13.1 热量 比热容 课时1 教学设计 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦热量和比热容核心知识，以烧水壶烧水情境导入，引导学生思考吸热与温度变化，衔接内能知识，通过问题串自然引出不同物质吸热能力探究，搭建知识学习支架。 资料特色在于实验探究与概念建构深度融合，采用控制变量法和转换法设计“比较不同物质吸热”实验，通过数据分析抽象比热容概念，培养科学思维与科学探究能力。生活应用案例丰富，如海陆风、冷却剂等，体现科学态度与责任，助力学生建立物理观念，也为教师提供清晰教学路径。

13.1 热量 比热容 课时1 人教版 九年级物理全一册 第十三章 内能 课题 课型 课时 教材版本 13.1 热量 比热容 课时1 新授课 1课时（45分钟） 人教版 九年级全一册 教学方法 实验探究法、控制变量法、转换法、讨论法、讲授法 教学用具 食用油、水、电加热器、温度计、烧杯、托盘天平、秒表、PPT课件 教材分析：本节是第十三章内能的第一节课时1，核心内容包括热量概念和比热容。热量是接续内能概念后引入的重要物理量，"比较不同物质吸热能力"的实验是本节最核心的探究活动，它体现了控制变量法和转换法两种科学方法。比热容概念的建立需要从实验数据中抽象归纳，对学生的逻辑思维要求较高。后半部分丰富的生活应用案例（海陆风、冷却剂、取暖、沙漠温差、城市热岛效应）是让学生感受比热容与生活密切联系的重要素材。本节有2道练习题。 学情分析：学生已经学习了内能概念、热传递和做功两种改变内能的方法，对"吸热"和"放热"有感性认识，但尚未形成"热量"的严格物理概念。"比热容"作为物质的一种特性，需要通过探究实验让学生亲身发现不同物质吸热能力不同，这对学生的控制变量思维是一次较高要求的训练。比热容公式c=Q/(mΔt)中的"乘积之比"是学生首次接触的物理量定义方式，需要在实验数据分析中让学生自然形成认识，而非简单记忆公式。 本节概要：情境导入→热量概念→实验：比较不同物质吸热情况→实验数据分析→计算导入比热容概念→比热容定义/公式/单位/意义→比热容表阅读→海陆风→水的应用→沙漠温差→拓展实验→城市热岛效应→小结→2道练习。 核心素养目标 物理观念 认识热量，理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 科学思维 通过比较不同物质的吸热情况实验，体会控制变量法的作用，了解转换法的应用。 科学态度与责任 会用比热容解释有关现象，感受物理知识与生产生活的密切联系。 教学重难点 教学重点：①比热容概念的建立与理解；②控制变量法和转换法在实验中的应用；③比热容公式的理解。 教学难点：①从实验数据中抽象归纳比热容概念；②比热容定义式c=Q/(mΔt)中"乘积之比"的理解；③用比热容解释生活中的复杂现象。 教学过程 环节一：情境导入（5分钟） 烧水壶烧水 【教师活动】展示烧水壶烧水的图片，通过对引导学生思考：（1）烧水壶在烧水时，水的温度怎样变化？水处于吸热还是放热状态？（2）在烧水的过程中，我们怎样才能知道水吸收的热的多少呢？引导学生回顾热传递过程中内能的转移。 【学生活动】观察图片，回答：水温升高，水处于吸热状态。加热水的过程就是热传递的过程，内能从火焰转移到水。怎样知道水吸收了多少热？这是我们今天要解决的问题。 【过渡语】烧水是学生最熟悉的生活场景之一，从烧水引入热量概念自然流畅，同时"怎样知道吸收多少热"这个问题为后面控制变量实验埋下伏笔。 环节二：知识点一——热量（5分钟） 【教师活动】讲授热量概念：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。热量用符号Q表示，单位是焦耳（J）。举例：1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。 【知识点】热量：在热传递过程中，传递的热的多少叫作热量。符号：Q。单位：焦耳（J）。举例：1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。 【学生活动】在书上记录热量的定义、符号和单位，理解热量必须发生在热传递过程中，"热量"是一个过程量。 环节三：探究问题引出（3分钟） 【教师活动】通过问题串进行思维引导：（1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的时间一样长吗？为什么？（2）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？引导学生得出结论：同种物质的质量越大、温度升得越高，吸收的热量就越多。继续追问：不同的物质，也是如此吗？例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢？ 【学生活动】思考并回答：烧开一壶水比半壶水需要更多热量（质量大→吸热多）；烧开比烧成温水需要更多热量（升温高→吸热多）。对不同物质的比较产生疑问，等待实验验证。 【过渡语】这组问题串从学生熟悉的烧水经验出发，自然过渡到"不同物质的吸热能力是否相同"这个核心探究问题，为实验做好问题驱动。 【知识点】热量与三个因素有关：物质种类、质量、温度变化量。同种物质：质量越大，升温越高，吸收热量越多。不同物质在质量相等、升温相同时吸收的热量是否相等？需要实验探究。 环节四：实验——比较不同物质吸热情况（12分钟） （一）实验设计 实验器材：食用油、水、规格相同的电加热器、温度计、烧杯、托盘天平、秒表 控制变量法示意图 【教师活动】展示实验器材，介绍实验方案：用规格相同的电加热器加热相同质量的食用油和水，每隔2分钟测量并记录它们的温度。引导学生分析实验中控制的变量：控制质量相等、电加热器规格相同（相同时间放热相等）、初温相同——这是控制变量法。"吸收热量的多少通过加热时间来反映"——这是转换法。 【知识点】控制变量法：控制质量相等、电加热器规格相同、初温相同。转换法：吸收热量的多少通过加热时间来反映（相同电加热器，加热时间越长，放出热量越多，物质吸收热量越多）。 （二）实验数据分析 【教师活动】展示实验结果：质量相等的水和食用油升高的温度相同时，水温升高26℃，加热时间8分钟；食用油温升高26℃，加热时间4分钟。水吸收的热量比食用油多。再分析另一个结果：质量和初温相等的油和水加热相同时间时，吸收的热量相同，但油升高的温度更高。如果把质量和初温相等的油和水加热到相同的温度，则水所需的时间更长，水吸收的热量更多。最终结论：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量一般不同。 【学生活动】根据数据填写结论：质量和初温相等的油和水加热相同时间时，吸收的热量相同，但油升高的温度更高。由此可知，升高相同温度时，水吸收的热量更多。结论：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量一般不同。 【设计意图】实验数据分析是本节最关键的思维训练点。从"升高相同温度时水加热更久"这一数据中，引导学生得出"水吸热能力更强"的结论，唤醒学生对不同物质吸热能力差异的直觉认识。这为后面引入比热容概念做好铺垫。 （三）精确数据引入比热容概念 【教师活动】展示精确实验数据：1kg的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×10³J的热量。3kg的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×10³J的热量。问：水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？引导学生思考比较方法：计算出1kg的煤油温度升高1℃时吸收的热量=12.6×10³÷(3×2)=2.1×10³ J，再与1kg水升温1℃吸热4.2×10³ J比较，得出结论：水吸热能力更强。 【学生活动】完成计算：1kg煤油升温1℃吸热 = 12.6×10³ ÷ (3×2) = 2.1×10³ J。比较：4.2×10³ ＞ 2.1×10³，所以水吸热能力比煤油更强。理解：比较不同物质吸热能力时，必须保证质量和升高温度相同。 环节五：知识点二——比热容（8分钟） 比热容定义、定义式、单位 【教师活动】在学生完成计算比较的基础上，抽象出比热容的定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量（Q）与它的质量（m）和升高的温度（Δt）乘积之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。定义式：c=Q/(m·Δt)。单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。 【知识点】比热容定义：c=Q/(m·Δt)。单位：J/(kg·℃)。物理意义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，在数值上等于它的比热容。水的比热容：c水=4.2×10³ J/(kg·℃)。意义：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×10³J。 【学生活动】在学案上填写比热容的定义、定义式、单位、物理意义。记住水的比热容c水=4.2×10³ J/(kg·℃)，并能用自己的话表述其物理意义。 【设计意图】比热容概念的建立采用"数据分析→计算比较→抽象概念"的路径，而非直接给出定义让学生记忆。这符合物理概念建构的认知规律，也能让学生更好地理解"乘积之比"这种定义方式。 环节六：阅读比热容表（3分钟） 一些物质的比热容表 【教师活动】展示比热容表，让学生自主阅读并回答问题：比较水、酒精、煤油、沙石、钢铁的比热容大小。引导学生发现规律：不同的物质，比热容一般不同，比热容是物质的一种特性。水的比热容最大。然后用四道判断题巩固对比热容特性的理解：（1）1kg沙石，温度升高1℃，大概要吸收920J的热量。（正确）（2）液体的比热容都比固体的比热容大。（错误，冰的比热容比色拉油的比热容大）（3）同一种物质，比热容是相同的。（错误，水和冰的比热容不同）（4）比热容是物质的特性之一，可以用来鉴别物质。（正确，比热容是物质的特性之一） 【学生活动】阅读比热容表，找出水的比热容，感受水是常见物质中比热容最大的。判断四道题，理解比热容是物质特性——与物品种类有关，与质量、温度变化、吸放热多少无关；同一种物质在不同物态下比热容可能不同。 环节七：比热容应用——海陆风（3分钟） 【教师活动】分析海陆风形成原因：水的比热容比沙石的大，白天受太阳照射时，水吸热后温度升得慢，海面气温较低；沙石吸热后温度升得快，陆地气温较高。热空气上升，海面的冷空气流向陆地补充，形成海风（白天从海洋吹向陆地）。夜晚相反，陆地降温快，海面降温慢，风从陆地吹向海洋，形成陆风。 【学生活动】完成海陆风填空：水的比热容比沙石的大，白天吸热，岸上气温比海面气温升得高，使空气对流，近地面风从海面吹来。晚上放热，海面温度高，风从陆地吹来。 【设计意图】海陆风是比热容应用的经典案例，同时融合了"热空气上升→压强变化→气流运动"的物理链条，训练学生多因果链条分析的能力。 【过渡语】海陆风分析之后，我们来看看水比热容大这个特点在生活中还有哪些具体应用——汽车发动机的冷却剂、取暖、沙漠温差、城市热岛效应。 环节八：水的比热容大的应用（4分钟） 水的应用：汽车发动机用水作冷却剂 【教师活动】展示汽车发动机冷却系统图片，分析：水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。 水的应用：用热水取暖 【教师活动】展示取暖器图片，分析：水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时，放出的热量多，用热水取暖效果好。 【学生活动】用比热容解释：水作冷却剂——水的比热容大，升高相同温度吸热多，冷却效果好。用热水取暖——水的比热容大，降低相同温度放热多，保暖效果好。 环节九：沙漠昼夜温差分析（2分钟） 【教师活动】展示吐鲁番、火焰山的图文资料，分析沙漠地带昼夜温差变化大的原因：砂石的比热容比较小，在吸收（或放出）相同的热量时，升高（或降低）的温度比其他物质的要大。白天太阳照射，沙石温度升得快而且高；夜晚沙石放热温度降得快，昼夜温差大。相反，沿海地区水的比热容大，昼夜温差小。 【学生活动】完成沙漠温差填空：沙石比热容小，白天阳光照射吸热，温度升得快，晚上沙石放热，温度降得快，日夜温差大。反之，沿海地区，水比热容大，日夜温差小。 【设计意图】沙漠温差和沿海温差的对比是训练归纳推理能力的好素材：命题"比热容越小，昼夜温差越大"的逆否命题"昼夜温差越小，比热容越大"同样成立，引导学生体会正反两个方向的逻辑推理，为后续热量计算的学习做好思维准备。 环节十：拓展实验（了解）（1分钟） 【教师活动】介绍用温度传感器比较不同物质的比热容——这是一种更精确的实验手段，可以实时记录温度变化曲线，更直观地反映不同物质的吸热能力差异。作为了解内容，不要求掌握。 【学生活动】了解传感器实验方法，感受科技手段对物理实验的改进。 【过渡语】从精确传感器回到宏观现象，我们来关注一个与城市生活密切相关的话题——城市热岛效应，看看比热容知识如何帮助我们理解并解决城市环境问题。 环节十一：城市热岛效应与人工湖（2分钟） 建造人工湖缓解城市热岛效应 【教师活动】介绍城市热岛效应：城市因人口集中、产业发达，每天释放大量废热，加上建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，城市中的气温明显高于外围郊区。为了缓解城市热岛效应，一些城市会建造人工湖或内河。分析原理：由于水的比热容大，与同质量的沙石相比，吸收相同的热量，水温升高的少，从而很好地调节了环境的温度。 【学生活动】理解城市热岛效应的成因和人工湖的调节原理，认识到比热容知识在城市规划中的实际应用价值。 环节十二：课堂小结（2分钟） 【教师活动】引导学生回顾本节内容：1.比较不同物质的吸热能力——控制变量法（控制质量、电加热器规格、初温相同）和转换法（用加热时间反映吸热多少）。2.比热容——定义、定义式c=Q/(m·Δt)、单位J/(kg·℃)、是物质的特性；水的比热容c水=4.2×10³ J/(kg·℃)。3.应用：海陆风、水作冷却剂和取暖介质、沙漠昼夜温差、城市热岛效应与人工湖。 【学生活动】完成学案上的知识框架填空，对照小结内容检查自己的理解情况。 课堂练习（3分钟） 1.关于比热容，下列说法正确的是（　　） A.水变成冰后，比热容不变 B.铝的比热容比铜的大，当质量相同的铜块和铝块升高相同温度时，铜块吸收的热量更多 C.10 kg铁块的比热容比1 kg铁块的大 D.物质的比热容与物体吸收或放出热量的多少、温度变化的多少无关 【教师活动】讲解：选D。A错——水变成冰后比热容改变；B错——铝比热容大，升高相同温度时铝吸热更多；C错——比热容是物质特性，与质量无关；D正确。 2.下列事例中，与"水的比热容较大"这个特性无关的是（　　） A.汽车发动机用水作冷却剂 B.人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷 C.海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住 D.生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 【教师活动】讲解：选B。A——水比热容大，吸热多，冷却效果好；B——游泳后风吹感觉冷是水蒸发吸热致冷，与比热容无关；C——水比热容大，温度变化慢，昼夜温差小；D——水比热容大，温度不易变化，调节体温。 板书设计 13.1 热量 比热容 课时1 一、热量 定义：热传递过程中传递的热的多少 符号：Q　单位：焦耳（J） 二、比较不同物质吸热能力 控制变量法：质量相等、电加热器规格相同、初温相同 转换法：加热时间→吸收热量多少 结论：质量相等的不同物质升高相同温度时吸热一般不同 三、比热容 定义：c=Q/(m·Δt) 单位：J/(kg·℃) 水：c水=4.2×10³ J/(kg·℃) 比热容是物质的特性，与质量、温度变化、吸放热无关 四、应用 海陆风·冷却剂·取暖·沙漠昼夜温差·城市热岛效应 教学反思 □ □ "比较不同物质吸热情况"的实验是本节核心，学生是否能独立说出实验中控制了哪些变量？"加热时间反映吸热量"的转换逻辑是否理解？建议在实验数据分析环节多停留一两分钟让学生小组讨论，而非教师一口气讲完。 □ □ 从"精确实验数据"到"比热容概念"的抽象过程是本节难点。计算1kg煤油升温1℃含有"比"的思想，学生能否独立完成类似计算？能否说出"为什么要用Q除以m和Δt的乘积"？ □ □ 海陆风、沙漠温差、城市热岛效应都涉及多因果链条分析，学生能否用"比热容大→升温慢/降温慢→温差小"这个链条去解释各种现象？建议在这些环节让学生先尝试自己解释，而非教师直接给出结论。 □ □ 练习题2中B选项"游泳后风吹感觉冷"是蒸发吸热现象，与比热容无关。学生容易混淆"比热容"和"蒸发吸热"，教师需要在讲评时明确区分两者的物理原理。 □ □ 本节内容非常丰富，27页PPT涵盖从概念建立到生活应用的完整链条。教师要把握节奏，实验探究环节不能赶，应用环节可以精简。如果时间紧张，"拓展实验"和"城市热岛效应"可以留作课后阅读材料。 学科网（北京）股份有限公司 $