12.3《物质的比热容》课时教案---2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

该教案聚焦初中物理“物质的比热容”核心知识，通过海边“沙子烫脚海水凉”的视频情境导入，承接前节“热传递改变内能”，以问题驱动引发认知冲突，搭建从生活现象到科学探究的学习支架。 本教案亮点在于深度融合核心素养，科学探究环节设计分组实验，用红外热成像图直观呈现沙子与水的温度差异，强化控制变量法应用；结合塞罕坝生态案例渗透科学态度与责任，通过思维导图梳理知识脉络。情境探究与合作实验的教学方法，助力学生构建比热容物理观念，提升教师课堂效率与教学效果。

12.3《物质的比热容》课时教案 学科 初中物理 年级册别 九年级上册 共1课时 教材 苏科版九年级物理上册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容是“内能与热机”单元的核心部分，承接前一节“热传递改变内能”的知识，进一步探究热量传递过程中能量变化的本质规律。教材通过生活情境引入问题，以实验探究为主线，引导学生发现不同物质吸热能力差异，并由此引出“比热容”这一关键物理概念。内容结构清晰，从现象观察到数据分析，再到公式推导和实际应用，层层递进，体现了科学探究的完整过程。该节内容不仅是理解热学基本规律的基础，也为后续学习热机效率、能源利用等知识奠定基础。 学情分析 九年级学生已掌握温度、内能、热传递等基本概念，具备一定的实验观察能力和数据分析意识。但对“热量”与“温度”、“质量”与“吸热能力”之间的关系仍存在混淆。学生对“比热容”这一抽象概念缺乏直观感知，容易将其误解为“物质含热量多少”。同时，部分学生在处理多变量控制实验时存在逻辑混乱的问题。教学中需借助真实情境和对比实验，强化“控制变量法”的应用，帮助学生建立正确的物理观念。可通过小组合作探究、问题驱动等方式突破思维障碍。 课时教学目标 物理观念 1. 能说出热量的定义及其单位，理解热量是热传递过程中转移的能量，不是物体固有的属性。 2. 能解释比热容的概念，明确其数值意义：单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量，并能从表中提取常见物质的比热容数据。 科学思维 1. 能在实验中运用控制变量法设计比较不同物质吸热能力的方案，合理设定实验条件并进行数据记录。 2. 能根据实验数据归纳出“相同质量的不同物质，在升高相同温度时吸收的热量不同”的结论，并尝试用数学表达式 描述比热容。 科学探究 1. 能独立完成“观察不同物质吸热升温现象”的实验操作，准确读取温度计示数，规范填写实验记录表。 2. 能对实验结果进行分析讨论，提出“是否所有物质都符合此规律”的质疑，并尝试设计验证性实验方案。 科学态度与责任 1. 能结合“水与气候”案例，解释沿海与内陆昼夜温差差异的原因，体会自然规律与人类生活的密切联系。 2. 能认识到水资源保护的重要性，初步树立节约用水、科学利用自然资源的责任意识。 教学重点、难点 重点 1. 理解热量的概念，掌握热量的单位及符号； 2. 掌握比热容的定义、单位、公式及其物理意义，并能进行简单计算。 难点 1. 理解“比热容是物质的一种属性”，即其大小与质量、温度变化无关； 2. 能在复杂情境中正确区分“热量”“温度”“内能”三个概念，避免混淆。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法 教具准备 红外灯、瓷盘2个、温度计2支、沙子、水、电子天平、秒表、PPT课件、红外热成像仪照片 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入，激发兴趣 【5分钟】 一、创设真实情境，引发认知冲突 （一）、播放视频片段，展示海边场景 1. 教师播放一段初夏中午海边游玩的短视频：画面中两名学生赤脚走在沙滩上，表情痛苦地喊“好烫！”；随后走入海水，立刻露出舒适表情说“真凉快！”。背景音乐轻快，字幕显示：“同样阳光照射下，为什么沙子烫脚，海水却清凉？” 2. 提问引导：同学们，你们有没有类似的经历？为什么同样是太阳晒，沙子和水的温度差别这么大？这背后隐藏着什么物理奥秘？ 3. 引导学生思考：是不是因为沙子“更热”？还是它“更容易吸热”？或者“释放热量更快”？请大胆猜测。 4. 教师小结：这个问题看似简单，实则涉及一个非常重要的物理概念——比热容。今天我们就来揭开它的神秘面纱。 二、提出核心问题，明确探究方向 （一）、展示实验图示，布置任务 1. 教师展示图12-22的实验装置图（红外灯加热沙子与水）： - 两个相同的瓷盘，分别装入50g沙子和50g水； - 用温度计测出初始室温（假设均为25℃）； - 用红外灯均匀照射4分钟； - 再次测量两者的最终温度。 2. 提出驱动性问题： - 问题1：如果加热时间相同，哪一种物质升温更快？ - 问题2：若要让它们升高相同的温度，哪种物质需要更长的加热时间？ 3. 鼓励学生分组讨论，每组选一名代表汇报猜想，教师记录在黑板上。 4. 强调实验要求：必须保证质量相等、加热时间一致、环境条件相同，才能公平比较。 5. 宣布：接下来我们将通过实验来验证大家的猜想，看谁的预测最接近真相！ 1. 观看视频，感受情境。 2. 结合生活经验回答问题，提出自己的猜想。 3. 小组讨论，交流想法，形成初步假设。 4. 明确实验目的与任务。 评价任务 猜想合理：☆☆☆ 观察细致：☆☆☆ 参与积极：☆☆☆ 设计意图 通过真实生活情境导入，激活学生已有经验，制造认知冲突，激发探究欲望。利用视频直观呈现“沙子热、海水凉”的反差现象，引导学生关注“物质吸热能力差异”这一核心议题，为后续实验探究埋下伏笔。设置开放性问题，鼓励学生自主思考与表达，培养科学质疑精神。 实验探究，建构概念 【15分钟】 一、分组实验，获取数据 （一）、分发实验器材，指导操作规范 1. 教师将全班分为8个小组，每组发放一套实验材料：两个瓷盘、50g沙子、50g水、两支温度计、红外灯、秒表、电子天平。 2. 强调操作要点： - 使用电子天平精确称量沙子和水的质量，确保均为50g； - 将温度计插入样品中央，避免接触容器壁； - 红外灯保持固定距离和角度，确保均匀照射； - 启动秒表，开始计时，持续4分钟； - 4分钟后立即取出温度计，读取并记录最高温度值。 3. 教师巡视各组，提醒注意安全事项：勿触碰高温灯体，勿将温度计摔落。 二、数据收集与分析 （一）、展示红外热成像图，揭示实验结果 1. 教师展示图12-23的红外热成像照片： - 照片中左侧沙子区域呈亮黄色，标注温度为55.4℃； - 右侧水区域呈浅蓝色，标注温度为30.7℃。 2. 提问：从这张图中你能看出什么？ - 预设答案：沙子温度远高于水，说明在相同时间内，沙子升温更快。 3. 引导学生计算温升差： - 沙子温升：55.4℃ - 25℃ = 30.4℃； - 水温升：30.7℃ - 25℃ = 5.7℃。 4. 教师总结：质量相等的沙子和水，加热相同时间，沙子温度升高约30.4℃，水仅升高5.7℃，可见沙子吸热升温速度远快于水。 三、推理归纳，引出比热容 （一）、引导深入思考，建立逻辑链条 1. 提问：如果我们要让沙子和水都升高30℃，哪个需要更多热量？ - 学生回答：水需要更多热量。 2. 追问：为什么？是因为水“更难热”吗？还是有其他原因？ 3. 教师点拨：这说明相同质量的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量并不相同。这种差异是由物质本身的性质决定的。 4. 引出新概念：物理学中，把单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量，叫做比热容。 5. 板书公式： 6. 解释单位：焦/(千克·摄氏度)，符号 J/(kg·℃)，读作“焦每千克摄氏度”。 7. 举例说明：如水的比热容为 J/(kg·℃)，表示1kg水温度升高1℃需吸收4200J热量。 1. 小组分工协作，动手操作实验装置。 2. 准确称量质量，规范放置温度计。 3. 记录初始温度与加热后温度，填写实验报告单。 4. 观察红外热成像图，分析数据差异。 评价任务 操作规范：☆☆☆ 数据准确：☆☆☆ 合作有效：☆☆☆ 设计意图 以真实实验为核心载体，让学生亲身经历“提出问题—设计方案—实施实验—分析数据—得出结论”的完整探究过程。通过红外热成像图直观呈现温度差异，增强视觉冲击力，使抽象概念具象化。引导学生从现象出发，逐步构建“比热容”概念，理解其物理本质，发展科学思维与实践能力。 概念深化，拓展应用 【15分钟】 一、解读数据表格，提炼规律 （一）、展示“一些物质的比热容”表格 1. 教师投影展示教材中的比热容表格： - 水： J/(kg·℃) - 酒精： - 煤油、冰： - 沙石： - 铁、铜： - 水银： 2. 提问：从表中你能发现哪些规律？ - 学生回答：水的比热容最大，金属类物质普遍较小。 3. 引导对比：为什么水的比热容这么大？这对地球气候有何影响？ 4. 教师讲解：水的高比热容使其成为天然“温度缓冲器”，能有效调节气温波动。 二、联系生活实例，解释自然现象 （一）、解读“早穿皮袄午穿纱”现象 1. 教师播放一段新疆地区昼夜温差大的新闻短片： - 画面显示白天烈日炎炎，气温达40℃；夜晚突然降至20℃，人们裹着棉衣。 2. 提问：为什么内陆地区昼夜温差大？ - 学生回答：沙石比热容小，白天吸热快，晚上放热也快。 3. 对比沿海地区：由于水多，水的比热容大，白天升温慢，夜晚降温慢，昼夜温差小。 4. 引出“水与气候”小专题：我国塞罕坝林场从荒漠变林海，正是通过植树造林增加植被覆盖，涵养水源，改善局部气候，实现生态修复的典范。 5. 播放塞罕坝前后对比图，增强情感认同。 三、公式应用，解决实际问题 （一）、讲解例题：烧开一壶水需要多少热量？ 1. 教师板书题目：初温为20℃、质量为1.5kg的一壶水，温度升高到100℃，需要吸收多少热量？ 2. 分析步骤： - 已知： J/(kg·℃)， kg， - 公式： 3. 逐步演算： 4. 提问反思：实际烧开水所需热量大于这个数值，为什么？ - 预设答案：热损失（锅体吸热、散热、空气带走热量），并非全部用于加热水。 1. 观察表格，找出比热容最大的物质。 2. 联系生活经验，解释昼夜温差现象。 3. 分析塞罕坝生态变迁的意义。 4. 参与例题计算，理解公式的实际用途。 评价任务 规律识别：☆☆☆ 解释合理：☆☆☆ 计算正确：☆☆☆ 设计意图 通过对比分析数据表，帮助学生发现“水的比热容最大”这一重要规律，理解其在自然界中的作用。结合“早穿皮袄午穿纱”和塞罕坝案例，实现跨学科融合，提升学生地理与环保意识。通过例题训练，巩固公式应用能力，培养学生严谨求实的科学态度，强调理论与现实的差距，体现科学的真实性。 巩固练习，迁移创新 【8分钟】 一、完成实践与练习题 （一）、第一题：拖拉机冷却系统原理 1. 教师展示图12-25：拖拉机发动机循环水冷却装置示意图。 2. 提问：为什么用循环流动的水来冷却发动机？ - 学生回答：水的比热容大，能吸收大量热量而自身温度上升不多。 3. 补充：水还具有流动性好、成本低、无毒等优点。 二、第二题：计算水温升高值 （一）、独立计算，小组互评 1. 题目：质量为10kg、温度为20℃的水，吸收1.26×10⁶ J热量后，温度将升高到多少摄氏度？ 2. 教师引导列式： 3. 最终温度： 4. 教师强调：计算时注意单位统一，避免错误。 三、拓展思考：为何不选酒精或油做冷却液？ （一）、小组讨论，发表观点 1. 教师提问：酒精比热容只有2.4×10³ J/(kg·℃)，比水小，为什么不作为主要冷却介质？ 2. 学生讨论：虽然酒精易挥发，但其比热容较小，吸收热量能力弱，且易燃，安全性差。 3. 教师总结：选择冷却液需综合考虑比热容、沸点、流动性、安全性等因素。 1. 独立完成练习题，写出完整解答过程。 2. 小组内相互检查答案，纠正错误。 3. 参与讨论，表达个人观点。 评价任务 解答完整：☆☆☆ 思路清晰：☆☆☆ 表达准确：☆☆☆ 设计意图 通过真实工程应用题，检验学生对“比热容大”优势的理解程度。设置开放性问题，鼓励学生进行批判性思考，从多维度评估物质特性，培养综合决策能力。促进知识向实际问题的迁移，提升解决问题的能力。 课堂小结，升华主题 【2分钟】 一、回顾知识脉络，构建思维导图 （一）、师生共同梳理知识框架 1. 教师引导学生口述本节课三大核心内容： - 热量：热传递中转移的能量，单位J； - 比热容： ，单位J/(kg·℃)，是物质属性； - 应用：解释昼夜温差、冷却系统设计、生态保护。 2. 教师在黑板上用彩色粉笔绘制思维导图： - 中心词：比热容 - 分支1：定义与公式 - 分支2：数据特征（水最大） - 分支 3：生活应用（气候、工业、环保） 3. 强调：比热容不是“含热量”，而是“吸热能力”的量化指标。 二、情感升华，倡导责任 （一）、播放塞罕坝宣传片片段 1. 教师播放30秒短视频：三代人植树造林，荒漠变绿洲，鸟语花香。 2. 提问：我们每个人都能为保护水资源和生态环境做些什么？ 3. 学生自由发言：节约用水、垃圾分类、宣传环保理念。 4. 教师总结：从今天起，让我们做一个有责任感的“绿色公民”，用科学知识守护美丽家园。 1. 回顾本课核心知识点。 2. 观看视频，感受生态奇迹。 3. 思考个人行动，表达环保决心。 评价任务 知识整合：☆☆☆ 情感共鸣：☆☆☆ 表达完整：☆☆☆ 设计意图 通过思维导图系统化梳理知识体系，帮助学生形成结构化认知。以塞罕坝为情感支点，将科学知识与社会责任感深度融合，落实“科学态度与责任”核心素养，实现知识育人与价值引领的统一。 作业设计 一、基础巩固 1. 请写出热量的定义和单位，并说明热量与温度的区别。 2. 查阅资料，列举三种比热容小于水的常见物质，并简述其特点。 3. 用比热容公式 解答下列问题： - （1）质量为2kg的铁块，从20℃加热到100℃，吸收了多少热量？（铁的比热容为 J/(kg·℃)） - （2）某城市水库蓄水5×10⁶ kg，若白天水温升高5℃，则水吸收了多少热量？ 4. 判断正误（正确的打√，错误的打×）： - （ ）① 比热容大的物质吸热能力强，因此一定更“热”。 - （ ）② 水的比热容是 J/(kg·℃)，表示1kg水温度升高1℃需吸收4200J热量。 - （ ）③ 一杯水倒掉一半后，剩余水的比热容变小了。 - （ ）④ 热量是物体含有的能量，温度高的物体内能一定大。 二、拓展探究 5. 请你设计一个实验方案，比较煤油和酒精的吸热能力，写出实验步骤和所需器材。 6. 结合“绿水青山就是金山银山”理念，写一篇不少于200字的小短文，谈谈你对水资源保护的看法。 【答案解析】 一、基础巩固 1. 热量是指在热传递过程中转移的能量，单位是焦耳（J）。热量是过程量，不是状态量；温度是物体冷热程度的物理量，是状态量。两者本质不同。 2. 示例：沙石（ J/(kg·℃)）、铝（ ）、铁（ ）。这些物质比热容较小，升温快，常用于炊具或导热材料。 3. （1） J （2） J 4. ① × ② √ ③ × ④ × 解析：①错，比热容大不代表温度高；③错，比热容是物质属性，与质量无关；④错，内能还与质量、状态有关。 二、拓展探究 5. 实验方案：取等质量的煤油和酒精，放入相同容器，用相同热源加热相同时间，用温度计测量末温。比较温度升高值，升高值大的吸热能力强。 6. 示例：水资源是生命之源，也是生态系统的命脉。我国塞罕坝林场的奇迹告诉我们，只要坚持科学治理，荒漠也能变成绿洲。我们应从小事做起：洗手时关紧水龙头，洗菜水用于浇花，减少浪费。同时，要主动宣传节水理念，让更多人加入环保行列。保护水资源，就是保护我们的未来。 板书设计 三、物质的比热容 一、热量 • 定义：热传递中转移的能量 • 符号：Q • 单位：焦（J） 二、比热容 • 定义：单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量 • 公式：c = Q / (mΔt) • 单位：J/(kg·℃) • 特点：是物质属性，与质量、温度无关 三、常见物质比热容 水：4.2×10³ 沙石：0.92×10³ 铁：0.46×10³ → 水的比热容最大 四、应用 • 沿海昼夜温差小 • 发动机用水冷却 • 塞罕坝生态修复 → 科学知识 → 服务社会 教学反思 成功之处 1. 以“海边踩沙子”真实情境导入，极大激发了学生兴趣，课堂氛围活跃。 2. 实验环节设计科学，红外热成像图直观呈现温度差异，有效突破“比热容”抽象难点。 3. 融合“塞罕坝生态奇迹”案例，实现了科学教育与生态文明教育的有机统一，增强了学生的社会责任感。 不足之处 1. 部分小组实验操作不够规范，导致数据偏差，需加强实验前的示范指导。 2. 对“比热容是属性”这一概念的强调仍显不足，个别学生仍误认为“比热容随质量变化”。 3. 拓展探究题难度略高，部分学生完成困难，今后可增设阶梯式引导。 学科网（北京）股份有限公司 $