教科版九年级物理上册第一章1.3. 比热容 教学设计

第3节　比热容
【教学目标】一、知识与能力1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。2.会使用比热容表，尝试用比热容解释简单的自然、生产、生活现象。二、过程与方法1.经历探究过程，比较不同物质的吸热本领，了解引入比热容概念的必要性。2.通过比较不同物质吸热能力探究实验的设计与实施，进一步理解控制变量法。3.通过观察比热容表，能够归纳总结其共同规律和特点。三、情感、态度与价值观通过对日常生活、生产中有关比热容现象的了解，激发学生热爱生活的热情，提高学生发现问题、分析问题并解决问题的意识。【教学重点】比热容概念以及利用比热容来解释自然现象。【教学难点】比热容概念的建立过程。【教学突破】先通过生活经验感知物体吸收热量的多少与物体质量的多少、物体温度的变化量有关，然后通过实验探究获得物体吸收热量的多少还与物质的种类有关，从而引入比热容概念。【教学准备】◆教师准备多媒体资料、天平和砝码、水、沙子、易拉罐、铁架台、石棉网、温度计等。◆学生准备水、沙子、易拉罐、铁架台、金属板、温度计等。
┃教学过程设计┃
教学过程
批注
　　一、情景对比、激发思考，引入新课。出示谚语：早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。这是形容怎样的一种场景呢？问题：这个谚语反映的是我国哪个地区的场景？学生回答：新疆等内陆地区。　　提出问题：为什么这个地区一天内温度变化这么大，从而出现早晨要穿皮袄，中午只要穿纱，晚上却需要围着火炉吃西瓜这种场景？多媒体展示：教材图1－3－1.让学生阐述海水和沙滩的温度特点。提出问题：为什么同样在太阳的照射下，沙子这么烫，而海水却这么凉呢？点拨：同学们学习了本节比热容知识后，就可以解释产生上述两种场景的原因了。
　　二、进行新课。(一)物体的吸热能力。问题：物体吸收或放出热量，使物体温度变化的过程，实质上是内能转移的过程。对于同种物质的物体，吸收热量的多少与哪些因素有关呢？1.讨论交流：水的吸热与哪些因素有关？教师展示讨论问题：烧开一壶水和烧开半壶水，哪个需要的热量多？把一壶水烧开和烧成温水，哪个需要的热量多？结论：水吸收的热量与水的质量、水温上升的多少有关系，且水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越多。拓展：上述结论可以推广到其他物质，如沙子、煤油、铁等。2.实验探究：比较不同物质的吸热能力。提出问题：不同物质，在质量相等、温度变化也相同时，吸收的热量是不是一样多呢？实验方案：取不同的物质(水和沙子)，质量相同，使它们升高相同的温度，比较它们吸收的热量。实验探究方法：控制变量法。问题：为了保证被加热物质质量相同，需要准备什么实验器材？学生回答：天平和砝码。问题：为保证被加热物质升高相同的温度，需要准备什么实验器材？学生回答：温度计。问题：如何比较各物质吸收热量的多少？师生交流：采用相同的加热器，如同一酒精灯、同一加热金属板，根据加热时间的长短反映吸收热量的多少。分组实验，并观察、记录实验现象：沙子升温快。交流评估：由实验现象“沙子升温快”可以推断出，质量相同的水和沙子升高相同的温度，水吸收的热量多。小结：物体吸收热量的多少，不仅与其质量及温度的变化有关，还与它是什么物质有关。(二)比热容。1.比热容。教师点拨：通过生活经验和实验，我们知道物体吸收热量的多少与物质的质量、升高的温度及它是什么物质三个因素有关，故要比较不同物体的吸热本领，就要在质量相同、温度升高也相同的条件下比较。(1)定义：单位质量(1kg)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。　　(2)符号：c。(3)单位：J/(kg·℃)。(4)比热容是物质的特性，它一般不随物质的质量、形状、温度而变化。1kg的某种物质温度降低1℃所放出的热量与它温度升高1℃所吸收的热量相等，因此用比热容同样还可以描述物质的放热本领。2.比热容的应用。点拨：比热容反映了物质吸收或放出热量的能力，它是物质的一种重要特性。这种特性不仅在生活和生产中有广泛的应用，对于我们理解自然现象，预测大自然的气候变化，也有很多帮助。讨论交流教材第15页图1－3－4，了解认识物质比热容的利用。(1)比热容的规律：①不同的物质的比热容一般不同；②水和冰属于同种物质，但比热容不同，说明同种物质在不同状态时比热容不同；③水的比热容较大，是干泥土的5倍。(2)利用水的比热容较大的特点，理解生活、生产中广泛利用水作冷却剂或取暖介质(回应引入新课时所说的海滩场景)，并让学生举例。生：北方楼房中的暖气用水作运输能量的介质；早春培育秧苗；汽车散热水箱；发电厂冷却塔……(3)水的比热容较大，可以调节气候。①请同学们结合地理知识比较沿海地区和内陆地区的每日温差或全年温差不同。(回应引入新课中的谚语)②讨论交流：海陆风和陆海风。(三)热量的计算。1.推导公式。根据比热容的物理意义，就可以计算物体温度改变时吸收或放出的热量。例：2kg的水，使它的温度由20℃升高到80℃，水吸收多少热量？根据水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)可知，1kg水温度升高1℃吸收4.2×103J的热量，那么2kg的水温度升高1℃吸收的热量应是4.2×103J×2.这些水的温度升高了80℃－20℃＝60℃时，吸收的热量是4.2×103J/(kg·℃)×2kg×60℃＝5.04×105J。所以，计算物体温度升高时吸收热量的公式是：Q吸＝cm(t－t0)，其中c表示物质的比热容，用J/(kg·℃)作单位；m表示质量，用kg作单位；(t－t0)表示物体升高的温度，用℃作单位；Q吸表示吸收的热量，单位为J。如果物体的温度下降，放出的热量Q放＝cm(t0－t)，(t0－t)表示下降的温度。注意：应用物体吸热或放热公式时，一定要注意分清题意中的温度是指原来的温度t0，还是后来的温度t，还是变化的温度(t0－t)或(t－t0)，即Δt。如果给出变化的温度Δt，还可以用公式Q＝cmΔt求吸放热。2.课堂练习：质量是10kg的冰，温度由0℃降低到－20℃，放出多少热量？解：Q放＝cm(t0－t)＝2.1×103J/(kg·℃)×10kg×[0℃－(－20℃)]＝4.2×105J。
给学生思考的时间，并让学生结合生活经验讨论。最终，教师汇总学生的观点。为了节约时间，教师可以在课前找几名学生帮忙称量几组同质量的水和沙子，并放入相同的易拉罐中，供学生实验探究时使用。比热容大就意味着物质的吸热本领大。
比热容的单位是初中物理中最为复杂的一个，它涉及质量、温度、热量三个单位的组合。为了避免死记硬背，要注意引导学生从比热容的物理意义上来把握复合单位的规律。可以类比速度的单位记忆。请同学们查看教材第15页几种物质的比热容表，讨论交流所发现的其中的特点和规律。对于课堂练习，可以采用让一名学生板演，其他学生做课堂作业，然后评估交流方式进行。这样处理有利于学生及时反馈自己解答中出现的问题，以培养学生的基本解题技能。
　　三、反思总结。1.请学生反思自己本节课的学习情况，谈谈收获和体会。2.布置课后作业。作业：完成教材第17页“自我评价”第1、2题。
┃教学小结┃
【板书设计】第3节　比热容比热容（一）比热容1．定义：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。符号c。2．单位：焦每千克摄氏度，符号J/(kg?℃)－13．意义：比热容是物质的一种属性。（二）比热容与生活（三）热量的计算1．公式：Q＝cmΔt2．应用：（四）社会热点【教学探讨与反思】在探究“比较不同物质的吸热能力”的实验中，教材选用在两个相同的金属盒内，分别加入质量相等的水和沙子，同时放在用同一个酒精灯加热的金属板上，比较沙子和水的吸热情况，设备简单，易于随堂进行。实验前要注意小组内各成员分工合作，有计时的，有读温度计示数的，有记录的；各组之间宜在交流的基础上适当分工。除了探究不同物质的吸热能力外，还可以通过此实验探究物体吸收热量的多少与物体质量、温度升高度数的关系，引导学生多进行交流和评估。