第十章  機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化　第三節(jié)　探究——物質(zhì)的比熱容一、教學(xué)背景分析本節(jié)課的主要內(nèi)容包括兩個方面：第一，在只有熱傳遞的過程中，熱量是物體內(nèi)能變化多少的量度；第二，探究物質(zhì)的比熱容。《課程標準》中要求“通過實驗，了解物質(zhì)的比熱容，嘗試用比熱容解釋生活中簡單的自然現(xiàn)象”，所以教學(xué)中要重點關(guān)注對知識的探究和應(yīng)用。    學(xué)生在本節(jié)課前已經(jīng)學(xué)習(xí)了改變內(nèi)能的方式，會使用溫度計測量物體的溫度，理解控制變量的實驗探究方法，并具有一定的觀察和分析能力，這為本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)打好了基礎(chǔ)。初中學(xué)生對新事物存在著濃厚的好奇心，具有強烈的操作興趣，但學(xué)生仍處于從形象思維向抽象思維過渡的時期，比熱容的概念比較抽象，因此學(xué)生理解起來有一定的難度，所以教學(xué)過程中給學(xué)生搭設(shè)的臺階要能適合初三學(xué)生的思維特點。 本節(jié)課從生活中燒水的現(xiàn)象入手，讓學(xué)生猜想影響物質(zhì)吸熱多少的因素，結(jié)合生活經(jīng)驗總結(jié)出吸熱多少與物體的質(zhì)量和溫度升高的多少有關(guān)，通過實驗探究了解物體吸熱的多少還與物質(zhì)種類有關(guān)，再給出比熱容的定義，并運用比熱容知識解釋實際現(xiàn)象和應(yīng)用。二、教學(xué)目標1.知道熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能變化的量度，知道熱量的單位是焦耳。2.應(yīng)用控制變量的實驗方法進行探究實驗，了解物體吸熱的多少與物質(zhì)種類有關(guān)，提升科學(xué)探究能力。3.理解比熱容的概念，知道比熱容是描述物質(zhì)性質(zhì)的物理量。4.通過查比熱容表，了解不同的物質(zhì)比熱容一般不同，同種物質(zhì)的比熱容一般不變，了解水的比熱容較大的特點，并運用比熱容的知識解釋生活中的現(xiàn)象及應(yīng)用，感受物理知識與生活聯(lián)系緊密。5.能應(yīng)用公式進行吸、放熱的簡單計算。三、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點：實驗探究物體吸熱多少與物質(zhì)種類有關(guān)。物質(zhì)的比熱容概念比較抽象，通過實驗探究的方式讓學(xué)生體會物體吸熱的多少與物質(zhì)種類有關(guān)，在此基礎(chǔ)上通過教師引導(dǎo)和分析給出比熱容的概念，幫助學(xué)生從現(xiàn)象過渡到理論，符合學(xué)生的認知特點。并能在實驗探究過程中應(yīng)用學(xué)習(xí)過的科學(xué)方法，提升學(xué)生用科學(xué)方法解決實際問題的能力。教學(xué)難點：比熱容概念的建立。在探究實驗的基礎(chǔ)上，可以通過分析使學(xué)生認識到，不同種類的物質(zhì)，在質(zhì)量與溫度的變化相同時，吸收（或放出）的熱量一般不同，這是由物質(zhì)本身性質(zhì)和狀態(tài)決定的，為了表示物質(zhì)的這種特性，從而引入比熱容的概念，給出比熱容的國際單位和常用單位。四、教學(xué)過程1．教學(xué)引入展示照片，如圖10-3-1所示，夏季的中午在海邊游玩的時候，干燥的沙子感覺燙腳，而海水卻是涼爽的；晚上再到海邊，沙子是涼的，而海水還是溫?zé)?/span>的。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，就能了解其中的物理原理。       2.“知識點”教學(xué)●熱量引導(dǎo)學(xué)生回顧改變內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞。說明在只有熱傳遞過程中，內(nèi)能改變的多少，用熱量來量度，物體吸收了多少熱量，內(nèi)能就增加多少；物體放出了多少熱量，內(nèi)能就減少多少。過渡：物體吸收熱量的多少與哪些因素有關(guān)呢？引導(dǎo)學(xué)生交流猜想，并說出猜想的依據(jù)。學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗得出物體吸收熱量的多少與物體的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān)，而物體吸收熱量的多少與物質(zhì)種類是否有關(guān)，學(xué)生沒有猜想的依據(jù)，不能確定，由此引出探究實驗。明確實驗?zāi)康模禾骄课?/span>體吸收熱量的多少與物質(zhì)種類是否有關(guān)。設(shè)計實驗：引導(dǎo)學(xué)生思考如何改變自變量（物質(zhì)種類）？如何控制變量（物體的質(zhì)量和升高的溫度）？及如何比較物體吸收熱量的多少？解決了這三個問題就解決了實驗器材的選擇和實驗步驟的設(shè)計。其中如何比較物體吸收熱量的多少，可通過小組討論及交流分享的形式解決，在教師的引導(dǎo)和同學(xué)們的交流中得出用相同的加熱器給水和食用油加熱，比較加熱時間的長短來比較吸收熱量多少的方案。并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格，如下表所示。物質(zhì)質(zhì)量／kg初溫t0／℃末溫t／℃t-t0／℃加熱時間／min水     食用油      進行實驗，提醒學(xué)生在加熱過程中要注意安全。實驗過程如圖10-3-2所示。          ①               ②              ③               ④ 分析與結(jié)論：通過實驗數(shù)據(jù)得出相同質(zhì)量的水和食用油升高相同的溫度，吸收熱量的多少不同，說明物體吸熱的多少與物質(zhì)種類有關(guān)。評估與交流：請學(xué)生交流分析實驗產(chǎn)生誤差的原因。①加熱器浸入水和食用油中的體積不同，熱量散失不同。②溫度計在水和食用油中與加熱器的距離遠近不同等。●比熱容教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)得出：相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，升高相同溫度，吸收熱量的多少不同。問題：這種不同物質(zhì)的吸熱特性如何來描述？在教師引導(dǎo)和學(xué)生的分析討論中給出比熱容的定義：某種物質(zhì)溫度升高（或降低）所吸收（或放出）的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量和溫度變化量乘積的比，叫作這種物質(zhì)的比熱容。    用公式表示為：c＝(其中?t=t-t0)。比熱容這個物理量的單位是由熱量、質(zhì)量和溫度的單位復(fù)合而成的，即比熱容的國際單位是J／（kg·K），常用單位是J／（kg·℃），這里要向學(xué)生說明變化1K與變化1℃大小相同，因此兩個單位相等。根據(jù)比熱容的定義式推導(dǎo)出吸放熱的計算公式Q＝cm（t-t0）。查比熱容表并回答下列問題。問題1：同種物質(zhì)的比熱容一定不變嗎？問題2：不同物質(zhì)的比熱容一定不同嗎？問題3：表中比熱容最大的是什么物質(zhì)？引出：同種物質(zhì)的比熱容與該物質(zhì)存在的狀態(tài)有關(guān)，不同物質(zhì)的比熱容也不是一定不同，了解常見物質(zhì)中水的比熱容大的特點。●比熱容的應(yīng)用運用比熱容知識解釋生活中的應(yīng)用及現(xiàn)象：（1）發(fā)動機用水冷卻。（2）冬季暖氣用水做取暖介質(zhì)。（3）內(nèi)陸地區(qū)早晚溫差比沿海地區(qū)大的原因。解釋此現(xiàn)象時可以利用Q＝cm（t-t0）的公式計算出1kg水和1kg干泥土吸收（或放出）相同熱量時溫度升高（或降低）的多少，用數(shù)據(jù)說明內(nèi)陸地區(qū)比沿海地區(qū)吸熱升溫快，放熱降溫也快的事實，進而解釋內(nèi)陸地區(qū)早晚溫差比沿海地區(qū)大的現(xiàn)象。（4）解釋引入時提到的海水溫度和沙子溫度不同的原因。讓學(xué)生利用所學(xué)知識自己交流討論解釋引入時描述的現(xiàn)象。 3． 課堂小結(jié)（1）熱量的概念和單位（2）實驗探究——物體吸收熱量的多少與物質(zhì)種類是否有關(guān)（3）比熱容     ①比熱容的定義和單位        ②比熱容是物質(zhì)本身的性質(zhì)     ③運用比熱容知識解釋生活中的應(yīng)用及現(xiàn)象4.小練習(xí)（1）下列有關(guān)比熱容的說法正確的是（     ）     A.比熱容是物質(zhì)的一種特性，不同物質(zhì)的比熱容一般不同     B.在吸收相同熱量的條件下，比熱容小的物體溫度升高得少     C.水和冰是同一種物質(zhì)，因此比熱容相同     D.一桶水比一滴水的比熱容大 （2）一個質(zhì)量為250 g的鋼件，加熱到560 ℃，然后在空氣中自然冷卻，室溫為20 ℃，這個鋼件在冷卻過程中放出多少熱量？     （3）為了比較水和食用油的吸熱能力，小利用兩個相同的裝置做了如圖10-3-3所示的實驗。實驗數(shù)據(jù)記錄如下表。  物質(zhì)質(zhì)量/g初溫/℃加熱時間/min末溫/℃水10025650食用油10025668  ①在此實驗中，如果要使水和食用油的最后溫度相同，就要給水加熱更長的時間，此時，水吸收的熱量        (選填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的熱量； ②實驗表明           (選填“水”或“食用油”)的比熱容大，吸熱的能力更強。   五、教學(xué)反思由于學(xué)生在理解用加熱時間的長短表明吸收熱量多少時有些困難，所以在教學(xué)設(shè)計中，用生活中燒水的現(xiàn)象作為實驗問題的背景，通過提問用什么來比較吸收熱量的多少，幫助學(xué)生初步建立加熱時間可用來比較物質(zhì)吸熱多少的意識，給后面的實驗設(shè)計打好基礎(chǔ)，教學(xué)效果不錯，有效地突破了難點。本實驗應(yīng)盡量用直徑大一些的燒杯，盡可能地讓加熱棒全部浸沒在液體中，減小加熱棒上的熱量損失，并且能夠使溫度計離加熱棒距離遠一些，以減小測量的誤差。在教學(xué)設(shè)計中安排了評估與交流的環(huán)節(jié)，評估實驗誤差產(chǎn)生的原因，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)精神。 

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三 探究——物質(zhì)的比熱容

版本： 北師大版

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