第二节科学探究：物质的比热容

13.2 科学探究：物质的比热容一、提出问题：物质吸收热量的多少，与哪些因素有关？二、猜想与假设：猜想1：物质吸收热量的多少可能与有关；猜想2：物质吸收热量的多少可能与有关；猜想3：物质吸收热量的多少可能与有关；三、制定计划与设计实验：1、研究物质吸热的多少与物质种类的关系：实验方案：取等质量的水和煤油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。

2、研究物质吸热的多少与质量的关系：实验方案：取质量不同的水，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。

2、研究物质吸热的多少与升高的温度的关系：实验方案：取等质量的水，使其升高不同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少)。

四、进行实验与收集证据:记录数据表格结论一：相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量__________ 。

结论二：不同质量的同种物质，升高相同的温度，质量越大，吸收的热量________ 。

结论三：相同质量的同种物质，升高不同的温度，升高的温度越高，吸收的热量__________ 。

六、评估：1、控制变量法研究物质吸热的多少与物质种类的关系，需要控制__________相同。

研究物质吸热的多少与质量的关系，需要控制__________相同。

研究物质吸热的多少与升高的温度的关系，需要控制_________相同。

2、转换法用相同的电加热杯或酒精灯加热，通过比较加热的时间来判断吸收热量的多少。

把对热量的比较转换成对加热时间的比较。

3、比热表规律：（1）、规律：水的比热容最大，金属的比热容较小（液体的比热容一般大于固体的比热容）；（2）、记住：C铝> C铁> C铜> C铅；（3）、比热容是物质的一种特性，不同物质比热容一般不同；（4）、同一物质的比热容不随质量、形状、温度的变化而变化；（5）、同一物质，状态不同，比热容不同。

第十二章第二节科学探究：物质的比热容山东省苍山县实验中学李二峰一、教学思路本节要求通过科学探究认识物体温度变化使吸收或放出热量的能力，及研究物质的比热容，所以“比热容”就成了本章重点内容。

因为物体吸热、放热现象与生活紧密相关，所以问题的提出应是比较自然的，对于提出的问题做解释时，还应从发掘生活中的现象开始，要启发和鼓励学生举出一些物体吸热、放热时温度变化的例子，猜测造成他们温度变化不一致的原因。

由于比热容的概念比较抽象，并且它又与质量、温度的变化量、吸收或放出的热量三个物理量有关，学生理解起来有困难，所以又是整个教材的难点。

所以教学的中心任务是：让学生通过实验探究了解“不同物质在质量相等，升高温度相同的情况下吸收的热量一般不同”，为比热容概念的得出打好基础。

将“探究物质的吸、放热能力”作为一个完整的探究过程要求学生经历进而建构完整清晰的比热容知识。

本节在设计时根据新课标理念“从生活走向物理，从物理走向社会”，运用生活实例创设情境，激趣引新；在教学中提倡学生联系实验提出问题，提出自己的猜想，不应包办代替。

提倡通过探究实验得出结论（尽管实验误差较大），提倡用手边器材自制教具完成实验，提倡尊重实验事实，提倡用比热容概念解释自然现象，比如：“三峡水库建成对小气候的影响”和“海陆风的成因”。

另外通过设计实验，科学探究培养学生科学素养；通过联系社会生活，拓展升华，来提升学生能力。

二、教学目标1、知识与技能（1）理解比热容的概念，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；（3）能根据比热容进行简单的热量计算；2、过程与方法（1）通过探究，比较不同物质的吸热能力，使学生从实验中领悟比热容是如何影响物体温度的变化的，学会运用所学的知识分析解决实际问题。

（2）通过设计、进行实验，让学生体会控制变量法在科学探究中的应用。

（3）通过阅读“气候与热污染”，了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题，认识什么是“热岛效应”，并进一步认识到科学技术是一把双刃剑。

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(t t )12Q c m =- 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.B2.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.。

《第二节科学探究：物质的比热容》基础练习一、单选题1.一瓶酒精用去一半后，则剩下的酒精A. 密度变为原来的一半B. 热值变为原来的一半C. 比热容变为原来的一半D. 质量变为原来的一半2.下列是一些物质的比热容根据表中的数据，下列判断正确的是。

A. 1kg铝的比热容是2kg铝的比热容的B. 工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性C. 物质的比热容与物质的状态无关D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度变化较大3.如表列出了几种物质的比热容，下列说法不正确的是A. 不同的物质，比热容一般不同B. 物质的比热容与自身的状态无关C. 质量相等的铝和铜，降低相同的温度，铝放出的热量多D. 炎炎夏日，沙滩烫脚而海水清凉，主要原因是水的比热容比砂石大4.烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽；傍晚，沙子很凉了，但海水却仍然暖暖的同样的日照条件下，沙子和海水的温度不一样的原因是A. 沙子的密度比海水的密度大B. 沙子的比热容比海水的比热容大C. 沙子的比热容比海水的比热容小D. 沙子的质量比海水小5.质量相等、初温度相同的水和酒精，分别用两个相同的加热器加热，不计热量损失，加热过程中温度随时间的变化图象如图，a、b两种液体的鉴别结论正确的是A. a的比热容大，是水B. b的比热容大，是酒精C. b的比热容大，是水D. a的比热容大，是酒精6.甲、乙两个物体的比热容之比为2：若使它们升高相同的温度，吸收的热量之比为3：1，则甲、乙两个物体的质量之比为A. 1：2B. 2：1C. 3：2D. 4：17.质量和初温度都相同的水和铜块，分别吸收相同的热量后将铜块投入水中水铜，不计热损失则A. 水的温度升高，铜块的温度降低，且水升高的温度和铜块降低的温度相同B. 水的温度降低，铜块的温度升高，且水降低的温度和铜块升高的温度相同C. 水的温度升高，铜块的温度降低，且水增加的内能和铜块减少的内能相同D. 水的温度降低，铜块的温度升高，且水减少的内能和铜块增加的内能相同二、填空题8.在有些古代宫殿中，有许多空心铜柱子支持着宫殿的屋顶，在夏天走进宫殿会感到冷气侵人。