13.1 热量 比热容 第2课时 教学设计 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第1节 热量 比热容 教学设计(第2课时) 课题 热量 比热容 课时 第2课时 授课类型 新授课 授课教师 授课时间 教材 分析 本节课是"热量 比热容"的第2课时,在第1课时通过实验比较不同物质吸热情况、建立比热容概念的基础上,完成"比热容的应用"与"热量的计算"两部分内容。 教材由比热容的数值意义(1 kg某种物质温度升高1 所吸收的热量)自然过渡到热量计算公式,体现由概念到规律的进阶;通过"想想议议""科学 技术 社会 环境"等栏目,把比热容与北方暖气、海陆气候差异、地球的温室效应等生产生活和环境议题相联系,是发展学生能量观念与科学态度与责任的重要载体。 热量计算公式的建立与运用、运用比热容解释简单自然现象是本课时的重点;公式中(t−t₀)与(t₀−t)的正确选用及"比热容与Q、m无关"的辨析是本课时的难点。 学情 分析 1. 知识储备分析:第1课时学生已通过演示实验比较质量相等的水和食用油吸热情况,建立了热量、比热容的概念,知道比热容的单位并能查比热容表;此前已学习速度、密度等用比值定义的物理量,具备一定的公式变形能力。(依据第1课时教学进程及前置知识推断) 2. 思维能力分析:学生能完成简单的代数代入运算,但单位换算(g kg、科学记数)和公式中初、末温度的先后顺序容易混淆;部分学生受数学正比例思维影响,容易形成"比热容与吸收热量成正比、与质量成反比"的错误认识,需要在课堂辨析中重点纠正。(常见易错情形,待你确认) 3. 学习态度分析:热量计算与烧水、暖气、气候等生活经验联系紧密,情境素材丰富,学生兴趣较高,适合用真实问题驱动学习。 核心素养 教学目标 物理观念:知道比热容是物质自身的性质,能说出水的比热容较大在生产生活中的典型应用;能运用Q吸=cm(t−t₀)、Q放=cm(t₀−t)进行简单的热量计算。 科学思维:经历由定义式变形得到计算公式的过程,理解比值定义的量是物质的属性;能对"比热容随吸收热量、质量变化"的说法进行质疑与修正;能运用比热容进行科学推理,比较不同物质的温度变化。 科学探究:能从例题条件与数据中提取信息,按"已知—公式—代入—答"的规范书写解题过程,并通过计算结果与实验结论的相互印证培养证据意识。 科学态度与责任:通过地球温室效应的学习,了解人类活动对气候的影响,增强节能环保意识,认同低碳生活方式。 教学重点 1. 热量计算公式Q吸=cm(t−t₀)、Q放=cm(t₀−t)的建立与运用; 2. 运用比热容解释简单的自然现象和生产生活实例(对应课标"能运用比热容说明简单的自然现象")。 教学难点 1. 公式中(t−t₀)与(t₀−t)的正确选用及单位换算(常见难点,待你确认); 2. 辨析"比热容与吸收热量、质量有关"的错误认识。 教学方法 问题驱动法、讲授法、合作讨论法 学习方法 练习巩固法、合作交流法、归纳总结法 教学准备 教师:多媒体课件(含北方暖气供暖系统示意图、海边与沙漠昼夜温差对比素材、例题与练习投影片);课堂例题与练习题单(每人一份)。 学生:课本、计算器、直尺、第1课时记录的比热容表。 教学过程 二次备课 导入新课(5分钟) 【复习提问】 (1)什么叫比热容?单位是什么?(预设: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;单位是J/(kg )) (2)查比热容表:水和沙子的比热容各是多少?(预设:c水=4.2 10 J/(kg ),c沙子=0.92 10 J/(kg )) (3)1 kg水温度升高1 吸收的热量是多少?2 kg水升高10 呢?(预设:4.2 10 J;4.2 10 J/(kg ) 2 kg 10 =8.4 10⁴ J) 【提出问题】算"水吸收多少热"每次都这样一步步乘,能不能找一个普遍公式,一步算出任何物质吸热或放热的多少?——这节课我们先看比热容有什么用,再解决"热量的计算"。 【设计意图】用具体数字的追问制造"需要公式"的认知需求,自然引出本课主题,同时巩固第1课时的概念。 新课讲授(28分钟) 一、比热容的应用(8分钟) 【教师讲解】比热容是反映物质自身性质的物理量。质量相同的不同物质,当吸收或放出同样的热量时,比热容较大的物质温度变化较小。因此,比热容大的物质对调节温度有较强的作用。水的比热容较大,是沙子的4倍多,这一特性在生产生活中有广泛应用。 (教材截图:小资料) 【实例分析】(师生结合比热容表逐条分析) (教材截图:表13.1-1 一些物质的比热容) (1)北方楼房暖气用水作为介质:相同质量的水和其他物质相比,降低相同温度时放出的热量更多,输送热量的效果好。 (2)海边昼夜温差比沙漠小:质量相等的水和沙子,吸收或放出相同的热量时,水的温度变化比沙子小得多——白天海水升温慢,夜晚降温也慢,所以海边气温变化平缓。 (教材截图:图13.1-4 海边的昼夜温差比沙漠的小) (3)生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害。 【想想议议】我国北方楼房中的暖气用水作为介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中。用水作为输送热量的介质有什么好处?生产生活中,还有没有用水来加热或散热的情况?(预设:水降低相同温度放热多、流动性强便于循环输送;热水袋取暖、汽车发动机用水作冷却剂、水稻育秧夜间灌水保温等,言之有理即可) 【随堂辨析】比热容跟物体吸收或放出热量的多少、质量的大小有没有关系?(预设:没有关系。比热容是物质自身的性质,同种物质吸收的热量增大几倍,Q/[m(t−t₀)]的比值并不改变——这一点学完"热量的计算"会看得更清楚) 二、热量的计算(15分钟) 【教师推导】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。由定义式c=Q吸/[m(t−t₀)]变形,得吸热公式:Q吸=cm(t−t₀);同理,物体降温时放热:Q放=cm(t₀−t)。 【强调】(1)各量单位:Q—J,c—J/(kg ),m—kg,t— ,质量必须先化成千克再代入;(2)吸热时末温高于初温,用(t−t₀);放热时初温高于末温,用(t₀−t);代入前先判断物体是升温还是降温,两个温度的先后顺序不能颠倒。 【例题1】(课本"想想议议")沙子的比热容约为0.92 10 J/(kg )。把质量是2 kg、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2 kg、温度为20 的水加热,水的温度会上升到大约多少摄氏度? 解:已知c沙=0.92 10 J/(kg ),m沙=m水=2 kg,t₀=20 。 沙子吸热:Q吸=c沙m沙(t−t₀)=0.92 10 J/(kg ) 2 kg (30 −20 )=1.84 10⁴ J。 水升温:由Q吸=c水m水(t水−t₀)得 t水=t₀+Q吸/(c水m水)=20 +1.84 10⁴ J/[4.2 10 J/(kg ) 2 kg]≈20 +2.2 =22.2 。 答:沙子吸收的热量约为1.84 10⁴ J;水的温度约上升到22.2 。 【师生分析】同样吸收1.84 10⁴ J的热量,沙子温度升高了10 ,水只升高约2.2 ——从计算结果直观印证"比热容大的物质温度变化较小"。 【例题2】(自编,可按你所用教材替换)质量为500 g的铝块,温度从80 降低到30 ,放出多少热量?[c铝=0.88 10 J/(kg )] 解:m=500 g=0.5 kg,t₀=80 ,t=30 。 Q放=c铝m(t₀−t)=0.88 10 J/(kg ) 0.5 kg (80 −30 )=2.2 10⁴ J。 答:铝块放出的热量为2.2 10⁴ J。 【解题规范】已知(统一单位) 公式 代入(带单位运算) 答;先换算质量单位,再代入公式,最后检查温差是否与吸热、放热相对应。 三、地球的温室效应(5分钟) 【学生阅读】课本"科学 技术 社会 环境"栏目《地球的温室效应》,思考:什么是温室效应?温室效应为什么会加剧?可能带来哪些影响? 【教师归纳】 (1)地表受热后,会通过热辐射向外传递热量;地球表面大气层中的二氧化碳等气体会吸收这种向外的热辐射,因此地表的温度维持在一个相对稳定的水平,这就是温室效应。适度的温室效应是维持地球上生命生存环境的必要保证。 (2)加剧的原因:现代工业大量燃烧煤和石油,产生了过量的二氧化碳;人类大量砍伐森林,削弱了植物因光合作用对二氧化碳的消耗。 (3)影响:地球表面温度过高会导致两极冰川融化、海平面上升,有些沿海城市面临建筑被淹和海水侵蚀等严重问题,大片良田盐碱化;还会影响全球气候,使一些地区暴雨成灾、另一些地区干旱少雨。 (教材截图:图13.1-6 冰川融化) 【渗透教育】应对温室效应,需要节约能源、践行低碳生活;课后请大家查阅我国为应对温室效应采取的措施,作业中完成。 课堂小结(4分钟) 【师生共同总结】 1. 比热容是物质自身的性质,只由物质种类和状态决定,与吸收或放出热量的多少、质量的大小无关。 2. 比热容大的物质对调节温度有较强的作用:水——暖气输热介质、海边昼夜温差小、生物体调节体温。 3. 热量计算:吸热Q吸=cm(t−t₀),放热Q放=cm(t₀−t);注意单位统一与温差顺序。 4. 温室效应的成因与影响——增强节能环保意识,践行低碳生活。 课堂练习 PPT出示练习题,学生独立限时完成(8分钟),教师巡视后口答讲评。题目选自课本"练习与应用": 1.(课本第2题)有同学根据c=Q/[m(t−t₀)]认为:比热容跟物体吸收或放出的热量有关,而且物体的质量越大,它的比热容越小。这种认识正确吗?说说你的看法。 (答案要点:不正确。该公式是比热容的定义式(量度式),不是决定式;对同种物质,吸收的热量Q增大几倍,乘积m(t−t₀)也按同样比例增大,比值c不变。比热容只由物质的种类和状态决定。) 2.(课本第4题)质量相等的铝块和铜块,吸收了相同的热量,哪个的温度上升得较高?说说你的推断过程。 (答案要点:由Q吸=cm t得 t=Q/(cm)。Q、m相同时, t与c成反比;c铝=0.88 10 J/(kg )大于c铜=0.39 10 J/(kg ),所以铜块的温度上升得较高。) 3.(课本第5题)有一根烧红的铁钉,温度是800 ,质量是1.5 g。当温度降低到20 时,它放出了多少热量? (答案要点:m=1.5 g=1.5 10⁻ kg,c铁=0.46 10 J/(kg );Q放=cm(t₀−t)=0.46 10 J/(kg ) 1.5 10⁻ kg (800 −20 )=538.2 J。) 板书设计 第1节 热量 比热容(第2课时) 一、比热容的应用(水的比热容大) 1. 相同质量、升高相同温度 水吸热多 暖气用水作输热介质 2. 吸收/放出相同热量 水温度变化小 海边昼夜温差小、生物体调节体温 3. 比热容是物质自身的性质,只由物质种类和状态决定,与Q、m、 t无关 二、热量的计算 吸热:Q吸=cm(t−t₀)(t>t₀) 放热:Q放=cm(t₀−t)(t₀>t) 单位:Q—J,c—J/(kg ),m—kg,t— 三、温室效应(STSE) 节能减排、低碳生活 作业设计 1. 完成课本"练习与应用"第1、3、6题(第2、4、5题已在课堂完成)。 2. 以"温室效应"为关键词查阅资料,了解我国为应对温室效应所采取的措施,整理成约100字的发言提纲,下节课与同学分享。 3. 观察家中或社区里一处利用"水的比热容大"的实例(如热水袋、暖气、发动机冷却等),用一段话说明其中的物理道理。 教学反思 学科网(北京)股份有限公司 $