初中物理沪科版九年级全册第二节 科学探究：物质的比热容教案设计

第二节　科学探究:物质的比热容

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。

2.尝试用比热容解释简单的自然现象。

【过程与方法】

1.通过猜想物体吸收的热量与哪些因素有关，运用控制变量法设计实验方案，然后进行实验，并对实验数据进行分析、比较、归纳，经历比热容概念的建立过程。

2.通过运用水的比热容较大这一特性理解一些简单现象，认识物理与生活的紧密联系。

【情感·态度·价值观】

通过探究活动，激发学生的探究热情。培养学生自己动脑筋、想办法解决问题的能力，培养学生严谨的科学态度。

◇教学重难点◇

【教学重点】

比热容的概念和热量的相关计算。

【教学难点】

理解比热容的概念并能利用它解释有关现象。

◇教学过程◇

一、新课导入

在我们生活的每一个地方，不论哪个季节，昼夜之间都有温差，有的地方温差还相当大，你知道为什么会这样吗?

二、教学步骤

探究点1　实验——探究物质吸热或放热规律

[阅读课本]P39“探究物质吸热或放热规律”。

[思考]物体吸收或放出热量的多少跟哪些因素有关呢?

[提示]物体吸收或放出的热量可能跟物体的质量、物体温度变化的度数、物质的种类等有关。

[思考]怎样探究物体吸收的热量跟物质种类的关系呢?

[提示]探究不同质量的同种物质，温度变化时吸收热量的能力。

1.实验设计的思路:选取两种物质，让它们的质量、升高的温度相同，比较它们加热的时间。加热时间短的物质吸收热量少，加热时间长的物质吸收热量多。或者选取两种物质，让它们的质量、吸收的热量相同，比较两种物质温度升高的度数。温度升高度数小的吸收热量的能力强，温度升高度数大的吸收热量的能力弱。

2.实验器材:酒精灯、两只相同的烧杯(或一只烧杯、两支相同的试管)、火柴(或打火机)、两只搅拌器、质量相同的水和煤油、两支温度计、铁架台、钟表、天平。

[思考]实验时怎样做才能让水和煤油吸收的热量相同?

[提示]为了使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相等，可以用两个完全相同的热源同时对它们加热，也可以把两种物质分别放入试管中，把两支试管同时放入同一个烧杯的水中，通过水给它们加热。

3.实验步骤:

(1)取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中，根据酒精灯火焰固定烧杯的高度，按照如图组装实验器材。

　　(2)观察并记录水和煤油的初温度t1，预先设定好液体加热的末温度t2。

(3)用酒精灯给烧杯加热，记下加热的开始时刻。加热过程中，上下反复缓慢地提拉搅拌器。

(4)当一种液体温度达到t2时，记录该液体加热的最终时刻，计算该液体加热的时间t。对另一液体作同样的观察和记录。

(5)将用过的水和煤油倒在事先准备好的器皿内。整理好实验器材。

[小组讨论]对质量和初温都相同的水和煤油加热，吸收相同的热量后，哪种物质的温度升高得多?要让水和煤油升高相同的温度，对哪种物质加热的时间长?这说明了什么?

[分析]对水和煤油加热，吸收相同的热量后，煤油的温度升高得多。要让水和煤油升高相同的温度，对水加热的时间长，这说明水吸收的热量多。由此可知，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。

探究点2　物质的比热容

[阅读课本]P42“物质的比热容”。

[思考]比热容描述的是物质的什么规律?比热容的定义、公式、单位是什么?

[提示](1)比热容描述的物质规律是相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。

(2)比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比。

(3)比热容用字母c表示，它的公式:c=，单位:J/(kg·℃)。

[小组讨论]比热容的大小能不能等于单位质量的物质温度升高1 ℃吸收的热量?同种物质温度降低1 ℃放出的热量与温度升高1 ℃所吸收的热量相同吗?

[分析]能;相同。

[思考]水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，它表示什么意思?

[提示]1 kg水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。

[小组讨论]读“常见物质的比热容”表，你有哪些发现?

[分析](1)不同物质的比热容一般不同，水的比热容最大。

(2)液态物质的比热容一般比固态物质的比热容大。

(3)有个别不同种物质，它们的比热容相同(如冰、煤油);有个别同种物质，在不同状态下(如冰、水)，比热容不同。

[思考]质量相同的情况下，吸收相同的热量，什么样的物质温度变化大?升高相同的温度，什么样的物质吸收热量多?

[提示]质量相同的情况下，吸收相同的热量，比热容小的物质温度变化大(如煤油);升高相同的温度，比热容大的物质吸收热量多(如水)。

[小组讨论]水的比热容最大，在生活、实践中有哪些应用?

[分析]水的比热容最大，在同样条件下，水吸收或放出的热量多，因此常用冷水冷却汽车发动机，常用热水来取暖。

[思考]铝的比热容是0.88×103 J/(kg·℃)，要把2 kg的铝块从30 ℃加热到100 ℃，至少需供给多少热量?

[提示]1 kg铝温度升高1 ℃吸收的热量为0.88×103 J;

2 kg铝温度升高1 ℃吸收的热量为0.88×103 J×2=1.76×103 J;

2 kg铝温度升高100 ℃-30 ℃=70 ℃，吸收的热量为1.76×103 J×70=1.232×105 J。

[归纳提升]吸热公式为Q吸=cm(t2-t1)。其中，Q吸表示物体吸收的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t1表示物体的初温，t2表示物体的末温。同理可得放热公式Q放=cm(t1-t2)。

三、板书设计

第二节　科学探究:物质的比热容

1.探究物质吸热或放热规律

(1)思路解读

(2)实验结论:相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同;相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同

2.比热容

(1)定义

(2)公式:c=

(3)单位:J/(kg·℃)

(4)应用

3.吸热公式和放热公式

吸热公式:Q吸=cm(t2-t1)

放热公式:Q放=cm(t1-t2)

◇教学反思◇

　　比热容的公式理解起来比较困难，教学中，先避开其公式不讲，依据认知规律学习了热量公式之后，再回头看比热容的公式，这样首尾呼应，环环相扣，使比热容知识成为一个整体。把比热容的大小进行转化、推导总结吸热、放热公式，培养了学生的逻辑推理能力。用比热容知识解释内陆地区昼夜温差大、沿海地区昼夜温差小，用冷水冷却汽车发动机，用热水取暖，拉近了物理知识与生活之间的距离。