第二节
科学探究：物质的比热容
第二课时
物质的比热容应用
【教学任务分析】
教学目标
知识与技能
1．进一步理解比热容的概念，并能利用比热容解释生活与生产中的一些实际问题．
2．理解比热容的计算公式．
3．会用比热容的公式及其变形公式进行一些简单计算．
过程与方法
1．体验物理公式的推理过程．
2．尝试用物理公式进行简单的计算．
情感态度与价值观
体验科学探究带来的乐趣，学会交流与讨论，培养学生的团队精神，体会物理学科的美．
重点
1．理解热量的计算公式．
2．会用公式计算物体吸收和放出的热量．
难点
热量计算公式的应用．
【教学环节安排】
环
节
教
学问
题
设
计
教学活动设计
二次备课
创设情境
新疆地区有句谚语叫“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，请说明其中的道理，夏威夷是一个地处太平洋深处的一个岛，那里气候宜人，是旅游度假的圣地，除了景色诱人之外，还有一个主要原因是冬暖夏凉，你能根据其地理特点结合物理知识说明原因吗？
教师展示图片，并提出问题，使学生产生疑问和好奇心，教师趁机引出课题．
合作共建
知识点一：推导热量的计算公式
问题1：谈谈你对比热容是如何理解的？
小结：（1）比热容是物质的特性之一，对同一种物质，比热容是确定的；对不同的物质，比热容一般不同．
（2）比热容只与物质的种类有关．与物体吸热多少、温度的变化、质量多少无关．
（3）物体的状态改变，比热容一般也会改变．
问题2：已知铝的比热容是c铝＝0.88×103J/（kg?℃），回答：
（1）1kg铝温度升高1℃需要吸收多少热量？
（2）2kg铝温度升高1℃需要吸收多少热量？
（3）2kg铝温度升高50℃时，需要吸收多少热量？
（4）m千克铝温度升高Δt℃时，需要吸收多少热量？
小结：吸收热量的计算公式：Q吸=cmΔt
(其中Δt=t２-t１表示升高的温度)；放出热量的计算公式：Q放=cmΔt
(其中Δt=t１-t２表示降低的温度)．
问题3：
要把质量为2kg的水从40℃加热到100℃，至少需要吸收多少热量？
解：Q吸=cm（t2－t1）
＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×(100℃-40℃)
＝5.04×105J
答：至少需要吸收5.04×105J热量．
问题4：处理例1和变式练习1
例1：【解析】本题的关键是弄清水由35℃降至5℃的含义，即水由35℃降低到5℃，水的温度降低了Δt=t１-t２＝35℃－5℃＝２０℃．
答案：Q放=cm（t1－t2）
＝4.2×103J/（kg?℃）×0.6kg×(35℃-5℃)
＝7.56×104J
变式练习
答案：2.1×107J
知识点二：利用比热容解释生活中的现象
问题1：用天平测出相同质量的水和砂子，放在烧杯中，用相同的酒精灯给其加热相同的时
间，让学生猜想哪种物体温度升高的快，并用比热容的知识加以解释．
小结：因为砂子的比热容比水的小，相同质量的水和沙子吸收相同的热量后，砂子的温度升高的快．
问题2：你现在能解释为什么新疆地区有句谚语叫“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，而夏威夷冬暖夏凉的原因了吗？上述结论在生活与生产中有哪些应用呢？
问题3：在海边玩耍时，为什么白天海水凉，沙子烫，而傍晚海水暖，沙子凉？
小结：因为砂子的比热容比水的小，白天，相同质量的水和沙子吸收相同的热量后，砂子的温度升高的快，所以烫；夜晚，相同质量的水和沙子放出相同的热量后，砂子的温度下降的快，所以凉．
问题4：处理例2和变式练习2
解析】沿海地区同沙漠地区相比，冬暖夏凉，昼夜温差小．这是因为质量相同的不同物质当吸收或放出相同热量的时候，比热容大的温度变化小，由于水的比热容大于沙石的比热容，所以沿海地区同沙漠地区相比，冬暖夏凉，昼夜温差小．
答案：B
变式练习
答案：B
教师提出问题，学生交流讨论，教师提问引导，得出结论．
教师提出问题，学生从铝的比热容意义入手，逐步深入地引导学生归纳吸收热量的计算公式：再引导学生推理归纳出放出热量的计算公式．
注意：从公式中可以看出，热传递过程中吸收、放出热量的多少只与温度的改变值有关，与初温、末温的具体值无关，另外，同种物质在不同的状态下比热容有可能不相等．
教师出示题目，要求学生独立、规范完成
学生尝试解答，教师强调
让学生进一步明确：文字叙述中“升高了t℃”、“升高t℃”、“降低了t℃”、“降低t℃”对应的是温度的该变量，而“升高到t℃”、“降低到t℃”对应的是物体的末温度．
教师演示实验，学生猜测、观察、讨论，教师再引导学生利用公式Q吸=cmΔt分析得出结论．
教师提出问题，学生讨论分析，口述原因，其他同学补充．
让学生列举生活中利用水的比热容的事例，并总结利用控制变量法对这些现象进行准确的解释．
让学生尝试回答并说明选项正确与错误的原因
让学生进一步明确水的比热容大的应用
诊断评价
“当堂达标题”
教师出示当堂达标题，学生独立完成，教师出示答案，学生自我批改．教师搜集学生做题信息，查漏补缺．
作业设计
教学问题最
佳解决方案
1．进一步理解比热容的概念，并能利用比热容解释生活与生产中的一些实际问题．
2．理解比热容的计算公式．
3．会用比热容的公式及其变形公式进行一些简单计算．
教后反思
1．进一步理解比热容的概念，并能利用比热容解释生活与生产中的一些实际问题．
2．理解比热容的计算公式．
3．会用比热容的公式及其变形公式进行一些简单计算．第二节
科学探究：物质的比热容
第一课时
科学探究：物质的比热容
【教学任务分析】
教学目标
知识与技能
1．了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性．
2．会查比热容表，能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化过程和吸放热
问题．
3．理解比热容的单位，会解释比热容单位的意义．
过程与方法
1．能经历科学探究物质的比热容的过程．
2．能根据科学探究的猜想与假设，制定探究计划，设计实验方案，并有控制变量的意识．
3．会根据设计的实验方案选择、装配实验器材，完成探究实验．
情感态度与价值观
在探究过程中．能积极与他人交流探究结论，能对数据进行初步评价，培养学生的合作意识．
重点
1．让学生了解比热容的意义、单位．
2．能用水的比热容大这一特性来解释生活及生产中的应用．
难点
让学生经历科学探究物质比热容的过程，能用控制变量法设计探究实验．
【教学环节安排】
环
节
教
学
问
题
设
计
教学活动设计
二次备课
创设情境
在烈日炎炎的夏天，如果你赤脚走在沙滩上（如图1），会觉得砂子很烫脚；再从沙滩走入河水，则感到凉快舒服，这说明沙滩与海水吸收相同的热量后什么的温度升高的快，什么的温度升高慢．你知道这是为什么吗？
教师展示的图片，并提出问题，使学生产生疑问和好奇心，教师趁机引出课题．
合作共建
知识点一：探究物质的比热容
问题1：两杯质量不同，初温相同的水，用相同的热源给其加热，使它们都烧开，哪杯水需要的时间长?哪杯水吸收的热量多？物体温度升高吸收的热量与什么有关？
变形讨论：如果用相同热源给它们加热相同的时间，哪杯水温度升高的快?
小结：物体温度升高吸收的热量与物体的质量有关．
问题2：两杯相同质量的水，用相同的热源给其加热，使其升高的温度不同，哪杯水需要的时间长?
哪杯水吸收的热量多？这说明物体温度升高吸收的热量与什么有关?
变形讨论：如果用相同热源给它们加热相同的时间，它们升高的温度相同吗?
小结：物体温度升高吸收的热量与物体升高的温度有关．
问题3：两杯质量相同的水和煤油，用相同的热源给其加热，使其升高相同的温度，两种液体需要的时间一样吗?
物体温度升高吸收的热量还与什么有关呢?
小结：（1）相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是相同的．
（2）相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是不同的．
实验数据表格为：
液体名称液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃升高的温度t2-t1/℃通电时间t/min
问题4：以上现象揭示了物质的一种特性，该特性被称为比热容．什么叫比热容？并写出它的单位．
小结：单位质量的某种物质温度每升高1℃所吸收的热量为该物质的比热容，符号是“C”．其单位是J/（kg·℃）．
问题5：处理例1和变式练习1
【解析】在比较水和煤油吸热能力的实验中，要求水和煤油的质量相同，而不是体积；两个相同的烧杯；两个相同的电加热器并且要加热相同的时间，这是为了使水和煤油吸收的热量相同。然后观察水和煤油中温度计的示数，用末温减去初温，得到温度变化，温度变化小的，说明吸热能力强。
答案：（1）装入等体积的水和煤油
装入等质量的水和煤油（2）吸收相同的热量
（3）温度升高的度数或温度变化
变式练习
归纳知识点：此题是考查学生对图表的分析能力及控制变量法的使用，可以在横坐标上取相同的热量，比较温度的变化，也可以在纵坐标上取相同的温度变化，比较吸收热量的多少．
答案：A
知识点二：理解物质的比热容
问题1：通过阅读29页的“常见物质的比热容表”，你能得出哪些信息？
小结：
（1）比热容是物质的一种特性，不同物质其比热容不同，因此只与物质的种类有关，而与物体的质量、温度变化及吸、放热的多少无关．
（2）即使同种物质，状态不同其比热容也不同，例如水和冰．
（3）水的比热容最大，是C=4．2×103J/（kg·℃），它的物理意义是1kg的水温度
升高(或降低)1℃，吸收（或放出）的热量为4．2×103J，这一特点在日常生活和生产中有非常重要的应用．
问题2：处理例2和变式练习2
例2：【解析】比热容是物质的一种特性，它的大小与物质质量、吸收或放出热量的多少、温度的变化大小无关．
答案：D
变式练习
【解析】ABC三选项都是比热容的应用，冷却食品时0oC的冰比0oC的水效果好的原因是0oC的冰在变成0oC的水的过程需要吸收大量的热量．
答案：D
教师循序渐进的提出问题，学生根据生活经验回答，质量大的水需要的时间长，吸收的热多．引导学生讨论，学生口答，教师注意应用控制变量补充学生的回答．
教师提出问题，引导学生讨论：用相同的热源加热，升高相同的温度，温度升高的越多，需要的时间就越长，说明升温高的水吸收的热量多．
教师提出问题，学生猜想：相同或不同，如果时间不同，物体温度升高吸收的热量还与物质的种类有关．
实验方案1：取两杯质量相同的水和煤油，用相同的热源给其加热，使升高相同的温度，记录加热时间
实验方案2：取两杯质量相同的水和煤油，用相同的热源给其加热，加热相同的时间，记录升高的温度．
进行实验：教师指导学生按照实验方案1完成课本28页实验，指导学生收集实验数据并完成表格．
分析论证：引导学生分析数据，得出结论．
教师引导学生进行分析，并得出结论．教师强化比热容是物质的一种特性，反映了物质的吸热（或放热）本领．学生通过阅读课本写出比热容的单位．
引导学生回顾在实验过程中应注意的问题，以及利用控制变量的思想分析问题．
教师出示例题，学生思考，讨论，分析，教师注意及时点拨
教师引导学生阅读比热容表，学生讨论，教师指导，学生说出观察到的信息，教师归纳．
引导学生说明选项正确或错误的原因，加深对比热容的理解
学生尝试解答，教师强调
诊断评价
“当堂达标题”
教师出示当堂达标题，学生独立完成，教师出示答案，学生自我批改．教师搜集学生做题信息，查漏补缺．
作业设计
教学问题最
佳解决方案
1．能经历科学探究物质的比热容的过程．
2．能根据科学探究的猜想与假设，制定探究计划，设计实验方案，并有控制变量的意识．
3．会根据设计的实验方案选择、装配实验器材，完成探究实验．
教后反思
1．能经历科学探究物质的比热容的过程．
2．能根据科学探究的猜想与假设，制定探究计划，设计实验方案，并有控制变量的意识．
3．会根据设计的实验方案选择、装配实验器材，完成探究实验．
