13.1 热量 比热容 学案 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

该初中物理导学案围绕“热量 比热容”展开，引导学生认识热量概念及单位，理解比热容的物理意义和特性，通过课前预习问题（如热传递条件、吸热与质量温度关系）和课堂探究活动（如热水袋取暖、不同物质吸热实验），搭建从热传递到比热容概念的学习支架。 资料亮点在于实验探究环节运用控制变量法和转换法培养科学探究能力，比热容概念建立与公式推导发展科学思维，结合沿海温差、暖气用水等生活现象强化物理观念，分层习题设计助力巩固，适合师生开展高效教学。

13.1 热量 比热容 一、学习目标 1. 认识热量的概念,知道热量是过程量,单位是焦耳(J)。 2. 理解比热容的概念、物理意义和单位,知道比热容是物质的一种特性。 3. 通过实验探究不同物质的吸热情况,体会控制变量法和转换法。 4. 会用比热容解释沿海温差、暖气用水等生活现象。 5. 会用Q吸=cm(t−t₀)和Q放=cm(t₀−t)进行简单计算。 二、课前预习【课前完成】 (阅读课本相关章节,思考以下问题) 问题1:什么是热传递?热传递发生的条件是什么? _ 问题2:烧开一壶水和烧开半壶水,哪个需要的时间更长?这说明吸热多少与什么因素有关? _ 问题3:你听说过"比热容"这个词吗?你认为它可能表示什么? _ 我的疑问:_ 三、课堂探究 探究一:热量【对应知识点一】 活动1:观察热水袋取暖图片,思考以下问题: 用热水袋取暖 思考:为什么热水袋能让我们感到温暖?热传递发生的条件是什么? _ 归纳1:热传递是指_从_物体传到_物体,或者从物体的_部分传到_部分的过程。 发生热传递的唯一条件是_。 归纳2:在热传递过程中,传递的_的多少叫做热量。热量的单位是_。 填表:热量与温度的区别 比较项目 热量 温度 含义 _ _ 性质 _ _ ️ 易错提醒:不能说"物体含有热量",热量只在热传递过程中才有意义! 思考:同种物质吸收的热量与哪些因素有关? 实例1:烧开一壶水比烧开半壶水需要更多时间 与_有关 实例2:把水烧成温水比烧开到沸腾需要更少时间 与_有关 探究二:比较不同物质的吸热情况【对应知识点二】 提出问题:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量相同吗? 实验器材:_、_、_、_、_、_ 实验设计要点: ①控制变量法:保持_和_相同,比较不同物质的吸热情况。 ②转换法:用_来反映吸收热量的多少(加热时间越长,吸收热量_)。 实验记录: 物质 质量m/g 初温t₀/ 末温/ 升高的温度 t/ 加热时间 水 100 19 50 31 _ 食用油 100 19 50 31 _ 我的发现:质量相等的水和食用油,升高相同温度时,_吸收的热量更多(_的加热时间更长)。 结论:不同物质在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量_,即不同物质的吸热能力_。 探究三:比热容的概念 1. 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_和升高的_乘积之比,叫做这种物质的比热容。 2. 符号:_ 3. 单位:_,符号表示为_ 4. 物理意义:水的比热容为4.2 10 J/(kg ),表示_kg的水温度升高_ 时吸收的热量为_J。 5. 常见物质比热容表(填空): 物质 比热容J/(kg ) 物质 比热容J/(kg ) 水 4.2 10 铝 0.88 10 酒精 _ 干泥土 约0.84 10 煤油 约2.1 10 铁、钢 _ 沙子 约0.92 10 铅 0.13 10 关键发现:常见物质中,_的比热容最大。比热容是_的一种特性,与物体的质量、温度、吸放热多少_。 合作探究:利用比热容解释生活现象 小组任务:用比热容知识解释以下现象,每组选一个讨论并汇报。 现象①沿海地区温差小,沙漠地区温差大 讨论要点:白天海水/沙子吸热时温度变化有何不同?为什么?夜晚同理。 我的解释:_ 沿海与沙漠温差对比 现象②北方楼房暖气用水作为介质 讨论要点:为什么不用其他液体而选水?水的比热容大意味着什么? 我的解释:_ 暖气用水取暖 现象③海陆风与陆海风 白天:陆地升温快 暖空气上升 海面冷空气补充 吹向海岸的风叫_风 夜晚:陆地降温快 陆地上方气温低 海面热空气上升 陆地冷空气补充 吹向海洋的风叫_风 海陆风与陆海风 探究四:热量的计算【对应知识点三】 推导思考 1kg水升高1 吸热:_J 2kg水升高1 吸热:_J(质量翻倍 热量_) 2kg水升高50 吸热:_J(温度变化翻倍 热量_) 归纳:吸收的热量与_成正比,与_成正比,与_成正比。 热量计算公式: ️ 易错提醒:①计算时单位要统一:质量用kg,温度用 ,热量得J;② t取正值;③吸热用(t−t₀),放热用(t₀−t)。 四、例题学习 例1(课件原题):沙子的比热容约为0.92 10 J/(kg ),把质量是2kg、温度为20 的沙子加热到30 ,沙子吸收的热量约为多少?利用这些热量给质量是2kg、温度为20 的水加热,水的温度会上升到大约多少摄氏度? 思路:第一步求_,第二步用 t=_求水的末温。 解题过程: 已知:c沙=_,m=_,t₀=_,t=_ = _ _ (_ − _) = _J 第二步: t = Q/(c水 m水) = _ t = t₀ + t = _ + _ = _ ️ 易错提醒:注意比热容中的10 不要遗漏!计算带单位运算。 变式训练:若沙子质量改为5kg,其他不变,Q吸=? 我的解答:_ 五、课堂练习 A组 基础题 1. 下列说法正确的是( ) A. 一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一 B. 吸收热量多的物质,比热容一定大 C. 高温物体放出的热量一定多 D. 质量相等的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度 2. 关于比热容,下列说法正确的是( ) A. 比热容与物体的质量有关 B. 比热容与物体的温度有关 C. 比热容是物质的一种特性 D. 吸热越多比热容越大 3. 1kg水温度升高1 吸收的热量是_J,这也就是水的_的数值。 B组 提高题 4. 两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则( ) 图16:甲乙液体温度-加热时间关系图 A. 甲液体比热容大于乙液体 B. 升高相同温度,两液体吸热相同 C. 加热相同时间,甲吸热大于乙 D. 加热相同时间,甲升温大于乙 5. 一个钢件从560 冷却到20 (室温),放出6.21 10⁴J热量,钢件质量是多少g?(c钢=0.46 10 J/(kg )) 解题过程:_ 六、课堂小结 本节课我学到了: 1. 热量是_量,只有在_过程中才有意义。 2. 比热容的定义:_,符号_,单位_。 3. 比热容是_的一种特性,与质量、温度_。 4. 热量计算公式:Q吸=_,Q放=_。 5. 水的比热容大 _温差小、_效果好、_风的形成。 还有的疑问:_ 七、课后作业 必做: 1. 完成课本相关练习题。 2. 计算:质量为500g的铁块从200 降到20 ,放出多少热量?(c铁=0.46 10 J/(kg )) 选做:用比热容解释:为什么北方冬天菜窖里放水桶可以防止蔬菜冻坏? 参考答案 二、课前预习 问题1:热传递是指热量从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。热传递发生的唯一条件是物体间存在温度差。 问题2:烧开一壶水需要时间更长,说明吸热多少与物体的质量有关(质量越大,吸热越多)。同时还与温度变化量有关(温度变化越大,吸热越多)。 问题3:比热容可能表示物质吸热或放热的本领大小,即不同物质在同等条件下温度变化的难易程度。 探究一:热量 思考:热水袋温度高于人体,热量从热水袋(高温物体)传到人体(低温物体),这就是热传递。热传递发生的条件是物体间存在温度差。 归纳1:热传递是指热量从高温物体传到低温物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。发生热传递的唯一条件是存在温度差。 归纳2:在热传递过程中,传递的热的多少叫做热量。热量的单位是焦耳(J)。 填表答案: 含义——热量:传递的能量多少;温度:物体的冷热程度 性质——热量:过程量;温度:状态量 实例1:与质量有关(质量越大,吸热越多) 实例2:与温度变化量有关(温度变化越大,吸热越多) 探究二:比较不同物质的吸热情况 实验器材:水、食用油、玻璃杯、温度计、相同规格的电加热器、计时器 控制变量法:保持质量和升高的温度相同,比较不同物质的吸热情况。 转换法:用加热时间来反映吸收热量的多少(加热时间越长,吸收热量越多)。 实验记录填写:水的加热时间1min34s,食用油的加热时间1min5.6s 我的发现:水吸收的热量更多(水的加热时间更长)。 结论:不同物质在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同,即不同物质的吸热能力不同。 探究三:比热容的概念 1. 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。 2. 符号:c 3. 单位:焦每千克摄氏度,符号表示为J/(kg ) 4. 物理意义:水的比热容为4.2 10 J/(kg ),表示1kg的水温度升高1 时吸收的热量为4.2 10 J。 比热容表填空:酒精2.4 10 ;铁、钢0.46 10 关键发现:常见物质中,水的比热容最大。比热容是物质的一种特性,与物体的质量、温度、吸放热多少无关。 合作探究:利用比热容解释生活现象 现象①沿海温差小、沙漠温差大: 白天海水比热容大,吸收热量后温度上升小;沙子比热容小,温度上升大。夜晚海水放热后温度下降小,沙子温度下降大。因此沿海温差小,沙漠温差大。 现象②暖气用水作为介质: 水的比热容大,相同质量的水降低相同温度时放出的热量多,供暖效果好;且水成本低、不易燃烧、安全环保。 现象③海陆风与陆海风: 白天:陆地沙石比热容小升温快,暖空气上升,海面冷空气补充 吹向海岸的风叫海陆风。 夜晚:陆地沙石比热容小降温快,陆地上方气温低,海面热空气上升,陆地冷空气补充 吹向海洋的风叫陆海风。 探究四:热量的计算 1kg水升高1 吸热:4.2 10 J 2kg水升高1 吸热:8.4 10 J(质量翻倍 热量翻倍) 2kg水升高50 吸热:4.2 10⁵J(温度变化增大 热量成正比增大) 归纳:吸收的热量与比热容成正比,与质量成正比,与温度变化量成正比。 四、例题学习 思路:第一步求沙子吸收的热量Q吸,第二步用 t=Q吸/(c水 m水)求水的末温。 已知:c沙=0.92 10 J/(kg ),m=2kg,t₀=20 ,t=30 Q吸=cm(t−t₀)=0.92 10 2 (30−20)=1.84 10⁴J 第二步: t=Q吸/(c水 m水)=1.84 10⁴/(4.2 10 2)=2.2 t=t₀+ t=20 +2.2 =22.2 变式训练:Q吸=0.92 10 5 (30−20)=0.92 10 5 10=4.6 10⁴J 五、课堂练习 A组 基础题 1. 答案:D 解析:比热容是物质特性,不随质量改变(A错);比热容还与质量和温度变化量有关(B错);放热多少与质量、比热容、温度变化量都有关(C错);水的比热容大,相同热量下温度变化小,煤油升高的温度大于水(D正确)。 2. 答案:C 解析:比热容是物质的一种特性,与质量、温度、吸放热多少都无关(A、B、D错),故选C。 3. 答案:4.2 10 J;比热容 B组 提高题 4. 答案:D 解析:同一热源加热相同时间,两液体吸收热量相同(C错);甲升温更快说明甲的比热容更小(A错);升高相同温度甲需要时间更少,吸收热量更少(B错);加热相同时间甲升温更大(D正确)。 5. 答案:约250g 解题过程: 已知:c钢=0.46 10 J/(kg ),t₀=560 ,t=20 ,Q放=6.21 10⁴J 由Q放=cm(t₀−t),得m=Q放/(c(t₀−t)) = 6.21 10⁴ / (0.46 10 (560−20)) = 6.21 10⁴ / (0.46 10 540) = 6.21 10⁴ / (2.484 10⁵) ≈ 0.25kg = 250g 六、课堂小结 1. 热量是过程量,只有在热传递过程中才有意义。 2. 比热容的定义:吸收热量与质量和温度变化量乘积之比,符号c,单位J/(kg )。 3. 比热容是物质的一种特性,与质量、温度无关。 4. 热量计算公式:Q吸=cm(t−t₀),Q放=cm(t₀−t)。 5. 水的比热容大 沿海温差小、取暖/冷却效果好、海陆风的形成。 七、课后作业 必做2: 已知:c铁=0.46 10 J/(kg ),m=500g=0.5kg,t₀=200 ,t=20 Q放=cm(t₀−t)=0.46 10 0.5 (200−20)=0.46 10 0.5 180=4.14 10⁴J 选做:北方冬天菜窖里放水桶防冻——水的比热容大,温度降低时放出的热量多,能维持窖内温度不至于过低,保护蔬菜不被冻坏。 学科网(北京)股份有限公司 $