(人教版)九年级物理 +比热容(教学设计)

2024年2月2310:33:01发布者:开心的马骝 29 views 举报
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人教版九年级 第十三章 内能

第 3 节

比热容 (教学设计)

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

【提出问题】你去过大海边吗?烈日下的中午,当你在水中游泳上岸时,脚

踩在沙子上与在水中的感觉有什么不同?而到了傍晚,脚踩在沙子上与在水中

的感觉又有什么不同?

【回答】白天海水凉,沙滩烫脚。傍晚沙滩凉,海水却还暖暖的。

【追问】同样的太阳照射下,为什么沙子和水的温度不同?这与物质的吸

(放)热能力有关。学习新课——《 13.3 比热容》。

思考并回答问

题,进入情景.

年级

九年级

授课时间

课题

第 3 节

比热容

教学

目标

1. 理解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性。

2. 通过比热容的实验,体会控制变量的方法在实验中的作用。

3. 尝试用比热容解释简单的自然现象,感受物理知识与生活的密切联系。

4. 会进行简单的吸、放热计算。

教材

分析

本节内容要求通过实验探究认识物体温度变化时吸收或放出热量的能力,即研

究物质的比热容。因为物体吸热、放热现象与生活紧密相关,所以教科书开头就提

出生活中常见的问题,显得比较自然,引导学生思考,也体现了物理教学中从生活

走向物理的理念。比热容是用来表示物质特性的物理量。从分析物理事实到抽象出

这个概念,再提升到理解这个概念的内涵,对学生思维能力的要求是很高的。做好

实验和做好对实验数据的分析很重要。比热容的单位是由三个物理量的单位复合而

成,在应用时也给学生带来一定的困难,所以这一概念的教学难度是比较大的。本

节内容由“比热容”和“热量的计算”两部分构成。比热容的概念和应用、热量计

算都是这节课的重点,比热容概念的建立是这节课的难点。

教学

器材

烧杯 2 个、2 支温度计、食用油、水、电加热器、天平、滴管等。

多媒体 ppt ,包含视频:《比较不同物质的吸热能力》、《用传感器比较不同物质的

比热容》等。

学习新课

一、比热容

1. 探究不同物质的吸热能力

【提出问题】以烧水为例,物质吸收的热量可能哪些因素有关 ? 有哪些事例

支持你的猜想 ?

【猜想与假设】

1 )物质吸收热量的多少可能与水的质量有关。支持事例:把水烧开时,

水的质量越大,加热的时间越长。

2 )物质吸收热量的多少可能与升高的温度有关。支持事例:烧水时,把

水烧的温度越高,加热的时间越长。

3 )物质吸收热量的多少可能与物质的种类有关。支持事例:加热质量相

等的水与油,升高相同的温度,加热的时间不等。

【提问】对于不同的物质,例如水、沙子、煤油,如果它们的质量相同,温

度升高的度数也一样,它们吸收的热量是否相同? 怎样比较不同物质的吸热能

力呢? 请同学们使用桌上的实验器材,边讨论边合作设计实验方案.

【设计实验】

(1)实验方法:该实验用控制变量法、转换法进行探究

①控制变量法:探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种

类有关时,应该控制两个量不变,每次实验只能改变一个量。

②转换法:因为热量无法直接测量,所以我们可以用加热时间来比较物质

吸收的热量。

(2)实验器材

质量相等的水与食用油、温度计2支、电加热器2个、秒表.

【进行实验与收集数据】

1 )取质量相等的水与食用油各 200g.

2 )按照如图所示安装器材。观察温度计的示数,记下加热前水和食用油

的温度 .

3 )接通电源,同时对烧杯中的水和食用油加热 3 5min (根据实际情况

而定) .

4 )停止加热,同时读出两只温度计的示数,记下水和食用油的温度 .

5 )算出加热过程中水和食用油的温度各升高多少 .

以烧水为例,讨

论影响水吸收

热量的可能哪

些因素,并列举

出事例.

设计实验,知道

实验所用的方

法.

分组进行实验

收集数据.

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6 )处理实验数据 .

液体

质量

m /g

初温

t 0 /

末温

t 1 /

t 1 - t 0

/

吸收的热量

(加热时间)

200

20

42

22

相等

食用油

200

20

55

35

相等

【分析与论证】

1 )质量相等的水和食用油吸收相同的热量,升高的温度不相同,食用油

升高的温度比水的多。

推理:质量相等的水与食用油升高相同的温度,吸收的热量不相同,水吸

收的热量比食用油的多 . 表明水和食用油吸热本领不一样 .

2 )换用其他物质进行实验,发现在质量相同,升高的温度相同时,不同

物质吸收的热量也不同。

3 )实验结论:

质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不相等。

【引导学生完成以下讨论】

1 )测量物质的选取:应选取质量、初温相同的不同物质;

2 )选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的:是为了让两种物质吸

收的热量相同;

3 )用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处:

首先,与酒精灯相比,更容易控制相同时间内提供的热量相同;其次,内

部加热,热量损失少 .

4 )判断物质吸热能力强弱的两种方法

①加热相同的时间,通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱,

对实验数据进

行分析论证,归

纳出结论:

质量相等的不

同物质,升高相

同的温度,吸收

的热量不相等.

与老师一起进

行交流与讨论,

对整个实验过

程的各个环节

进一步理解,为

下面比热容的

学习做好铺垫。

温度变化快的吸热能力弱;

②升高相同的温度,通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱,加热

时间长的物体吸热能力强。

该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱,也可以用方法②比较物

质吸热能力的强弱 .

⑤该实验用装置常见的有两种,如图所示,两种装置对比,哪种更好一些,

为什么?

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甲装置更好一些,甲装置中散热较少;乙装置中两酒精灯在相同的时间放

出的热量被水吸收的量很难控制相同,误差大一些,因此有条件时,尽量选择

甲装置。

【播放视频】——《比较不同物质的吸热能力》

【过渡】 通过前面的实验我们知道:不同物质吸热的能力不同。那么应该

怎样比较不同物质的吸热能力?

【提问】我们来看看通过精确实验获得的两组实验数据:

1kg 的水,温度升高 1 ,需要吸收 4.2×10 3 J 的热量。

3kg 的煤油,温度升高 2 ,需要吸收 12.6×10 3 J 的热量。

水与煤油,哪一种物质吸热的能力更强?你能否比较?

【师生分析】我们只需计算出 1kg 煤油温度升高 1 时吸收的热量,再与 1kg

的水温度升高 1 时吸收 4.2×10 3 J 的热量进行比较即可。计算方法:

12.6×10 3 J

3kg×2

= 2.1×10 3 J /(kg· ) 即:

热量

质量 × 升高的温度

结论:比较物质吸热的能力,可以通过计算

热量

质量 × 升高的温度

,该 比值越

大,物质的吸热能力越强。

2. 比热容

1 )物理意义:用来比较物质吸热能力的物理量。

观看视频,加深

对探究过程的

理解.

通过数学知识

推导建立比热

容的概念.

理解掌握比热

容的物理意义、

定义、数学表达

式,知道比热容

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

m ×Δ t

Q 表示物质吸收的热量,单位是焦耳( J

m 表示物体的质量,单位是千克( kg

Δ t 表示升高(或降低)的温度,单位是摄氏度(

吸热时 Δ t = t 末温 - t 0

放热时 Δ t = t 0 – t 末温

c 表示物质的比热容,单位是焦 / (千克·℃),符号: J/(kg· )

4 )实验证明:

单位质量的某种物质,温度降低 1 时放出的热量,也等于这种物质的比热

容。

5 )水的比热容是 4.2×10 3 J/ kg· )。表示的物理意义: 1kg 水温度升高或

降低 1 时吸收或放出的热量是 4.2×10 3 J.

6 )比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容。

①同种物质的比热容是不变的,与质量、变化的温度、吸收的热量无关,

它仅与物质的种类和状态有关。

②比热容反映了物质的吸热能力,比热容越大,越不容易升温,也不容易

降温。

常见物质的比热容 [J/ kg· ]

【提问】从上表中你可发现什么规律 ?

①不同种物质,比热容值一般不同。

②同种物质在不同状态时,比热容值不同。

③水的比热容最大,约是砂石的 4.5 倍。

3. 运用比热容知识解释有关现象

4.2×10 3

色拉油

1.97×10 3

铁、钢 0.46×10 3

酒精

2.4×10 3

砂石

0.92×10 3

0.39×10 3

煤油

2.1×10 3

0.88×10 3

水银

0.14×10 3

2.1×10 3

干泥土 0.84×10 3

0.13×10 3

是物质的特性.

查看比热容表

格,找出其规律.

通过讨论,会运

用比热容知识

解释4 个有关现

象,小组代表回

答。

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