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《探究——物质的比热容》教材分析：教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上,进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关,从而提出了比热容的概念,它是本章的重点知识。
本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题,经过探究活动得出结论,并应用探究所得解决实际问题,新教材更为关注的是学生的生活体验和实验探究。
本课时教学内容主要是比热容的概念的建立,这是下节课进行热量计算的基础。
从学生角度看,学生已基本掌握探究的模式程序,基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用,本节的探究活动教材采用的是一种开放式的探究模式,充分发挥学生的主动性和创造性,让学生在探究活动中切实体验物质的热属性,以加深学生对比热容概念的理解。
教学目标：【知识与能力目标】1.尝试用比热容解释简单的自然现象。
2.能根据比热容进行简单的热量计算。
3.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
【过程与方法目标】1.通过探究,比较不同物质的吸热能力。
2.通过阅读“气候与污染”,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”。
【情感态度价值观目标】利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。
教学重难点：【教学重点】理解比热容概念并能利用它解释有关现象。
【教学难点】比热容的概念和热量的计算。
课前准备：1.教师研读课标、教材，撰写教学设计，制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容，收集有关资料。
3.实验器材：温度计、烧杯、热得快、铁架台、水、沙子、煤油、搅拌棒等。
教学过程：一【抛锚】设置情境，引出问题(大屏幕投影大海美丽的图片)提问:美不美? 想不想去?想象是无限的,“心有多大,舞台就有多大”,假如我们现在身临其境,在海边玩耍,赤着脚走在沙滩上会有什么感觉?(学生回答)走在海水中又是什么感觉?(学生回答)。
我也会有这样的感觉,那么为什么会觉得沙滩上烫脚而海水中却不怎么烫呢?(学生对这一问题进行简短的讨论)学习本节知识后你自然会明白。
《探究—物质的比热容》比热容概念是通过科学探究方式建立的，要在科学探究过程中经历制定探究计划和设计实验的过程，要重视通过交流与讨论培养学生的合作的意识，初步具有整体观点。
建立了比热容的概念后，更要重视其与自然、生活和社会的联系。
本节的习题大多是以比较比热容的大小、热量的计算为主。
1、知识与技能（1）了解比热容是物质的一种物理属性。
（2）知道比热容的国际单位和常用单位。
（3）学会查比热表及常见物质中水的比热容最大。
（4）知道同种物质的比热容是相同的，不同物质的比热容一般是不同的。
2、过程与方法（1）尝试用比热容的知识解释简单的自然现象。
（2）通过探究，比较不同物质的吸热本领。
3、情感、态度与价值观利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋、想办法解决问题的能力，培养学生科学的求知欲。
重点：1. 经历“探究物质吸热升温的属性”的过程。
2．了解比热容是反映物质吸、放热本领的物理量。
难点：尝试用比热容解释日常生活中的一些现象。
实验器材：烧杯，电加热器，空气温度计，水，煤油、视频资料、PPT等。
一、问题导入思考下列问题：（1）一般来说，物体吸热温度怎样变化？物体放热呢？（2）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？（3）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？（4）某种物质升温时吸收热量的多少可能跟哪些因素有关呢？根据生活中烧水的经验，我们已经知道:物体吸收热量的多少跟物体的质量有关，还跟物体升高的温度有关。
那么不同的物质，在吸收相同的热量后，它们升高的温度会怎么变化呢？那么就以煤油和水两种物质设计实验。
二、设计实验：水和煤油谁的吸热能力强（1）方法：控制变量法转换法（2）实验仪器：天平、温度计、水、煤油等（3）要控制什么变量，为什么？（4）怎么比物质吸收热量的多少？控制质量相同加热方法相同加热时间相同吸收热量相同研究方法（控制变量法）你打算用哪种方法验证猜想？方法一：在加热时间（吸收热量）相同的情况下，观察物体升高的温度是否相同。
探究---物质的比热容教学目标a. 知道什么是物质的比热容b. 知道比热的单位是焦／(千克·℃)及其读法c. 会查物质的比热表d. 能用学的比热知识解释一些常见日常现象，培养学生解决实际问题的能力教学建议教材分析分析一：比热是初中物理中一个非常重要的物理量，也是一个比较难理解的物理量．教材首先从日常生活常识出发，说明物质在温度变化时，吸收（或释放）的热量与物体质量和温度变化量有关，从而为比热概念的引出作好铺垫．然后安排演示实验，引导学生观察、对比、分析，最终抽象出比热的概念，并进一步由比热的定义说明其单位．最后列出一些常见物质的比热表，并联系实际讨论一些日常现象．分析二：比热是一个比较抽象的概念，通过对它的学习，可以有意识地培养学生抽象思维能力．教法建议建议一：比热的概念比较抽象，因此通过实验总结出来是一个好办法，做好演示实验，引导学生有意识地观察和思考至关重要．实验前明确实验要研究的是不同的物质在质量相等、温度升高相同时吸收的热量是否相同．在实验前要格外强调杯子内的水和煤油质量相同，两个热水器也是完全相同的，这些实验条件对学生正确得出比热概念是非常重要的．当学生观察到煤油的温度上升得快时，要引导学生认识到相等质量的不同物质在吸收相同热量时，升高的温度不同，并进一步引申到其它物质．最后引导学生怎样描述物质的这一特性，从而得出比热的概念．建议二：在介绍比热表时，要教会学生怎样运用比热表，通过比较，指出水的比热较大，为讲解水在日常生活中应用做好铺垫．另外，根据水和冰的比热不同，说明不仅不同的物质比热不同，即使是同一种物质在不同状态下的比热值也不同．建议三：为巩固学生对比热概念的理解，可以多联系实际，列举一些日常生活中的现象，并运用比热进行解释．“比热容”教学设计示例“比热容”探究活动想一想日常生活中有哪些现象是利用水的比热较大的原理？热机教学目标：知识与技能①理解内能可以转化为机械能。
②知道热机中能量的转化。
初中物理学习材料 鼎尚图文制作整理
1．探究不同物质的吸热能力 (1)提出问题 质量相同的水和煤油，温度升高的度数相同时，它们吸收的热量是否相同？ (2)猜想与假设 物体吸收的热量除跟物体的质量和升高的温度有关外，可能还跟构成物体的物质本身有关。 (3)进行实验 用水和煤油作为研究对象，用两个相同的电加热器分别给盛在两个相同容器里的质量相等的水和煤油加热，如图所示。电加热器每秒放出的热量是一定的，通电时间越长，放出的热量越多。用温度计测量两种液体的温度变化，观察哪个温度升高得快些，要使水和煤油升高相同的温度，哪个需要的时间长些？
实验记录如下表所示。 小组 液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 升高的温度 t2－t1/℃ 通电时间t/min 1组 水 100 15 45 30 10 2组 煤油 100 15 45 30 5 3组 煤油 100 15 75 60 10 (4)分析与论证 由1组和3组的实验数据可以看出，在相同的时间内，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，煤油升高的温度比水高；由1组和2组的实验数据可知，要使水和煤油升高的温度相同，就要对水加热更长的时间。 可见，质量相等的水和煤油升高的温度相同时，水吸收的热量比煤油的多。 换其他物质做这样的实验，也可得到类似的结果。 (5)得出结论 质量相等的不同物质、升高相同的温度时，吸收的热量是不同的。由此得到物质的一种特性，该特性被称为比热容。 释疑点 控制变量法的应用 本实验需运用控制变量法，实验中要控制水和煤油的质量相等、升高的温度相同(或吸收相同的热量)。 【例1】 某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如下数据。
物质 次数n/次 质量m/kg 升高的温度Δt/℃ 加热的时
间t/min
水 1 0.1 10 2 2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1 4 0.2 10 2 (1)分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的__________有关。 (2)分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：________________________________________________________________________________________。 解析：1、2或3、4均是同种物质，升高的温度相同，质量不同，质量大的加热时间长，即说明同种物体升高相同温度时，吸收热量的多少与物体的质量有关；1、3或2、4质量相同、升高的温度相同，而物质的种类不同，加热时间不同，说明相同质量的不同物体升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的种类有关。 答案：(1)质量 (2)质量相同的不同物质(或水和煤油)升高相同的温度，吸收的热量不相同(或加热的时间不相同)。 2．比热容 (1)定义 单位质量的某种物质温度升高(或降低)1 ℃(K)所吸收(或放出)的热量，叫做这种物质的比热容。符号：c。 (2)单位 在国际单位制中，比热容的单位是J/(kg·K)，读作：焦每千克开。比热容的单位也常写作J/(kg· ℃)，读作：焦每千克摄氏度。 (3)比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸热(或放热)的本领，比热容的大小只决定于物质本身，与物体的质量大小、吸收或放出热量的多少以及温度的变化均没有关系。
水和冰是同一种物质，但它们的比热容却不一样，为什么？ 对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种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4.2×103 J/kg·℃，而冰的比热容是 2.1×103 J/kg·℃。
【例2－1】 关于比热容，下列说法中正确的是( ) A．物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关 B．物体的比热容与物体的温度有关 C．物体的比热容与物体的质量有关 D．物体的比热容是物体的一种属性，与温度、质量都没有关系 解析：比热容是物质的一种属性，其大小只决定于物质本身，与物质的状态有关，与物体的质量大小、吸收或放出热量的多少以及温度的变化均没有关系。故正确选项为D。 答案：D 【例2－2】 下列关于比热容的说法正确的是( ) A．一杯水和一个铁块在温度和质量相同时，吸热能力是相同的 B．冰和水的比热容是相同的 C．把一块铁块切割成两块，质量小的铁块比热容小 D．质量相等的不同物质，升高相同的温度吸收的热量不相等，它们的比热容就不相等 解析：正确理解比热容的概念是关键，比热容是物质的一种属性，与物质的质量、体积、温度、吸收(或放出)的热量无关，只与物质的种类和状态有关。比热容表示不同物质的吸热能力，水和铁的比热容不同，故吸热能力不同，即A项错；质量不同的铁块，由于属于同种物质，所以比热容相同，而冰和水虽然属于同种物质，但由于状态不同，比热容不相同，故C项、B项错误；根据比热容的定义，可判断D项正确。 答案：D 3．正确理解比热容 (1)不同物质的比热容一般不同，同种物质在同一状态下的比热容不变。 (2)物体的比热容是反映温度变化与内能改变量的热学特征，与物质的种类有关，与质量、形状、温度、吸收或放出热量的多少无关，同种物质，若状态改变，则比热容有所不同。 水和冰的比热容不同，说明物质的比热容虽然和质量、温度及吸、放热的多少无关，但与物质的状态有关。 【例3】 两个相同的容器分别装了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热，液体温度与加热时间的关系如图所示，则( )
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同 C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高得多 解析：用同一热源分别加热，加热相同的时间，则两种液体吸收的热量相等，故C项错误；由题中图像可以看出，加热相同的时间(图像横坐标相同)，液体温度的升高(纵坐标)甲比乙多，故D项正确；如果升高相同温度(图像纵坐标相同)，液体吸收的热量即加热时间
(横坐标)乙比甲多，故B项错误；根据比热容公式c＝QmΔt知，在质量m和温度变化Δt相同的情况下，吸收热量多的比热容c就大，所以乙液体的比热容大，故A项错误。 答案：D 点评：本题是一道物理图像分析题，主要考查物体吸收热量多少与物质的比热容、质量和温度变化之间的关系，解答时要注意控制变量法的应用。
4．水的比热容大的应用 (1)每种物质都有自己的比热容。在常见物质比热容表中可以看出，水的比热容较大，是4.2×103 J/(kg· ℃)，它表示质量为1 kg的水温度升高1 ℃时吸收的热量为4.2×103 J。 (2)砂石、干泥土等物质比热容较小。吸收(或放出)相同的热量，水升高(或降低)的温度只相当于与其质量相等的干泥土升高(或下降)温度的1/5，因此沿海地区昼夜温差小，内陆和沙漠地区昼夜温差较大。 (3)水的比热容大这一特点，在实际生活中也有很多应用。除了可以调节气候外，还可以用来“取暖”。因为水的比热容大，当热水慢慢流过暖气片时温度降低，可以放出较多的热量。汽车发动机经常用水循环流动来冷却，当水流过机器内部时温度升高，可以吸收较多的热量，当流动到散热器时能放出较多的热量。 【例4】 小明根据下表提供的几种物质的比热容得出以下四个结论，其中正确的是( ) 几种物质的比热容J/(kg·℃) 水4.2×103 煤油2.1×103 铜0.39×103 砂石0.92×103 酒精2.4×103 冰2.1×103 水银0.14×103 铝0.88×103 A．液体的比热容一定比固体的大 B．同一物质发生物态变化后，比热容不变 C．汽车发动机用水来冷却是因为水的比热容较大 D．质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铜块吸收的热量多 解析：液体的比热容一般比固体的大，但也有个别情况，如水银的比热容比铜、砂石都小；同一物质发生物态变化后，比热容将变化，如水结成冰，比热容减小；根据Q吸＝cmΔt可知，质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铝块吸收的热量多。 答案：C
5．热量的计算 (1)计算物体吸收热量的公式：Q吸＝cm(t－t0) (2)计算物体放出热量的公式：Q放＝cm(t0－t) (3)可将物体吸热或放热公式统一为Q＝cmΔt (4)如果两个物体发生热传递，不计热量损失，那么就有Q吸＝Q放。 析规律 与热量有关的几点注意 (1)由该公式可知，物体温度改变时吸收或放出的热量只由物质的比热容、物体的质量和物体温度的改变量这三个因素决定，与物体的初温、末温的高低无关。 (2)同一公式中的各物理量的单位必须要统一。 (3)公式只适用于无状态变化时升温(或降温)过程中的吸收(或放出)的热量。 (4)应用吸放热公式时，对有关温度的文字叙述应特别谨慎。“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量Δt，而不是温度，而“升高到”“降低到”对应的则是物体的末温t。 【例5－1】 炎热夏天，小丽将装有0.6 kg水的塑料瓶放入电冰箱冷藏室，待水降温后饮用。水由35 ℃降至5 ℃过程中放出的热量为多少？〔水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)〕 解析：Q放＝cm(t0－t) ＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.6 kg×(35－5)℃ ＝7.56×104 J。 答案：7.56×104 J 【例5－2】 汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂，这是利用了水的__________较大的性质。如果汽车散热器中装有4 kg的水，当温升高10 ℃时，它吸收了__________ J的热量。〔已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)〕 解析：由于水的比热容大，作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量； Q吸＝cmΔt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×10 ℃ ＝1.68×105 J。 答案：比热容 1.68×105 【例5－3】 质量为500 g的某种液体，温度从50 ℃降到30 ℃，放出了2.1×104 J的热量，则这种液体的比热容是多少？它可能是什么物质？
解析：根据放出热量的计算公式Q放＝cm(t0－t)，求出c＝Q放mt－t0＝2.1×104 J0.5 kg×50－30 ℃＝2.1×103 J/(kg·℃)。 查比热表得，该液体可能是煤油。
