热水给小雪加热250g的袋装牛奶。为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈用60℃的热水给牛奶加热。[c水=4.2×103J/（kg·℃），c牛奶=2.5×103J/kg·℃】。 问：①此过程中，牛奶吸收的热量是多少？ ②若热水放出热量的40%被牛奶吸收，问妈妈要用热水多少千克？ 学生回顾比热容的定义式，并说出各个字母代表的含义和单位。 学生了解公式的含义及注意事项。 学生观看例题，认真审读题干，并尝试运用比热容的公式进行解答。 学生观看例题，认真审读题干，并尝试运用比热容的公式进行解答。 通过回顾上节课学习的比热容的定义式，巩固公式，并为本节课运用公式进行计算作铺垫。 通过经典例题，带领学生了解公式在实际应用题中的运用，再通过变式题进行举一反三，巩固加强学生对于比热容公式在计算中的运用。
任务三：热量的计算
公式变形后：Q=Cmt 例1：计算出0.5 kg的水，温度从20℃升高到80℃，需要吸收的热量？ 例2：计算出0.5 kg的水，温度从80℃降低到20℃，所放出的热量？ 从以上两道例题，你能得出什么规律？ 总结： Q=cmΔt 吸热升温：Q吸=cm（t末-t初） 放热降温：Q放=cm（t初-t末） 学生了解比热容公式的变形式，并尝试用公式解决两道例题计算题。 学生思考、总结热量计算公式及运用方法。 通过变形公式的学习，加深学生对于比热容概念及公式的多种应用。 从解决生活实际问题中总结规律、得出结论。
任务四：比热容在生活中的应用
（1）水升高一定温度时，需吸收的热量较多；降低一定温度时，能放出的热量较多。 应用：用冷水作冷却剂，用热水取暖。 （2）水吸收一定热量后，温度升高较少；放出一定热量后，温度下降较少。 应用：调节气温（如沿海地区和沙漠地的气温比较）、护苗 （3）解释简单的自然现象 海陆风的成因，跟水和沙石的比热容不同有关系。 学生结合冷却剂的生活实例了解“水升高一定温度时，需吸收的热量较多；降低一定温度时，能放出的热量较多”的原理。 学生结合调节气温的实例，理解水吸收一定热量后，温度升高较少；放出一定热量后，温度下降较少。 学生观察示意图，结合水和沙石的比热容不同分析海陆风的成因。 通过联系生活应用，举例说明比热容对温度变化的影响导致的吸收或放出热量，引导学生结合实例，理解应用。同时，帮助学生进行学以致用，培养将物理知识放在生活实际中用于解决问题的能力。 通过对“自然现象”的解释，考察和锻炼了学生用比热容相关知识进行综合应用、进而解决实际问题的能力。
任务五：总结反思
通过本节课的学习，你学到了什么？你还有什么问题？ 归纳本课所学 培养学生总结归纳的能力。
6.板书设计 第3节 比热容（第二课时） （一）比热容的计算 Q=Cmt 1.影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度 2.吸热公式：Q吸=cm（t-t0）=cm△t 3.放热公式：Q放=cm（t0-t）=cm△t （二）比热容在生活中的应用 用冷水作冷却剂，用热水取暖，调节气温 （三）用比热容解释简单的自然现象 海陆风的成因
7.作业与拓展学习设计 1.甲、乙两物体质量相等，吸收的热量之比是2：1，升高的温度之比是1：2，则甲、乙两种物质的比热容之比是（ D ） A.2：1 B.1：2 C.1：4 D.4：1 2.某同学利用如图甲所示的装置比较α、两种液体吸热的情况，使用相同规格的电加热器分别对等量”水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙，下列说法正确的是（ B ） A.等量是指体积相同的水和食用油 B.由图像可知，a、b液体的比热容之比是5：4 C.实验中物质吸热的多少是通过升高的温度来衡量的 D.图乙图像中a对应食用油，b对水 3. 小张用相同的酒精灯分别对质量均为200g的水和甲液体进行加热，8min内各消耗酒精4g，用得到的实验数据绘制出了如图所示图象。若单位时间内两液体吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则下列说法正确的是（ A ） A.升高相同的温度时，水和甲液体吸收的热量相同 B.甲液体在4mm内吸收的热量为1.26×105J C.甲液体的比热容为2.4×103J/（kg·℃） D.酒精灯的加热效率为21%
8.特色学习资源分析、技术手段应用说明 多媒体、完全相同的两个电热水壶，天平，水，沙子，烧杯，酒精灯等。
9.教学反思与改进 一些物理概念或规律常借助于数学公式来表达，但是不能单纯从数学角度理解，要考虑其物理意义。比如热容的表达式，就不能单纯从数学角度来理解，从公式看，热量Q除以m△t，当Q为零时，c也为零。但比热容是物质的一种特性，与吸放热是没有关系的。
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物理九年级大单元整体教学设计
第十三章 《内能》
本章内容分析
第十三章《内能》学生在八年级物态变化的学习中，已经接触了一些宏观热现象。本章在介绍有关物质是由分子、原子构成的相关知识基础上揭示扩散现象的普遍性。结合固体、液体和气体的特点，联系分子热运动的知识，让学生认识到分子间存在相互作用力，而且不同状态的物质分子间的距离和相互作用力不同。正是这种不同，导致了物质的不同形态。
本章课标要求
1.能简单地说明物质是由分子、原子构成的；知道一切物质的分子都在不停地做热运动：能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；知道分子之间存在着相互的作用力。
2.了解内能的概念，能简单地描述温度和内能的关系；知道做功可以使物体内能增加或减小的一些实例；知道热传递可以改变物体的内能，知道热量的概念及单位：知道做功和改变物体内能的实质；理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
3.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性；能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同；能够利用比热容生物知识来解释生活中的一些现象；会进行简单的吸热计算。
本章核心素养
物理观念：记住并举例分子热运动及与温度的关系、扩散现象及发生范围、分子间作用力及种类、固、液、气态物质微观及宏观特性的物理观念。
物理思维：通过扩散现象、分子间作用力等的本质属性抽象概括出科学研究方法的物理思维。
科学探究：科学探究分子热运动、扩散现象及发生范围、热运动与温度的关系、分子间作用力及种类。
科学态度与责任：在科学，技术，社会，环境（STSE的关系基础上形成科学的态度与责任。
单元教学目标
（一）内容目标
1. 知道：常见物质是由分子或原子组成的；物体的内能；分子热运动的快慢与温度的关系；一切物质的分子都在不停地做热运动；分子间存在作用力；比热容是物质的基本属性；
2.了解：影响物体内能大小的因素；
3.能：识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；通过实验探究比较不同物质的比热容；利用比热容的概念进行相关热量的计算；
4理解：改变物体内能方式；
5.认识：物体内能与温度的关系；内能、温度与热量三者之间的关系：物质的比热容；
6.会：利用比热容的概念解释生活中常见的现象。
（二）学业目标
1. 知道：常见物质是由分子或原子组成的；物体的内能；分子热运动的快慢与温度的关系；一切物质的分子都在不停地做热运动；分子间存在作用力；比热容是物质的基本属性；
2.了解：影响物体内能大小的因素；
3.能：识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；通过实验探究比较不同物质的比热容；利用比热容的概念进行相关热量的计算；
4理解：改变物体内能方式；
5.认识：物体内能与温度的关系；内能、温度与热量三者之间的关系：物质的比热容；
6.会：利用比热容的概念解释生活中常见的现象。
五、教学重点：
分子动理论的基本知识；内能概念的建立；改变物体内能的方法。
六、教学难点：
正确理解内能和比热容的概念。
七、学情分析，教学建议：
学生在八年级上册第三章物态变化的学习中已经接触了一些宏观热现象，如物态变化。本章在此基础上进一步深入分析这些宏观热现象内深层次的微观机制。这就涉及一些热学特有的研究方法和手段。如何从复杂的宏观热现象中分析出其微观机制？微视模型又怎样解释更多的宏观热现象？这些问题的学习是对学生物理能力的一种提高。
八、本章活动主题：
爱因斯坦对内能的探索
著名的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦在年轻时，对物理学产生了浓厚的兴趣。他热衷于探索自然界中的各种现象，并试图用物理定律来解释它们。
有一天，爱因斯坦读到了一篇关于热力学的研究论文。论文中提到了一个关于内能的概念，引起了他的极大兴趣。内能是指物体内部所有微观粒子的动能和势能之和，它是一个物体热运动的总和。爱因斯坦觉得这个概念非常有趣，于是决定亲自进行实验来研究内能。
爱因斯坦设计了一个简单的实验：他准备了一个木制的水桶，桶里装满了水。然后，他在水桶中间放了一个隔板，将水桶分成两个部分。在实验开始时，爱因斯坦将一个热源放在桶的一侧，加热其中的水。随着时间的推移，水的温度逐渐升高，内能也不断增加。
然而，爱因斯坦发现了一个有趣的现象：当水温升高时，隔板另一侧的水竟然也跟着升温。这让他感到非常惊讶，因为他知道隔板另一侧的水并没有直接接触到热源。经过一番思考，爱因斯坦意识到这是内能的传递导致的。由于热传导的作用，热量通过水分子之间的相互作用，跨越了隔板，使得另一侧的水分子内能增加。
这个实验让爱因斯坦对内能的理解更加深入。他开始研究各种物质的内能性质，并试图寻找更普遍的热力学规律。最终，爱因斯坦提出了著名的能量守恒定律和质能方程，为物理学的发展作出了巨大贡献。
通过这个趣味物理故事，我们可以看到内能在现实生活中的应用和重要性。希望这个故事能让大家对内能有了更直观的认识，同时也激发了大家对物理学的兴趣。
九、教学过程性评价细目设计
学习任务 分子热运动 内能 比热容
优秀 1、能熟练地说明物质是由分子、原子构成的，了解分子的直径大小。 2、熟知一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且其运动快慢与温度有关。 3、熟知扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 4、熟知分子之间存在着相互的作用力。 1、知道内能的概念；能简单地描述温度和内能的关系。 2、熟知热传递可以改变物体的内能：知道热量的概念及单位，知道热传递的过程中，物体吸收热量，温度升高：放出热量，温度降低，内能发生改变。 3、熟知做功可以改变物体的内能。 4、能区分温度、热量、内能：理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 5、熟知做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1、能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同。 2、知道比热容的概念，熟知比热容是物质的一种特性，能够利用比热容知识来解释生活中的一些现象。 3、能做吸放热计算。
良好 1、能简单地说明物质是由分子、原子构成的，了解分子的直径大小。 2、知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且其运动快慢与温度有关。 3、能够识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 4、知道分子之间存在着相互的作用力。 1、了解内能的概念；能简单地描述温度和内能的关系。 2、知道热传递可以改变物体的内能：知道热量的概念及单位，知道热传递的过程中，物体吸收热量，温度升高：放出热量，温度降低，内能发生改变。 3、知道做功可以改变物体的内能。 4、学会区分温度、热量、内能：理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 5、知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1、能通过实验探究得出不同物质的吸热能力不同。 2、了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性，能够利用比热容知识来解释生活中的一些现象。 3、会进行简单的吸放热计算。
合格 1、了解物质是由分子、原子构成的，了解分子的直径大小。 2、了解一切物质的分子都在不停地做无规则运动，并且其运动快慢与温度有关。 3、能初步识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释。 4、了解分子之间存在着相互的作用力。 1、初步了解内能的概念；能简单地描述温度和内能的关系。 2、了解热传递可以改变物体的内能：知道热量的概念及单位，知道热传递的过程中，物体吸收热量，温度升高：放出热量，温度降低，内能发生改变。 3、了解做功可以改变物体的内能。 4、初步学会区分温度、热量、内能：理解做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 5、了解做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 1、知道物质的吸热能力不同。 2、初步了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性，能够利用比热容知识来解释生活中的一些现象。 3、了解吸放热的计算。
十、教学流程图（思维导图展现整个整体单元教学的思路及课时安排）
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