第13章 内能与热机 第2节 科学探究 第1课时 初步认识比热容 课件+教案+素材

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第二节 科学探究：物质的比热容第1课时 初步认识比热容【教学目标】一、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属性.2.尝试用比热容解释简单的自然现象.二、过程与方法1.通过探究，比较不同物质的吸热能力.2.通过上网查阅《气候与热污染》的相关资料，了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，并了解一下“热岛效应”.三、情感、态度与价值观利用探究性学习活动，培养学生的实践能力和创新精神，培养解决问题的能力.【教学重点】比热容概念的理解.【教学难点】应用水的比热容大的知识来解释自然现象、解决实际问题.【教具准备】铁架台、酒精灯、石棉网、火柴、干沙子、水、煤油、天平、温度计、手表、大烧杯、大试管、玻璃棒等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一课时所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师利用多媒体课件，播放一段中央电视台一天的天气预报的录像片段，播放前提醒学生特别注意观察我国各省内城市最高气温和最低气温，看看能不能从中发现什么规律.学生思考、讨论，发表各自的看法.师 请同学们思考，“为什么内陆的昼夜温差比沿海地区大呢”？大家通过这节课的学习后，你就会明白.好，下面我们开始探究吧！板书课题：第二节科学探究：物质的比热容【预习指导】阅读课本P39-43文字内容和插图，把基本概念、规律、规定，以及水的比热容大的应用等，用红色笔做上记号，并完成对应练习册中“课前预习”部分，然后，各小组内部交流讨论，提出预习疑问，组长做好记录，准备展示.【交流展示】1.各小组代表举手发言，报告“课前预习”答案，教师评价订正.2.学生质疑，教师指导释疑.【拓展探究】  探究物质吸热或放热规律一、学生小组内部讨论交流，解答下列问题：教师提出问题：咱们同学当中有谁帮助妈妈烧过水？烧水时，水吸收的热量的多少跟哪些因素有关？有怎样的关系？请用你的生活经验来支持你的观点.（这种设置问题的方法，比直接提问水吸收的热量与水的质量和升高的温度是什么关系，更具开放性，能有效培养学生的发散思维.）学生回忆思考，发表各自建议：①水多些时，加热时间要长些；水少些时，加热时间要短些.②加热时间长时，温度升高快些；加热时间短时，温度升高慢些……教师引导学生互相交流、讨论，对回答不完善的地方可补充完善、分析归纳、得出结论.【师生互动归纳总结】（1）水吸收的热量与水的质量有关，水的质量越大吸收热量越多.（2）水吸收的热量与水温升高多少有关，水温升高越多吸收热量越多.师 是不是只要物体的质量相等、升高的温度相同，它们吸收的热量就相等呢？如课本图13-9（b）使相同质量的铜和铁升高相同温度，需要的热量相同吗？这说明了什么？生：质量相同的铜和铁升高相同的温度，需要的热量不相同，说明物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关.教师引导学生制定计划与设计实验：（1）引导学生选择器材：教师为同学们提供了水、煤油或沙子三种物质，同学们可任意选择.（2）引导学生拟定方案：怎样确定水和煤油（或沙子）吸收的热量是否相同？学生经过讨论认为：通过加热时间的长短来确定.教师强调：必须保证热源相同且较稳定.（运用“转换法”把比较吸热多少转换为比较加热时间长短，更易于操作）（3）让学生合作交流、设计方案.教师加入学生的小组讨论之中，了解学生的思路，适时点拨.各小组学生派代表表述自己的设计思路.教师收集、整理，点评引导，确定比较合理的设计方案，让学生实验.方案一：用相同质量的两种物质（如煤油和水），让它们升高相同的温度，比较加热时间.（实验装置如图所示，注意使两个装置的热源相同且较稳定.）方案二：用相同质量的两种物质，给它们加热相同时间，比较温度升高的多少（实验装置上图同样适用）.设计记录数据的表格.在学生的交流过程中，教师适时提出学生设计、交流时容易忽略的问题，如：a.你们怎样获得质量相同的水和煤油（或沙子）？b.你们怎样使煤油（或沙子）内、外温度达到一致？c.你们采用的热源是否稳定，怎样改进更好？（4）学生根据交流情况，适当修正自己的方案.教师提醒实验时要注意的问题：①为节省实验时间，每小组所采用的两种不同物质的质量要适当的少一些，若是选用热水做热源的小组可用暖瓶里初温较高的热水；②如果两种物质的初温不相等，可通过加热的方式调整一下.（5）学生选取自己方案中所需的实验器材，进行实验，收集数据.以小组为单位进行实验，教师巡回指导，针对学生实验中出现的困难及时给予帮助、存在的问题及时进行纠正.（6）分析与论证：各小组根据实验收集的数据分析归纳，进行交流，得出结论.【师生互动归纳总结】（1）相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同.（2）相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同.（3）质量相同的不同种物质，吸收的热量相同，升高的温度不同.【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目. 比热容的概念及比热容知识应用学生小组内部讨论交流，解答下列问题，教师点拨订正.师 比热容的物理意义是什么？怎样描述比热容？生：比热容是表示质量相等的不同物质具有升高相同的温度，吸收热量的多少不同的特性的物理量，物理学规定，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.师 比热容的物理量符号是什么？单位及其符号是什么？比热容的计算公式是什么？生：比热容的物理量符号是“c”，单位是焦每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)，公式为师 阅读课本P42常见物质的比热容表，你有哪些结论？生：（1）每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般不同，比热容是物质的一种特性；（2）冰与煤油的比热容相同；（3）水的比热容最大；（4）除汞外，一般液体的比热容比固体的比热容大.教师引导学生回忆：我们已经知道哪些物理量可以反映物质的自身性质，它们有什么特点？生：密度，密度不随物质的质量、体积的多少而改变，也不随位置变化而改变.师 既然比热容是物质的属性，那么，它同样也具有与密度相似的性质.比热容是物质本身的一种属性，与物质的质量、体积多少无关（特别提醒，它还与温度变化无关）.那么请大家思考：把一盆水倒掉三分之一，比热容有无变化？把这盆水由20℃加热到100℃，比热容有无变化？生：（齐声回答）不变.【师生互动归纳总结】（1）比热容是物质的一种特性，它既不随物质的质量的改变而变化，也不随物质吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化.也就是说，只要是相同的物质，不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何，它的比热容一定是相同的.（2）对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不相同的.如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃).教师引导学生思考由之前探究煤油（或沙子）和水的吸热能力的实验中，可以得出什么结论？生1：由表一数据可知水的吸热能力（或比热容）比煤油（或沙子）强，要让它们升高相同的温度，则需对水加热久一些.生2：由表二数据可知加热相同时间时，水的温度上升慢些，煤油（或沙子）温度上升得快些.师 同学们回答得很好，下面请同学们列举生产、生活中利用水比热容大的特性的实例.生：生活中汽车用水作为冷却剂，用热水取暖.春天，农民伯伯育秧苗，每到傍晚往田间里灌水，防止秧苗在夜间被冻坏；而白天放出秧苗里的水，便于晒田，促进秧苗生长.师 为什么内陆地区的温差比沿海地区的大？生：是因为沿海地区水面大，且水的比热容比泥土沙石的比热容大得多，白天，同样太阳照射时，水吸热升温慢，沙石泥土吸热升温快；夜晚，同样大气温度降低时，水放热降温慢，泥土沙石防热降温快，故内陆地区温差比沿海地区的大.【课堂训练】教师引导学生做对应练习册中的题目.【课堂小结】教师引导学生归纳总结本节课学到了什么.【课后作业】1.请同学们做课本P44作业124.2.请同学们完成对应练习册中的题目.【课后作业答案】1.B  2.D  4.B1.本节课的教学设计方法让学生体会到“从生活走向物理，从物理走向社会”.在设计此课时，从市民极为关心的天气预报入手，引入新课；紧接着让学生联系他们极为熟悉的烧水现象，探究出影响物体吸收热量多少的两个因素；最后又利用所学知识解释生活中、自然界的一些现象，这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识，极大激发了学生学习物理的兴趣.2.纵观本节课的设计，不难发现每个环节都是从提出问题入手展开教学的，这一个个精心设计的问题，组成一个步步攀升的台阶，引领学生走向科学知识的殿堂.3.在不违背新课程标准的前提下，在本节课教学过程中，对教材进行了一系列的创新，如问题的提出方式，探究方案的设计等等.这些设计更有利于培养学生的兴趣，提高学生分析问题和解决问题的能力.4.为帮助学生理解比热容的概念，努力使本节的教学活动源于生活，服务于生活，帮助学生构建“物理在身边”的理念，从而顺利突破教学难点.在推导热量计算公式时，引导学生由浅入深，由具体数据到归纳计算公式，这样学生容易理解和记住.