第三节 比热容（教学设计）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第3节 比热容（教学设计） 【教学目标】 1. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 2. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 3. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 4. 会进行简单的吸、放热计算。 【教材分析】 教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上，进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关，从而提出了比热容的概念，它是本章的重点知识。本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题，经过探究活动得出结论，并应用探究所得解决实际问题，新教材更为关注的是学生的生活体验和实验探究。本课时教学内容主要是比热容的概念的建立以及热量的简单计算。 【学情分析】 在从学生角度看，初中学生已基本掌握探究的模式程序，基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用，本节的探究活动采用的是一种开放式的探究模式，充分发挥学生的主动性和创造性，让学生在探究活动中切实体验物质的热属性，以加深学生对比热容概念的理解。课堂上有约70%的学生对“吸热放热能力”和“吸热、放热多少”等存在混淆。 【教学重难点】 学习重点：理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 学习难点：实验探究不同物质的吸热能力。 【器材准备】 和《比热容》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 夏日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？ 下面我们将学习相关内容。 二、新课讲授： 【学习任务一】比热容 1. 探究不同物质吸热能力： 【提出问题】 质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是否相同，有什么规律? 【实验器材及设计】 两个相同的电热器、相同的烧杯两只，质量相同的水和煤油，温度计两支，搅拌器两只，钟表，火柴、天平等。 【实验装置图】 【实验步骤】 取质量相等的水与食用油放入组装好的装置中，记下加热前它们的温度；接通电源，同时对它们加热相同时间；停止加热，同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的末温。 【实验表格】 【分析论证】 相同质量的水和食用油油，升高相同的温度时，水吸收的热量比煤油多。 【实验结论】 质量相同的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量一般是不同的。 2. 比热容 （1）物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 （2）定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。 （3）定义式：比热容=热量/质量×升高的温度     C=Q/mΔt （4）公式C=Q/mΔt中各物理量及其单位： Q 表示物质吸收或放出的热量，单位是焦耳（J） m 表示物体的质量，单位是千克（kg） Δt 表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃） 吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0 – t末温 C 表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号: J/(kg·℃) （5）水的比热容： 是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。 （6）常见物质的比热容： （7）影响比热容的因素： 比热容是物质的一种特性，它只与物质种类和状态有关。 比热容反映了物质的吸（放）热能力，比热容越大，吸（放）热能力强；比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。 （8）思考讨论： 我国北方楼房中的暖气用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中。用水作为输送热量的介质有什么好处？生产生活中，还有没有用水来加热或散热的情况？ 因为水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 【学习任务二】热量的计算 1. 热量的计算： 根据比热容公式C=Q/mΔt （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt。 （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。 公式Q=cm (t-t0) = cm△tΔt m 表示物质的质量，单位：kg △t表示改变的温度，单位：℃ C 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃） Q 表示吸收或放出的热量，单位：J 2. 热平衡： 两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高.若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。 热平衡方程：Q吸 = Q放 三、课堂练习： 1. 水的比热容是4.2×103焦/(千克•℃)，其单位读作_________，其物理意义是：质量为1千克的水，____________。把一杯水倒掉一半，剩余水的比热容将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。 【答案】焦每千克摄氏度，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103焦，不变。 【解析】水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．单位读作焦每千克摄氏度；它表示1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是4.2×103J；比热容是物质的一种特性，与物质的质量无关，所以水的质量减少后水的比热容不变。 2．关于物质的比热容，下列说法中正确的是（　　） A．吸收热量越多的物质，比热容一定越大 B．“暖气”用水做介质，利用了水的比热容大的特性 C．一瓶煤油用去一半，它的比热容变为原来的二分之一 D．冰化成水，比热容不变 【答案】B 【详解】AC．比热容是物质的一种特性，与物质的种类、状态有关，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，故AC错误； B．因为水的比热容较大，降低相同的温度，放出的热量多，屋子里更暖和，所以暖气用水做介质，利用了水的比热容较大的特性，故B正确； D．水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），冰的比热容为2.1×103J/（kg•℃），所以一块冰化成水后，其比热容增大，故D错误。 故选B。 3．城镇昼夜温差比乡村大，其主要原因不包括（　　） A．乡村森林蓄水相对多 B．城镇的混凝土相对多 C．混凝土不吸热 D．水吸热能力强 【答案】C 【详解】A．水的比热容较大，根据可知，在吸收或放出相同热量的情况下，比热容大的物质温度变化小。乡村森林蓄水相对多，白天水吸收热量时，由于水的比热容大，温度升高得相对较少；夜晚水放出热量时，温度降低得也相对较少，所以乡村的昼夜温差较小。而城镇蓄水相对较少，昼夜温差就会相对较大，故A不符合题意； B．混凝土的比热容比水小，在吸收或放出相同热量的情况下，比热容小的物质温度变化大。城镇的混凝土相对多，白天混凝土吸收热量时，温度会升高得较多；夜晚混凝土放出热量时，温度会降低得较多，这就导致城镇的昼夜温差较大。故B不符合题意； C．混凝土是能够吸热的，只是它的比热容相对较小。在白天，混凝土会吸收太阳辐射的热量，温度升高；夜晚，混凝土又会放出热量，温度降低。由于混凝土比热容小，在吸放热过程中温度变化明显，而不是因为混凝土不吸热才导致城镇昼夜温差大，故C符合题意； D．水吸热能力强是因为水的比热容大，在吸收或放出相同热量时，水的温度变化小。乡村中水较多，能更好地调节温度，使得乡村昼夜温差较小；而城镇中水相对较少，不能像乡村那样有效地调节温度，导致城镇昼夜温差较大。故D不符合题意。 故选C。 4. 两个相同的容器中分别装了等质量的两种液体，用同一热源分别加热得到如图所示的图像，根据图像可知（　　） A．液体甲的比热容大于乙液体的比热容 B．升高相同的温度时，两种液体吸收的热量相同 C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量比乙液体多 D．加热相同的时间，甲液体升高的温度比乙液体多 【答案】D 【解析】A．两个相同的容器中分别装了等质量的两种液体，用同一热源分别加热，图像中甲升温比乙升温快，可得液体甲的比热容小于乙液体的比热容，故A错误； B．图像中可以看出升高相同的温度时，热源加热乙液体时间较长，则乙液体吸收的热量较多，故B错误； C．实验使用同一热源分别加热，同一热源在相同时间内放热相同，被加热物质吸热相同，即加热相同的时间，两液体吸收的热量相同，故C错误； D．从图像中看出加热相同的时间，即在图中画出一条垂直于时间轴的竖线，可得甲液体升高的温度比乙液体多，故D正确。 故选D。 5．把质量和温度都相等的铜球和铁球放进沸水中加热一段时间，比较这一过程中它们吸收的热量（　　） A．铜球吸收的热量较多 B．铁球吸收的热量较多 C．铜球和铁球吸收的热量一样多 D．条件不足，无法判定 【答案】B 【解析】因为铁的比热容比铜的比热容大，在铁球和铜球的温度变化和质量都相同时，由热量的公式Q吸=cm（t−t0）可以知道，吸收热量与比热容成正比，所以铁球的吸收热量多，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 6．某物理实验小组利用如图所示的装置研究水和煤油的吸热能力。 (1)实验中用 反映液体吸收热量的多少； (2)小新每隔2min测量一次水和煤油的温度，并将实验数据记录在下表中。分析表中数据可知， 的吸热能力更强，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，可知煤油的比热容为 J/(kg·℃)； 加热时间 0 2 4 6 8 10 温度 煤油 水 (3)同组的小明同学对实验装置进行了改进，他提出采用电加热器对不同物质进行加热，改进后装置的优点是 。 【答案】(1)加热时间 (2) 水 (3)见解析 【详解】（1）实验中采用相同的酒精灯加热，通过比较加热时间来表示物质吸收热量的多少。这里运用了转换法。 （2）[1]据表可知，质量和初温相同的水和煤油，加热相同的时间，物质吸收的热量相同，水的温度变化量小，说明水的吸热能力更强。 [2]表格中当加热2min，水的温度变化量为 煤油升高的温度为 两物质吸收的热量相同，即，由可得 解得 （3）采用电加热器对不同物质进行加热，电热棒加热稳定，便于控制相同时间内提供的热量相同。 7．晚饭后小明和奶奶在客厅看电视，奶奶口渴了，小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝，他发现整箱牛奶的参数如图所示，已知，，。 (1)这盒牛奶的质量是多少kg？ (2)已知牛奶的初温是20℃，小明想用热水将其烫热，要达到40℃，则这个过程中牛奶吸收的热量是多少？ 【答案】(1)0.255kg (2)12750J 【详解】（1）由图可知，这盒牛奶的容积为250mL，则这盒牛奶的质量 （2）牛奶的初温是20℃，要达到40℃，则这个过程中牛奶吸收的热量 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P42第1-6小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 比热容（教学设计） 【教学目标】 1. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 2. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 3. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 4. 会进行简单的吸、放热计算。 【教材分析】 教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上，进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关，从而提出了比热容的概念，它是本章的重点知识。本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题，经过探究活动得出结论，并应用探究所得解决实际问题，新教材更为关注的是学生的生活体验和实验探究。本课时教学内容主要是比热容的概念的建立以及热量的简单计算。 【学情分析】 在从学生角度看，初中学生已基本掌握探究的模式程序，基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用，本节的探究活动采用的是一种开放式的探究模式，充分发挥学生的主动性和创造性，让学生在探究活动中切实体验物质的热属性，以加深学生对比热容概念的理解。课堂上有约70%的学生对“吸热放热能力”和“吸热、放热多少”等存在混淆。 【教学重难点】 学习重点：理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 学习难点：实验探究不同物质的吸热能力。 【器材准备】 和《比热容》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 夏日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？ 下面我们将学习相关内容。 二、新课讲授： 【学习任务一】比热容 1. 探究不同物质吸热能力： 【提出问题】 质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是否相同，有什么规律? 【实验器材及设计】 两个相同的电热器、相同的烧杯两只，质量相同的水和煤油，温度计两支，搅拌器两只，钟表，火柴、天平等。 【实验装置图】 【实验步骤】 取质量相等的水与食用油放入组装好的装置中，记下加热前它们的温度；接通电源，同时对它们加热相同时间；停止加热，同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的末温。 【实验表格】 【分析论证】 相同质量的水和食用油油，升高相同的温度时，水吸收的热量比煤油多。 【实验结论】 质量相同的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量一般是不同的。 2. 比热容 （1）物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 （2）定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。 （3）定义式：比热容=热量/质量×升高的温度     C=Q/mΔt （4）公式C=Q/mΔt中各物理量及其单位： Q 表示物质吸收或放出的热量，单位是焦耳（J） m 表示物体的质量，单位是千克（kg） Δt 表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃） 吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0 – t末温 C 表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号: J/(kg·℃) （5）水的比热容： 是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。 （6）常见物质的比热容： （7）影响比热容的因素： 比热容是物质的一种特性，它只与物质种类和状态有关。 比热容反映了物质的吸（放）热能力，比热容越大，吸（放）热能力强；比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。 （8）思考讨论： 我国北方楼房中的暖气用水作为介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中。用水作为输送热量的介质有什么好处？生产生活中，还有没有用水来加热或散热的情况？ 因为水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 【学习任务二】热量的计算 1. 热量的计算： 根据比热容公式C=Q/mΔt （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt。 （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。 公式Q=cm (t-t0) = cm△tΔt m 表示物质的质量，单位：kg △t表示改变的温度，单位：℃ C 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃） Q 表示吸收或放出的热量，单位：J 2. 热平衡： 两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高.若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。 热平衡方程：Q吸 = Q放 三、课堂练习： 1. 水的比热容是4.2×103焦/(千克•℃)，其单位读作_________，其物理意义是：质量为1千克的水，____________。把一杯水倒掉一半，剩余水的比热容将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。 2．关于物质的比热容，下列说法中正确的是（　　） A．吸收热量越多的物质，比热容一定越大 B．“暖气”用水做介质，利用了水的比热容大的特性 C．一瓶煤油用去一半，它的比热容变为原来的二分之一 D．冰化成水，比热容不变 3．城镇昼夜温差比乡村大，其主要原因不包括（　　） A．乡村森林蓄水相对多 B．城镇的混凝土相对多 C．混凝土不吸热 D．水吸热能力强 4. 两个相同的容器中分别装了等质量的两种液体，用同一热源分别加热得到如图所示的图像，根据图像可知（　　） A．液体甲的比热容大于乙液体的比热容 B．升高相同的温度时，两种液体吸收的热量相同 C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量比乙液体多 D．加热相同的时间，甲液体升高的温度比乙液体多 5．把质量和温度都相等的铜球和铁球放进沸水中加热一段时间，比较这一过程中它们吸收的热量（　　） A．铜球吸收的热量较多 B．铁球吸收的热量较多 C．铜球和铁球吸收的热量一样多 D．条件不足，无法判定 6．某物理实验小组利用如图所示的装置研究水和煤油的吸热能力。 (1)实验中用 反映液体吸收热量的多少； (2)小新每隔2min测量一次水和煤油的温度，并将实验数据记录在下表中。分析表中数据可知， 的吸热能力更强，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，可知煤油的比热容为 J/(kg·℃)； 加热时间 0 2 4 6 8 10 温度 煤油 水 (3)同组的小明同学对实验装置进行了改进，他提出采用电加热器对不同物质进行加热，改进后装置的优点是 。 7．晚饭后小明和奶奶在客厅看电视，奶奶口渴了，小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝，他发现整箱牛奶的参数如图所示，已知，，。 (1)这盒牛奶的质量是多少kg？ (2)已知牛奶的初温是20℃，小明想用热水将其烫热，要达到40℃，则这个过程中牛奶吸收的热量是多少？ 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P42第1-6小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$