第1节 热量 比热容（表格式教学设计）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

该初中物理导学案聚焦热量与比热容的核心概念，从生活现象切入，通过“沙滩与海水温差”“三峡水库调温”等真实情境激发学生兴趣，引导其经历提出问题、设计实验、分析数据、归纳结论的完整探究过程，构建比热容的物理观念，形成从现象到本质的认知支架。 本资料突出科学探究与科学思维的融合，以实验探究为主线，巧妙运用控制变量法和转换法突破难点，强化学生对物质吸热能力差异的理解。习题设计紧扣新课标要求，涵盖生活应用、易错辨析与跨学科迁移，如海陆风成因分析、水银体温计原理等，体现能量观念与社会责任意识，有效提升学生的物理核心素养。

第1节 热量 比热容（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第1节 热量 比热容 教材 分析 本节内容要求通过实验探究认识物体温度变化时吸收或放出热量的能力，即研究物质的比热容。通过科学探究活动，增强联系实际及环境保护的意识，所以教科书开头就提出生活中常见的问题，显得比较自然，引导学生思考，也体现了物理教学中从生活走向物理的理念。比热容是用来表示物质特性的物理量。从分析物理事实到抽象出这个概念，再提升到理解这个概念的内涵，对学生思维能力的要求是很高的。做好实验和做好对实验数据的分析很重要。比热容的单位是由三个物理量的单位复合而成，在应用时也给学生带来一定的困难，所以这一概念的教学难度是比较大的。同时也要求学生对当地（上海）的海边温差较大解释原因。 本节内容由“比热容”和“热量的计算”两部分构成。比热容的概念和应用、热量计算都是这节课的重点，比热容概念的建立是这节课的难点。 学情 分析 1. 知识储备分析：比较不同物质吸收热量的情况，归纳不同物质吸热的特点，能根据比热容进行简单的计算。 2. 思维能力分析：学生已具备的创造力和创造性思维，但在实验方案的设计和实验器材的选取上受到一定限制，因此要在对学生引导的同时启发学生思考。 3. 学习兴趣与态度分析：通过科学探究活动，增强联系实际及环境保护的意识。培养学生的创造力和创造性思维。培养学生的团队精神和互相协作、友好相处的健康心态。 教学 重点 ①物质的吸热和放热规律；②比热容。 教学 难点 对比热容的理解及应用 教学 器材 多媒体课件、烧杯、酒精灯(或电加热器)、天平、钟表、温度计、搅拌器、铁架台、水、煤油、细绳、火柴。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】1.我们去海边旅游，在沙滩上玩的时候，可能会发现这样一个现象：同样在太阳底下，光脚踩在沙子上时感觉烫脚，而走在水中时却没有这种感觉，反而觉得水很凉爽，为什么同样在太阳光的照射下，一个温度高，一个温度低呢？ 2， “更立西江石壁，截断巫山云雨，高峡出平湖”。三峡水库的建成，对我国电力、防汛、灌溉、环境保护起着巨大的作用。水库建成后，周围两公里地区的气温日较差、年较差会变小，真正实现冬暖夏凉。而吐鲁番盆地却是另一番景象：“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，造成这种现象是因为白天光照强烈，气温日较差大。那么水是怎样实现调温的呢？ 学习新课 一、热量 1. 热量 （1）在热传递过程中，传递______的多少叫做热量，用符号______表示，单位是______。 （2）物体吸收热量，内能______；放出热量，内能______。 答案：热、Q、J；增加、减少； 2. 比热容 实验探究：比较不同物质吸收热量的情况 （1）实验设计： 选取质量相等的不同物质，利用 相同 的加热装置加热，使它们升高相同的温度，通过比较加热时间的长短比较它们吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强。 （2）实验方法： 1.转换法：吸收热量的多少无法直接观察，但相同的电加热器每秒放出的热量是一定的，通电时间越长，放出的热量越多。不考虑热损失，放出的热量全部被水或食用油吸收，故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。 2.控制变量法：控制水和食用油的质量、升高的温度相等，通过加热时间（吸收热量的多少）不同来说明水和食用油的吸热本领不同。 （3）实验步骤： ①取两只相同的烧杯分别装入500g水和500g食用油。 ②用温度计分别测出并记录初温，并预先设定好加热的末温。 ③用相同的电加热器对水和食用油进行加热，并记录它们分别达到末温时所需的加热时间t。 （4）实验数据： 物质 质量m/g 初温/℃ 末温/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热时间t/min 水 500 20 60 40 10 食用油 500 20 60 40 5 （5）分析论证： ①加热质量相等的水和食用油，使它们升高相同的温度，水需要的加热时间更长，水吸收的热量更多。 ②进一步分析：加热质量相等的水和食用油，使它们吸收相同的热量（加热时间相同），食用油升高的温度比水的高。 （6）实验结论： 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。可见，不同种类的物质的吸热本领不同。 【分析与论证】 为了表示不同物质的吸热情况不同，物理学中引入了比热容这个物理量 教师多媒体展示一些常见物质的比热容表。 一些常见物质的比热容 物质 比热容 c/[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容 c/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103 砂石 约0.92×103 铅 0.13×103 【结论与总结】 (1)比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比。比热容用字母c表示，其常用单位是J/(kg·℃)。 (2)水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，表示1 kg的水温度每升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。 (3)比热容是反映物质自身性质的物理量，与物质的质量、体积、吸(放)热无关。不同的物质，比热容一般不同。 （4）水的比热容最大 （5）比热容是物质本身的一种特性（影响因素：物质的状态及种类） C水=4.2×10³J/（kg·℃） C冰=2.1×10³J/（kg·℃） 思考问题，进入情景。 设计实验，知道实验实验器材；知道需要测量的物理量；设计实验记录表格；实验所用方法。 对实验数据进行分析论证，归纳出结论： 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等。 【课堂练习】 1.沿海地区比内陆沙漠地区昼夜温差较小的原因是（ ） A．海水的密度小，沙石的密度大 B．海水吸收的热量少，沙石吸收的热量多 C．海水的内能多，沙石的内能少 D．海水的比热容大，沙石的比热容小 2.一大块铁和一小块铁的质量之比是2∶1，则它们的比热容之比是（ ） A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．无法确定 3．依据表格中的数据，下列说法正确的是（  ） 物质比热容 水 煤油 砂石 A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 B．相同质量的水和砂石放出相等热量，砂石的末温比水低 C．水的比热容表示水的温度升高吸收的热量是 D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多 4 . 如图是探究“比较水和煤油吸收热量时温度升高快慢”的实验装置，该实验运用了控制变量法，下列对各个步骤中的控制变量要求不正确的是（　　） A．酒精灯火焰大小必须相同 B．水和煤油的初温必须相同 C．水和煤油质量必须相同 D．盛放水和煤油的容器必须相同 5．进入冬天，北方各省都会利用暖气管道为居民供暖，暖气管道中使用水作为供暖介质，这是利用了水的 性质；若将100℃的水冷却到40℃，水的比热容 （填“增大”“减小”或“不变”）。 6．某太阳能热水器，水箱内有150kg的水，水的比热容为。在阳光照射下，水的温度升高了10℃，求水吸收的热量。 答案： 1.D 2.C 3.D 4.B 5.比热容大 不变 6. 解： 学习新课 二、比热容 1．夏天，长时间暴晒在太阳底下的汽车内部温度会升高，内能会　增加　(选填“增加”或“减少”)，这是通过　热传递　的方式改变其内能的。汽车发动机常用水作为冷却剂，这是因为水的　比热容　较大。  2．比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般　不同　(选填“相同”或“不同”)。水的比热容是4.2×103 J/(kg· ℃)，一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”)；水结成冰后比热容　变小　(选填“变大”“变小”或“不变”) 1、定义：一定质量的某种物体在温度升高（或降低）时所吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比——这种物质的比热容。 2、符号： c 单位： J/（kg•℃） 3、定义式： c = Q：吸收的热量 m：物体质量 t1：物体初温度 t2：物体末温度 水的比热容c 水 = 4.2×103 J/(kg·℃)表示—— 1 kg水温度升高或降低1 ℃ 吸收或放出的热量是4.2×103 J。 4、 几种物质的比热容 [J/（kg·℃）] 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 沙石 0.92×103 铜 0.39×103 规律：（1）水的比热容最大 （2）比热容是物质本身的一种特性（影响因素：物质的状态及种类） C水=4.2×10³J/（kg·℃） C冰=2.1×10³J/（kg·℃） 5.比热容的运用（1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【师生共同分析实例】 ①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？ ②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处? ③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 【课堂练习】 1．以下四种现象中，与水的比热容没有关系的是( C ) A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却 B．生活中往往用热水取暖 C．夏天洒水降温 D．滩涂湿地温差小 2．［易错题］如图所示，这杯水在下列情况下比热容会发生变化的是( A ) A．水凝固成冰 B．水倒去一半 C．水从北京带到上海 D．15 ℃的水变成45 ℃的水 3．质量均为1 kg的三种不同的物质，当温度都升高1 ℃时所吸收的热量如图所示。根据图中信息可得，不同物质的比热容　有可能　(选填“有可能”或“不可能”)相同；　甲　物质的比热容最大；若都吸收相同的热量，　甲　物质的温度变化最小。  4．［新课标·科学推理］根据下表所提供的几种物质的比热容，得出的以下结论中正确的是( D ) 几种物质的比热容/［J·(kg·℃)－1］ 物质 水 酒精 煤油 水银 冰 砂石 铝 铜 比热 容 4.2 ×103 2.4 ×103 2.1 ×103 0.14 ×103 2.1 ×103 0.92 ×103 0.88 ×103 0.39 ×103 A．质量相同的铝块和铜块，吸收相同的热量后，若彼此接触，热量从铜传递给铝 B．10 kg砂石的比热容比1 kg水的比热容大 C．由于水比冰的比热容大，所以冷却食物时0 ℃的水比0 ℃的冰的效果好 D．体温计常用水银作为测温物质，原因之一是水银的比热容小 5．关于同一种物质的比热容，下列说法正确的是( D ) A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B．若质量增大一倍，则比热容减至一半 C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容减至一半 D．只要物质种类和状态不变，比热容不变 6．［跨学科·地理］学习了比热容的知识后，某物理课外兴趣小组绘制了如图所示的海陆风成因及流动情况示意图，其中正确的是( A ) A B C D 7．［新考法·分析论证］在比较水和煤油吸热能力强弱的实验中，小明取来两只相同的烧杯，在烧杯里分别装入质量和初温都相同的水和煤油。他用两个完全相同的“热得快”给它们加热，每隔一分钟记录温度并将数据绘制成图1，请回答下列问题。 图1图2 (1)该实验用到的主要研究方法是　控制变量法、转换法　。  (2)图1中A、B两种液体相比较，温度升高比较快的是　A　(选填“A”或“B”)。  (3)小明给水和煤油加热，选用两个同样的“热得快”的目的是　使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同　。  (4)如图1所示，其中　B　(选填“A”或“B”)表示水吸热升温的情况，小明得出的结论是　水　的吸热能力强。  (5)如图2所示是某沿海城市和某内陆城市的年气温变化曲线。从图像可以看出，在一年中，曲线甲所表示的城市气温变化较　大　(选填“大”或“小”)。已知c砂石<c水，根据上面探究过程中所获得的知识可知，曲线甲表示的是　内陆　(选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。  8.家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在( A ) 甲乙丙 A．白天、夜晚 B．夜晚、白天 C．白天、白天 D．夜晚、夜晚 比热容的概念运用。 训练学生的带问题看书自学及解决问题的能力,问题要当堂识记 理解掌握比热容的物理意义、定义、单位、数学表达式，知道比热容是物质的特性。 阅读课本第4页，查看比热容表格，回答3个问题。 加深对比热容的理解。 知道水的比热容比较大的应用。可以列举生活中的实例。 拓展实验可实现数据采集、处理、分析和图像绘制同时进行。克服了传统实验测量不够准确，数据分析处理所需大量时间的缺点，节省课程时间，提高了教学效率。 知道比热容的概念及其应用。 会看物质的比热容表格，分析解释有关问题。 例题重现是从模仿到创新,从出错到纠错提高的很好的方式 培养学生归纳总结的意识和能力 学习新课 三、热量的计算 （2） 热量计算 比热容在数值上等于1 kg 的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和升高（或降低）的温度，就能计算它吸收（或放出）的热量。 1.计算热量的公式： 吸热公式： 放热公式： 2.如果用∆t表示升高或降低的温度（即温度变化量），吸热和放热公式可以统一为：。 Q吸=C·m（t2－t1） Q放=C·m（t1－t2） Q = C·m·∆t 【课堂练习】 1，小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。 (1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是________（填字母）。 A．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 B．食用油能漂在水面上 C．食用油比水难蒸发 D．相同条件下，加热时食用油比水热得快 (2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。 ①图甲是小华的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处： 。 ②纠正错误后继续实验，实验中用 表示物质吸热的多少。 ③小华根据记录的实验数据，绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像，由图像可知 的吸热能力较强。已知水的比热容为，则食用油的比热容为 。 ④实验结束后，小华评估实验时认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是 （写出一个即可）。 【答案】(1)D (2) 没有控制水和食用油的质量相同 加热时间 水 容易控制水和食用油吸收的热量相同 【详解】（1）比热容是反映物质吸热能力的物理量，比热容越小，物质吸收相同热量时温度升高越快，或升高相同温度时吸收的热量越少。 A．食用油能把食物炸焦黄而水不能，是因为食用油的沸点远高于水的沸点（标准大气压下水沸点 100℃，食用油沸点通常 200℃以上），与比热容无关，故A不符合题意； B．食用油漂在水面上，是因为食用油的密度小于水的密度，属于密度特性，与比热容无关，故B不符合题意； C．食用油比水难蒸发，是因为食用油的分子间作用力较大、挥发性较弱，与比热容无关，故C不符合题意； D．相同条件下加热时食用油比水热得快，说明在吸收相同热量（相同加热条件）时，食用油的温度升高更快，根据比热容的物理意义，这表明食用油的吸热能力较弱，即比热容比水小，能支持小华的猜想，故D符合题意。 故选D。 （2）[1]探究不同物质的比热容大小，需根据控制变量法保证除物质种类不同外，其他影响实验的因素均相同，包括物质的质量、初温、加热源规格、烧杯规格等。图甲装置中，两个烧杯内的水和食用油体积相同，由于水和食用油的密度不同，则烧杯中水和食用油的质量不相等，因此明显错误是没有控制水和食用油的质量相同。 [2]实验中使用两个相同的酒精灯加热，相同规格的酒精灯在相同时间内释放的热量相同（不考虑热量损失时），物质吸收的热量等于酒精灯释放的热量。因此，加热时间越长，物质吸收的热量越多，可用加热时间表示物质吸热的多少，采用了转换法。 [3]由温度随时间变化的图像可知，水和食用油从20℃升高到60℃，升高相同温度，水的加热时间为8min，食用油的加热时间为4min。由于加热时间反映吸热多少，说明水吸收的热量是食用油的2倍，水的吸热能量较强。对于水来说，对于食用油来说，故，整理得 [4]图丙装置使用电加热器加热，与酒精灯相比，电加热器的优点在于：电加热器可以精确控制在相同时间内释放的热量完全相同，能更准确地保证水和食用油吸收的热量相同，避免了酒精灯火焰大小不稳定导致的热量供应不均匀问题，减少实验误差 用数学方法进行计算，从而推导出热量的计算公式。 会进行有关的热量计算。 板 书 设 计 第1节 热量 比热容 一、热量：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。单位是J。 二、比热容 ①影响物质吸热能力的因素：质量、升高的温度、物质种类。 ②物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 ③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，叫作这种物质的比热容。 ④公式： c = ⑤单位：J/（kg·℃） ⑥比热容是反映物质自身性质的物理量。不同物质，比热容一般不同。 二、热量的计算 吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt 放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 课 堂 小 结 第1节 热量 比热容 作 业 完成课后分层作业 教 学 反 思 比热容是本节的教学重点，也是初中物理教学中的一个难点。通过本节教学要让学生建构起比热容的概念，了解比热容较深的内涵、较广的外延，在正确理解比热容物理意义的基础上，能结合常见物质的比热容表，联系实际讨论一些日常现象。 本节课在教学设计上要充分体现学生的主体地位，在教学中让学生经历探究的各个环节。本节课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。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $