10.3 比热容（教学课件）物理新教材北师大版九年级全一册

该初中物理课件聚焦比热容核心知识，从夏季海滩沙子与海水温度差异的生活现象导入，通过实验探究影响物体吸放热的因素，运用控制变量法和转换法得出不同物质吸热能力不同，进而建立比热容概念，结合公式、应用及导热性知识，构建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过实验设计、数据分析培养科学思维，结合生活实例（如海陆风、热水取暖）深化物理观念。利用图片、动图及教学视频辅助理解，典例分析与课堂练习强化应用。学生能提升探究能力和知识应用意识，教师可借助系统资源高效开展教学。

（本课件包含PPT44张；图片：27张；动图：2个；教学视频：5个） 物理九年级全一册 •北师大版 第3节 比热容 第十章 机械能、内能及其转化 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道不同物体吸能力不同；理解比热容的定义、公式和单位；了解不同物质导热性差异。 02 科学思维 通过实验，培养逻辑分析能力；能从比热容的应用中，建立物理知识联系生活的思维。 03 科学探究 经历“比较不同物质的吸热情况”实验，提升实验设计、观察记录和分析归纳能力；能通过交流讨论沿海地区温差问题，提高分析和表达能力。 04 科学态度与责任 认识到比热容、导热性在生产生活中的应用价值，增强用物理知识解决实际问题的意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 通过实验探究不同物质的吸热能力，掌握比热容的概念及其计算公式。 理解比热容的概念，以及利用比热容的知识解释有关现象。 课堂引入 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？ 本节课我们将一起来探究这个问题！ 知识点1探究影响物体吸收或放出热量多少的因素 提出问题 猜想与假设 把半壶30 ℃水加热到50℃和加热到100℃，哪次吸热多？ 可能与物体的质量有关 可能与升高的温度有关 可能与物体的种类有关 把初温相同的一壶水和半壶水烧开，哪个吸热多？ 猜想 相同质量的水和沙子同时加热，升高的度数一样吗？ 猜想 猜想 知识点1：影响物体吸收或放出热量多少的因素 知识点1：影响物体吸收或放出热量多少的因素 设计实验： （1）实验器材： 两个相同的电热器、相同的烧杯两只，质量相同的水和食用油，温度计两支，搅拌器两只，钟表，火柴、天平等： （2）设计实验： 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；停止加热时同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的末温。 知识点1：影响物体吸收或放出热量多少的因素 实验方法： （1）转换法： 热量看不见，摸不着的，我们通过加热时间来比较吸收热量的多少。 （2）控制变量法： ①用相同质量的水和食用油，让它们升高相同的温度，比较加热时间。 ②用相同质量的水和食用油，给它们加热相同时间，比较升高的温度。 知识点1：影响物体吸收或放出热量多少的因素 实验步骤： 方案1： 操作：用相同质量的水和食用油，让它们升高相同的温度，比较加热时间。 实验现象：等质量的水和食用油，升高相同温度，水需要的加热时间更长。 分析论证： 相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 知识点1：影响物体吸收或放出热量多少的因素 实验步骤： 方案2： 操作：用相同质量的水和食用油，给它们加热相同时间，比较升高的温度。 实验现象：等质量的水和食用油，加热相同时间，水升温度较慢。 分析论证： 不同物质的吸热能力不同。 知识点1：影响物体吸收或放出热量多少的因素 实验结论： 由本次实验可以看出，水和食用油吸收热量的差异，是由它们本身的性质及状态决定的。 结果表明： 1.不同物质的吸热能力不同。 2.物体吸收或放出热量多少不仅与物体的质量、物体温度的变化值有关，还与物质的种类有关。 物理学中，引入比热容表示不同物质吸热本领不同这一性质。 知识点1：影响物体吸收或放出热量多少的因素 典例分析 例1 小明想探究食用油和水的吸热能力，回到家里，他用下图中实验器材进行了探究。关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，水吸收的热量多 B．要取质量相同的水和食用油 C．要取体积相同的水和食用油 D．食用油吸热升温快，说明食用油的吸热能力强 【答案】B 【详解】A．实验时，用相同热源对两种液体进行加热，加热相同时间，水和食用油吸收的热量一样多，故A错误； BC．物体吸收的热量多少与质量有关，实验时，要取质量相同的水和食用油进行加热，故B正确，C错误； D．相同质量的食用油和水吸收相等热量，食用油吸热升温快，说明食用油的吸热能力弱，故D错误。 故选 B。 典例分析 例2 使用精密仪器、精心设计实验装置可提高实验的精确度。如图甲所示，科技创新小组用红外线烤灯代替酒精灯、高清红外线热成像仪代替温度计，设计了“探究不同物质的吸热能力”的实验。他们在两个相同的浅盘中装入质量相等的砂和水，将红外线烤灯垂直固定在离两浅盘距离相等的正上方，高清红外线热成像仪置于正前方。根据实验数据绘制了如图乙所示的图像。 (1)用红外线烤灯作热源的优点是______，用高清红外线热成像仪的优点是更加精确地测量整盘砂、水的平均温度。 (2)红外线烤灯利用了红外线能传递______的特性。 (3)本实验用______（选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映物质吸热的多少。 (4)分析数据可知，水的吸热能力比砂的吸热能力更______。 典例分析 【答案】(1)相同加热时间内放出的热量相等 (2)能量 (3)加热的时间 (4)强 【详解】（1）两个烤灯规格一致、到浅盘距离相等，能保证砂和水在相同加热时间吸收等量热量；相比酒精灯，热源持续稳定，热量输出均匀，减小实验误差。 （2）红外线具有热效应，能够传递能量，烤灯依靠红外线的能量对物体加热。 （3）实验采用转换法，相同热源下，加热时间越长，物体吸收热量越多，因此用加热时间反映吸热多少。 （4）由图像可知，加热相同时间，吸收相同热量，砂升温更快；由 ，质量相等的不同物质，吸收相同热量时升温越慢，吸热能力越强，故水的吸热能力更强。 知识点2 比热容 知识点2：比热容 1. 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 知识点2：比热容 （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·℃) 知识点2：比热容 （5）一些物质的比热容： 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。 物质 比热容c/J·kg-1·℃-1 物质 比热容c/J·kg-1·℃-1 水　 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 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 0.92×103 铅 0.13×103 知识点2：比热容 （6）用比热容解释生活现象： A.为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？ 因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢；晚上没有日照时，海水降温也比沙子慢。 B. “早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜"的原因? 因为新疆深居内陆，远离海洋，陆地比热容小，吸热、散热快，导致白天迅速升温、夜晚急剧降温。 知识点2：比热容 （6）用比热容解释生活现象： C.为什么常用热水取暖、冷水冷却？ 因为水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸收（或放出）的热量多，用水取暖（或冷却）效果好。 D. 海陆风的成因? 因为海水的比热容大于陆地，所以海洋的升温速 度比陆地慢，降温也慢。而陆地则相反，升温快，降温也快。 知识点2：比热容 （7）热量的计算： 根据比热容公式C=Q/mΔt可以得出： 物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt； 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。 知识点2：比热容 （7）热量的计算： 已知水的比热容是4.2×103 J/(kg · ℃)，你能根据它的物理意义计算出0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收多少的热量吗？ 解 需吸收的热量：Q吸=Cm(t-t0) 　　=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃) 　　=8.4×104 J 答:0.4 kg的水，温度从20 ℃升高到70 ℃，需要吸收8.4×104 J的热量。 知识点2：比热容 典例分析 例1 对于同一物态的某种物质，根据c = Q /mΔt 得知（ ） A．比热跟热量成正比 B．比热跟质量成反比 C．比热跟温度变化成反比D．吸收或放出热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量    【答案】 D 【解析】同种物质在同一状态下，其比热容为恒定值，与质量、温度、热量无关，公式中吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量，故D正确。 典例分析 例2 彤彤学习了比热容后，设想了一个家庭小实验来探究不同材料金属的比热容关系。周末彤彤用冰柜制作了一大块表面平整的冰，将向物理老师借的甲、乙、丙三块质量相同的不同材料金属加热到相同温度后，放到其冰块上。经过一段时间后，观察到的现象如图所示，则三种金属的比热容（　　） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 【答案】C 【详解】金属块丙下方的冰熔化快，说明金属块丙放出的热量多，甲、乙、丙的初温、末温都是相等的，温度变化量是相同的，根据比热容公式 可知，甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化值是相等的，金属块丙放出的热量多，所以金属块丙的比热容比最大，甲最小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 典例分析 例3 质量相等、初温相同的a、b两种不同液体，分别用两个完全相同的加热器加热。加热过程中，不考虑热量损失，由图像可知（　　） A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小 B．加热相同时间，a物质的末温高，比热容大 C．吸收热量相同，b物质温度升高少，比热容大 D．吸收热量相同，b物质的末温低，比热容小 【答案】C 【详解】由于用相同的加热器加热，则加热相同的时间物质吸收热量是相同的，由图可知，吸热相同时，质量相同的两种物质中， b物质温度变化小，由 可知，b的比热容大。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 典例分析 例4 正常人体中水分约占体重的60％~70％，水有助于调节体温，原因之一是其（　　） A．热值较大 B．比热容较大 C．密度较大 D．导热性较好 【答案】 B 【详解】A．只有燃料才有热值，水不是燃料，没有热值，故A错误； B．水的比热容较大，则相同质量的水和其它物质，升高或降低相同温度时，水吸收或释放的热量多，能有效调节体温变化，故B正确； C．水的密度较大与调节体温无直接关联，故C错误； D．水的导热性较差，属于热的不良导体，故D错误。 故选B。 典例分析 例5 将质量为100g的铅块加热到98℃，然后投入温度为12℃、质量为80g的煤油中，测出混合后煤油的最高温度为18℃，不计热损失。求：［ ］ （1）铅块放出的热量；（2）煤油的比热容。（结果用科学记数法表示，保留到小数点后两位） 【答案】（1）1.04×103J；（2）2.17×103 J/（kg·℃） 【解析】（1）铅块放出的热量 Q放= c铅m铅Δt =0.13×103 J/（kg·℃）×100×10-3kg×（98℃-18℃）= 1.04×103J （2）不计热量损失，煤油吸收的热量 Q吸= Q放 由Q吸= c煤油m煤油Δt可知，煤油的比热容 c煤油= Q吸 mΔt = 1.04×103 J/ 80×10-3kg×（18℃-12℃） =2.17×103 J/（kg·℃） 知识点3 导热性 知识点3：导热性 做一做：将木筷子和金属小勺同时放入刚出锅的热汤面中，过一会儿用手摸一摸筷子末端和勺柄。 现象：感觉勺柄比较烫手，而用手拿筷子却感觉不到烫。 结论：可见，金属比木材更容易导热。 知识点3：导热性 1.导热性： （1）概念：物质传导热量的性能称为导热性。 （2）对导热性的理解： 导热性是物质的一种属性，不同的物质具有 不同的导热性。 金属的导热性一般比非金属的导热性好，纯金属 的导热性通常优于合金材料。 知识点3：导热性 2.导热性与生活： （1）吸热或放热材料‌‌： 在电子设备中，散热片通常使用铜或铝来帮助散发热量，保持设备的稳定运行；例‌如电热器、我国北方地区冬季供暖用的“暖气片”都要使用导热性好金属材料。 电热器 知识点3：导热性 2.导热性与生活： （2）保温材料‌：在需要保温的场合，如冰箱、冷藏车等，使用导热性差的材料可以有效隔绝外部热量，保持内部温度稳定。 （3）建筑材料‌：在建筑中，选择合适的建筑材料可以影响建筑的保温和隔热效果，从而影响能源消耗和舒适度‌ 泡沫塑料 外墙材料 典例分析 例1 冬天室外的铁栏杆比木栏杆摸起来更冰冷的原因是铁的（ ） A．密度更大 B．比热容更小 C．导热性更好 D．温度更低 【答案】C 【详解】铁的导热性远好于木头，手接触铁栏杆时，手上的热量会快速通过铁向外传导散失，手的温度下降更快，因此摸起来会感觉更冰冷，故选C 课堂小结 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1.用如图装置探究不同物质吸热升温的现象。将相等质量的沙子和水分别装入瓷盘中，用温度计测出它们的初始 ，用红外灯均匀照射两个瓷盘。红外热成像仪显示出沙子升温比水快。由此推得，质量相等的沙子和水，升高相同的温度， 吸收的热量多。 课堂练习 2.小明在海边玩耍，感觉沙滩上的沙子很热，海水却比较凉爽。某天，他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量，绘成的温度随时间变化图象如图所示．下列分析正确的是（　　） A．早晨6时，海水的温度比沙子高 B．6时到14时，沙子吸收的热量比海水多 C．14时到22时，海水降低的温度比沙子小 D．利用此图象可以比较海水和沙子的比热容 课堂练习 3.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 课堂练习 4.我国许多城市中建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏季节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。某人工湖湖水的质量为1.0×107kg。若水的温度平均升高0.8℃，则湖水吸收的热量为_____J，若这些热量被等量的砂石吸收（c水>c砂石），则砂石升高的温度________0.8℃（选填“大于”“等于”或“小于”）。 课堂练习 5.小明将一杯热牛奶放入质量500g的冷水中，如图a所示，一段时间后，牛奶和冷水的温度变化如图b所示。不考虑热损失，0~10分钟内，牛奶的内能变 ，由b图 （选填“能”或“不能”）分析得出：水的比热容比牛奶大，理由是： 。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我检测” 自主安排 完成“拓展阅读” 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.62.100 Lavf57.77.100 $