比热容 教案 (1)
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文档简介
比热容
教案
1教学目标
1、知识与技能
理解比热容的概念。知道比热容是物质的特性之一,知道比热容的单位。
2、过程与方法
通过对熟悉的生活经历分析,猜想物体吸收的热量与哪些因素有关,运用控制变量法设计实验方案,探究“物体吸收热量与物质种类之间的关系”,通过实验和对实验数据的分析、比较、归纳,经历比热容概念形成的过程。
3、情感、态度与价值观
(1)通过实验探究的过程,激发学习热情,提高合作意识,增强主动探索物理规律的意识与动力。
(2)通过运用水的比热容较大这一特性解释一些简单现象,感受物理学与生活的密切联系。
(3)通过结合玉树大地震和世博会的情境,感受生命教育和爱国主义教育。
2学情分析
本节课的教学内容是5.2热量
比热容的第二课时:比热容概念的建立,是《热与能》一章的重点教学内容之一。比热容的概念比较抽象,且它又与质量、温度的变化量、吸收或放出的热量三个物理量有关,学生理解起来有困难,所以又是整个教材的难点。学习本节内容,在知识上要以温度、温标以及热传递、热量等为基础,而形成“比热容概念”的过程和研究方法将为今后学习密度的知识奠定基础。因此,本节的学习具有很重要的地位。
上海市大同初级中学是黄浦区一所声誉较好的初级中学。学生的自主活动能力较强,且具有一定分析和逻辑推理能力。在学习本节课的内容之前,学生已经能够比较熟练地使用秒表记录时间和使用温度计测定物体的温度,而且具有一定的初步分析实验数据和建立、分析图像的能力。为本节课的学习打下了良好的基础。
本节课以实验探究为主线,由猜想到实验验证,进而归纳总结;由定性讨论过渡到定量探究,从而建立比热容物理概念。通过本节课的学习,一方面使学生领会“控制变量法”在研究物理概念中的作用,另一方面培养学生观察能力和动手、动脑的能力,逐步养成科学归纳和分析能力
3重点难点
重点:比热容的概念
难点:比热容概念的形成过程
4教学过程
教学活动
活动1【导入】创设情景
情境:玉树大地震至今仍牵动着我们的心,请同学们看一段视频。
看来玉树昼夜温差大是增加救援难度之一。请看大屏幕,从地图上我们可以看出玉树和上海几乎在同一纬度上,我查找了地震发生后黄金救援72小时内的天气情况,从中我们可以看出玉树的昼夜温差的确比上海要大很多,那么为什么会产生这种现象呢
今天让我们共同来探讨产生这种现象的一个重要原因。
提问:上节课,我们学习了热量的有关知识,现在请同学们思考:在热传递的过程中,物体在温度升高时,吸收热量的多少与哪些因素有关呢
提问:举个大家都熟悉的例子:同学们都烧过水吧,将水烧开所用的时间长短与哪些因素有关 即水在温度升高时,需要吸收的热量与哪些因素有关
图片提示:烧开一壶水所需要的热量与烧开半壶水需要的热量是否相同
(水升高相同的温度,质量越大,需要吸收的热量越多)
烧开一壶冷水所需要的热量与烧开一壶温水需要的热量是否相同
(质量相同的水,升高的温度越高,需要吸收的热量越多。)
由此得出:水在温度升高时吸收的热量是随物体的质量和升高的温度的增大而增大的。根据我们的生活经验,别的物质也是这样的。
提问:那么在质量相同和升高温度都相同的情况下,不同物质组成的物体,所需要的热量相同么
板书:吸收的热量与物质种类、物体质量、升高的温度有关
今天我们就一起来探究物体吸收热量是否与物质的种类有关。
活动2【活动】学生实验
实验目的:物体温度升高时所吸收热量是否与物质的种类有关。
1、设计实验方案:
(1)为探究物体吸热与物质的种类的关系,我们应该怎么做呢
保持物体质量、升高的温度相同,而物质的种类不同
在这里控制质量和升高的温度相等,研究物体吸收热量是否与物质的种类有关,采用的是什么实验思想
采用的是控制变量法的研究思想
(2)为探究物体吸热与物质的种类的关系,应选择哪种状态的物质作为研究对象呢
为便于测量温度,我们选取液体,最常见的是水和煤油,因此在实验中我们取质量相等的水和煤油。
(3)在本次实验中需要测量哪些物理量 (同时填表格)
我们将所要测量的物理量填入下面的表格中。根据习惯我们将需要测量的物理量填入第一行。
指导学生填写:物体的质量、升高的温度、吸收的热量
(4)
(对应表格选取)需要使用的实验器材
质量相同的水和煤油、两只完全相同的烧杯、温度计、加热器和秒表
为使水和煤油温度升高,我们最常用的方法是什么
对水和煤油加热,使水和煤油吸收热量,温度升高。
在本次实验中我们使用电加热器来给水和煤油加热。
如何确保质量相等的水和煤油在相同时间内吸收的热量相同
在实验的过程中,为了保证水和煤油在相等的时间内吸收的热量相等,我们让装有水和煤油放在同一加热器内加热(使水和煤油每秒吸收的热量相等),
如何记录吸收的热量呢
在实验过程中,我们无法直接测量热量,只能间接地通过加热水和煤油的时间表示吸收的热量,因此,在实验中通过记录相应加热时间的长短来比较液体吸热多少的。
2、实验探究:
实验操作指导:请大家一起阅读活动卡
我们六个人一大组,每三个人负责观察并记录一组温度计的示数,首先请同学们合理分工、相互协调。
在活动卡上记录你所使用的水和煤油的质量m水=____克,m煤油=_____克。(每个小组的水和煤油相同,小组间略有不同)
按要求组装器材:将两个烧杯放入同一加热器内,并将温度计的位置固定好。使温度计的玻璃泡与被测液体充分接触。待你所测量液体的温度升高到30℃时开始计时,记录当温度分别升高2℃、4℃、6℃、8℃、10℃所需时间,并填写在表格中。
每小组的同学都要把数据填写在活动卡中,然后以大组的形式分析并交流实验数据,同时在温度-时间坐标系中找出相应的点,连上,看看图象如何 有何启示
好现在开始实验!
活动3【讲授】概念建立
3、建立比热容的概念:
请一组同学汇报实验数据,
根据你测得的数据,分析1、6或2、7或3、8或4、9或5、10,可以得到的初步结论是:质量相同的不同种物质,升高相同的温度吸收的热量不同,水比煤油吸收的热量多。
现在我们看到质量相等的水或煤油,升高的温度与对应加热时间(即吸收的热量)各点在坐标系中的分布,我们以水的图像为例,可以看出这些点几乎分布在一条直线上,由此让我们联系起数学中的正比例函数图像,现在我们连线,可以看出在t—T图像中的是过原点的倾斜直线。
我们可以将其写成一个正比例函数表达式:k=Q/△t
同样我们看煤油的图像,也是如此。
好,现在请大家讨论:Q/△t是个定值吗
请每个小组利用图像比较两条直线的倾斜程度,由图像可知,两条直线的倾斜程度不同。
因此由图像可知:
质量相同的同种物质,Q/Δt的比值是一个定值;质量相同的不同物质Q/Δt的比值是不同的。
我们再来看看其他小组的图像(投影),虽然小组间使用的水和煤油的质量不同,但都可以得出相同的结论。
我们以大屏幕上的图像为例
板书:
同种物质
相同质量
Q/Δt
是定值
水
m=0.15kg
教师解说
意义:0.15千克水,温度每升高1℃,吸收的热量为Q
如果我想知道1千克水,温度升高1℃,所吸收的热量是多少呢
教师解说
意义:1千克水,温度升高1℃,所吸收的热量为Q
现在我们利用图像上一组数据代入,算一算这个比值是多少
用同样的方法,求出:煤油的比值
我们发现水和煤油的这个比值不同
现在请每一小组,根据你的图像也计算一下水和煤油的这个比值分别是多少
经过我们的计算和大量实验证实我们发现:
同种物质,Q/(m Δt)的值是一个定值;不同物质Q/(m Δt)的值是不同的。
这个比值反映物质吸热本领的大小,由此我们引入一个新的物理量,比热容。用符号c表示。
活动4【讲授】应用
4、水的比热容较大的应用
从比热容表中查找水和干泥土的比热容,并说出它们的含义。
说明:从比热容表中可以看出,在常见的物质中,水的比热容较大。
【问题】质量相同的水和干泥土如果吸收相同的热量,温度谁升高得多
因为水的比热容在常见的物质中是比较大的,与质量相同的其他物质相比,吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度相对较小;或者说与质量相同的其他物质相比,升高或降低相同的温度,水必须吸收或放出更多的热量。水的这种性质在日常生活和生产中有着重要应用。
1、气温的调节。
请同学们思考为什么一天内玉树昼夜温差比上海大得多
2、水做冷却剂、用水吸热
世博会利用利用水的比热容较大,节能减排
在举世瞩目的上海世博会其亮点之一就是对生态节能减排技术的综合应用。
从我们的教室望出去,可以看到一个巨型的温度计,它的下面就是由原南市发电厂改建的城市未来馆,它借助靠近黄浦江边,采用了“零耗能”江水源热泵空调系统,主要是利用水的比热容较大,帮助营造室内冬暖夏凉的效果。除此以为世博轴、世博中心、演艺中心等也采用了这种技术。
活动5【练习】总结、练习
主要学习了两个内容:一个是影响吸收热量多少的因素,二是:比热容概念的建立和对比热容的理解。
让我们一起做几个小练习,巩固今天所学的内容。
教案
1教学目标
1、知识与技能
理解比热容的概念。知道比热容是物质的特性之一,知道比热容的单位。
2、过程与方法
通过对熟悉的生活经历分析,猜想物体吸收的热量与哪些因素有关,运用控制变量法设计实验方案,探究“物体吸收热量与物质种类之间的关系”,通过实验和对实验数据的分析、比较、归纳,经历比热容概念形成的过程。
3、情感、态度与价值观
(1)通过实验探究的过程,激发学习热情,提高合作意识,增强主动探索物理规律的意识与动力。
(2)通过运用水的比热容较大这一特性解释一些简单现象,感受物理学与生活的密切联系。
(3)通过结合玉树大地震和世博会的情境,感受生命教育和爱国主义教育。
2学情分析
本节课的教学内容是5.2热量
比热容的第二课时:比热容概念的建立,是《热与能》一章的重点教学内容之一。比热容的概念比较抽象,且它又与质量、温度的变化量、吸收或放出的热量三个物理量有关,学生理解起来有困难,所以又是整个教材的难点。学习本节内容,在知识上要以温度、温标以及热传递、热量等为基础,而形成“比热容概念”的过程和研究方法将为今后学习密度的知识奠定基础。因此,本节的学习具有很重要的地位。
上海市大同初级中学是黄浦区一所声誉较好的初级中学。学生的自主活动能力较强,且具有一定分析和逻辑推理能力。在学习本节课的内容之前,学生已经能够比较熟练地使用秒表记录时间和使用温度计测定物体的温度,而且具有一定的初步分析实验数据和建立、分析图像的能力。为本节课的学习打下了良好的基础。
本节课以实验探究为主线,由猜想到实验验证,进而归纳总结;由定性讨论过渡到定量探究,从而建立比热容物理概念。通过本节课的学习,一方面使学生领会“控制变量法”在研究物理概念中的作用,另一方面培养学生观察能力和动手、动脑的能力,逐步养成科学归纳和分析能力
3重点难点
重点:比热容的概念
难点:比热容概念的形成过程
4教学过程
教学活动
活动1【导入】创设情景
情境:玉树大地震至今仍牵动着我们的心,请同学们看一段视频。
看来玉树昼夜温差大是增加救援难度之一。请看大屏幕,从地图上我们可以看出玉树和上海几乎在同一纬度上,我查找了地震发生后黄金救援72小时内的天气情况,从中我们可以看出玉树的昼夜温差的确比上海要大很多,那么为什么会产生这种现象呢
今天让我们共同来探讨产生这种现象的一个重要原因。
提问:上节课,我们学习了热量的有关知识,现在请同学们思考:在热传递的过程中,物体在温度升高时,吸收热量的多少与哪些因素有关呢
提问:举个大家都熟悉的例子:同学们都烧过水吧,将水烧开所用的时间长短与哪些因素有关 即水在温度升高时,需要吸收的热量与哪些因素有关
图片提示:烧开一壶水所需要的热量与烧开半壶水需要的热量是否相同
(水升高相同的温度,质量越大,需要吸收的热量越多)
烧开一壶冷水所需要的热量与烧开一壶温水需要的热量是否相同
(质量相同的水,升高的温度越高,需要吸收的热量越多。)
由此得出:水在温度升高时吸收的热量是随物体的质量和升高的温度的增大而增大的。根据我们的生活经验,别的物质也是这样的。
提问:那么在质量相同和升高温度都相同的情况下,不同物质组成的物体,所需要的热量相同么
板书:吸收的热量与物质种类、物体质量、升高的温度有关
今天我们就一起来探究物体吸收热量是否与物质的种类有关。
活动2【活动】学生实验
实验目的:物体温度升高时所吸收热量是否与物质的种类有关。
1、设计实验方案:
(1)为探究物体吸热与物质的种类的关系,我们应该怎么做呢
保持物体质量、升高的温度相同,而物质的种类不同
在这里控制质量和升高的温度相等,研究物体吸收热量是否与物质的种类有关,采用的是什么实验思想
采用的是控制变量法的研究思想
(2)为探究物体吸热与物质的种类的关系,应选择哪种状态的物质作为研究对象呢
为便于测量温度,我们选取液体,最常见的是水和煤油,因此在实验中我们取质量相等的水和煤油。
(3)在本次实验中需要测量哪些物理量 (同时填表格)
我们将所要测量的物理量填入下面的表格中。根据习惯我们将需要测量的物理量填入第一行。
指导学生填写:物体的质量、升高的温度、吸收的热量
(4)
(对应表格选取)需要使用的实验器材
质量相同的水和煤油、两只完全相同的烧杯、温度计、加热器和秒表
为使水和煤油温度升高,我们最常用的方法是什么
对水和煤油加热,使水和煤油吸收热量,温度升高。
在本次实验中我们使用电加热器来给水和煤油加热。
如何确保质量相等的水和煤油在相同时间内吸收的热量相同
在实验的过程中,为了保证水和煤油在相等的时间内吸收的热量相等,我们让装有水和煤油放在同一加热器内加热(使水和煤油每秒吸收的热量相等),
如何记录吸收的热量呢
在实验过程中,我们无法直接测量热量,只能间接地通过加热水和煤油的时间表示吸收的热量,因此,在实验中通过记录相应加热时间的长短来比较液体吸热多少的。
2、实验探究:
实验操作指导:请大家一起阅读活动卡
我们六个人一大组,每三个人负责观察并记录一组温度计的示数,首先请同学们合理分工、相互协调。
在活动卡上记录你所使用的水和煤油的质量m水=____克,m煤油=_____克。(每个小组的水和煤油相同,小组间略有不同)
按要求组装器材:将两个烧杯放入同一加热器内,并将温度计的位置固定好。使温度计的玻璃泡与被测液体充分接触。待你所测量液体的温度升高到30℃时开始计时,记录当温度分别升高2℃、4℃、6℃、8℃、10℃所需时间,并填写在表格中。
每小组的同学都要把数据填写在活动卡中,然后以大组的形式分析并交流实验数据,同时在温度-时间坐标系中找出相应的点,连上,看看图象如何 有何启示
好现在开始实验!
活动3【讲授】概念建立
3、建立比热容的概念:
请一组同学汇报实验数据,
根据你测得的数据,分析1、6或2、7或3、8或4、9或5、10,可以得到的初步结论是:质量相同的不同种物质,升高相同的温度吸收的热量不同,水比煤油吸收的热量多。
现在我们看到质量相等的水或煤油,升高的温度与对应加热时间(即吸收的热量)各点在坐标系中的分布,我们以水的图像为例,可以看出这些点几乎分布在一条直线上,由此让我们联系起数学中的正比例函数图像,现在我们连线,可以看出在t—T图像中的是过原点的倾斜直线。
我们可以将其写成一个正比例函数表达式:k=Q/△t
同样我们看煤油的图像,也是如此。
好,现在请大家讨论:Q/△t是个定值吗
请每个小组利用图像比较两条直线的倾斜程度,由图像可知,两条直线的倾斜程度不同。
因此由图像可知:
质量相同的同种物质,Q/Δt的比值是一个定值;质量相同的不同物质Q/Δt的比值是不同的。
我们再来看看其他小组的图像(投影),虽然小组间使用的水和煤油的质量不同,但都可以得出相同的结论。
我们以大屏幕上的图像为例
板书:
同种物质
相同质量
Q/Δt
是定值
水
m=0.15kg
教师解说
意义:0.15千克水,温度每升高1℃,吸收的热量为Q
如果我想知道1千克水,温度升高1℃,所吸收的热量是多少呢
教师解说
意义:1千克水,温度升高1℃,所吸收的热量为Q
现在我们利用图像上一组数据代入,算一算这个比值是多少
用同样的方法,求出:煤油的比值
我们发现水和煤油的这个比值不同
现在请每一小组,根据你的图像也计算一下水和煤油的这个比值分别是多少
经过我们的计算和大量实验证实我们发现:
同种物质,Q/(m Δt)的值是一个定值;不同物质Q/(m Δt)的值是不同的。
这个比值反映物质吸热本领的大小,由此我们引入一个新的物理量,比热容。用符号c表示。
活动4【讲授】应用
4、水的比热容较大的应用
从比热容表中查找水和干泥土的比热容,并说出它们的含义。
说明:从比热容表中可以看出,在常见的物质中,水的比热容较大。
【问题】质量相同的水和干泥土如果吸收相同的热量,温度谁升高得多
因为水的比热容在常见的物质中是比较大的,与质量相同的其他物质相比,吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度相对较小;或者说与质量相同的其他物质相比,升高或降低相同的温度,水必须吸收或放出更多的热量。水的这种性质在日常生活和生产中有着重要应用。
1、气温的调节。
请同学们思考为什么一天内玉树昼夜温差比上海大得多
2、水做冷却剂、用水吸热
世博会利用利用水的比热容较大,节能减排
在举世瞩目的上海世博会其亮点之一就是对生态节能减排技术的综合应用。
从我们的教室望出去,可以看到一个巨型的温度计,它的下面就是由原南市发电厂改建的城市未来馆,它借助靠近黄浦江边,采用了“零耗能”江水源热泵空调系统,主要是利用水的比热容较大,帮助营造室内冬暖夏凉的效果。除此以为世博轴、世博中心、演艺中心等也采用了这种技术。
活动5【练习】总结、练习
主要学习了两个内容:一个是影响吸收热量多少的因素,二是:比热容概念的建立和对比热容的理解。
让我们一起做几个小练习,巩固今天所学的内容。