2024秋九年级物理上册 第12章 内能与热机12.3 研究物质的比热容第2课时 热量计算教学实录（新版）粤教沪版

2024秋九年级物理上册第12章内能与热机12.3研究物质的比热容第2课时热量计算教学实录（新版）粤教沪版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图本节课以“研究物质的比热容”为主题，通过实验探究和理论计算，使学生掌握热量计算的基本方法，理解比热容的概念，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。教学内容与课本紧密相连，注重实践操作，培养学生科学探究精神和严谨的科学态度。二、核心素养目标培养学生科学探究能力，通过实验操作和数据分析，让学生理解比热容的物理意义；提高学生数学应用能力，运用公式进行热量计算；增强学生环保意识，认识到能量转换和利用的效率对环境的影响；培育学生严谨求实的科学态度，通过实验验证理论，培养批判性思维。三、重点难点及解决办法重点：热量计算公式的应用与比热容的计算。

难点：比热容概念的理解和热量计算中的误差分析。

解决办法：通过实验演示比热容的测量过程，引导学生观察和记录数据，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。在讲解热量计算公式时，结合具体实例，帮助学生理解公式来源和应用条件。针对误差分析，引导学生思考实验条件对结果的影响，通过小组讨论和课堂提问，引导学生提出改进措施，提高实验结果的准确性。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解热量计算公式和比热容概念，为学生提供理论基础。

2.实验法：通过实验操作，让学生亲身体验比热容的测量过程，增强实践能力。

3.讨论法：组织学生讨论实验中的问题和误差分析，培养批判性思维。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示实验步骤和计算过程，提高教学直观性。

2.互动软件：使用教学软件进行模拟实验，让学生在虚拟环境中体验实验过程。

3.实物演示：使用比热容实验装置，直观展示实验现象，增强学生的感性认识。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。设计预习问题：围绕“热量计算”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考，例如：“如何通过实验测量不同物质的比热容？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解比热容的概念和热量计算的基本原理。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问，如“为什么不同物质的比热容不同？”

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过一个简单的比热容实验视频，引出“热量计算”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解比热容的计算公式和热量传递的基本原理，结合实例帮助学生理解，例如：通过演示冰块融化成水的热量计算，让学生直观感受比热容的作用。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分组讨论如何设计实验来测量不同物质的比热容，培养实验设计能力。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“为什么水的比热容最大？”进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题，如“比热容与物质的种类和质量有什么关系？”

参与课堂活动：积极参与小组讨论，设计实验方案，如“如何利用温度计和热源测量金属块的热量？”

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，如“实验中可能出现的误差有哪些？”勇敢提问并参与讨论。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据“热量计算”课题，布置作业，如计算不同物质的升温所需的热量，巩固课堂所学。

提供拓展资源：提供与“热量计算”相关的拓展资源，如在线实验平台，供学生进行虚拟实验。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，如指出计算错误或实验设计中的不足。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，如计算不同物质的比热容，巩固所学知识。

拓展学习：利用老师提供的在线实验平台，进行虚拟实验，加深对热量计算的理解。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议，如“如何提高实验的精确度？”六、知识点梳理1.热量的概念

热量是能量的一种形式，是物体间因温度差异而发生的能量转移。热量的单位是焦耳（J）。

2.比热容的定义

比热容是指单位质量的物质温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量。比热容的单位是焦耳每千克摄氏度（J/kg·℃）。

3.比热容的公式

Q=mcΔT

其中，Q表示热量，m表示物质的质量，c表示比热容，ΔT表示温度变化。

4.比热容的测量

-稳定温度法：将物质放入热源中加热，当温度稳定后，测量加热时间、加热功率和物质质量，从而计算比热容。

-稳定压力法：将物质放入密闭容器中加热，当压力稳定后，测量加热时间、加热功率和物质质量，从而计算比热容。

5.比热容的应用

比热容在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，如：

-热水器：利用水的比热容大，可以储存大量的热量。

-冷却系统：利用水的比热容大，可以快速吸收热量，用于冷却设备。

-热力发电：利用水的比热容大，可以吸收大量的热量，产生蒸汽推动涡轮机发电。

6.热传递的方式

热传递有三种方式：传导、对流和辐射。

-传导：热量通过物质内部的微观粒子振动传递，如金属棒的一端加热，另一端也会逐渐变热。

-对流：热量通过流体（液体或气体）的流动传递，如热水壶中的水加热后上升，冷水下降，形成对流。

-辐射：热量通过电磁波传递，如太阳辐射到地球表面。

7.热机的工作原理

热机是将热能转化为机械能的装置，如内燃机、蒸汽机等。热机的工作原理基于以下三个过程：

-吸热：热机从高温热源吸收热量。

-做功：热机将吸收的热量转化为机械能。

-排热：热机将做功后剩余的热量排放到低温热源。

8.热效率

热效率是指热机将吸收的热量转化为机械能的比例。热效率的公式为：

η=(W/Qh)×100%

其中，η表示热效率，W表示热机输出的机械能，Qh表示热机吸收的热量。

9.热力学第一定律

热力学第一定律表明，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。其数学表达式为：

ΔU=Q-W

其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。

10.热力学第二定律

热力学第二定律表明，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，而且任何热机的热效率都不能达到100%。其数学表达式为：

ΔS≥0

其中，ΔS表示系统熵的变化，熵是衡量系统无序程度的物理量。七、作业布置与反馈作业布置：

1.计算题：选择不同物质，运用比热容公式Q=mcΔT，计算在不同温度变化下，所需吸收或放出的热量。例如，计算1千克水从20℃加热到100℃所需的热量。

2.实验设计：设计一个实验方案，测量某种物质的比热容。要求详细描述实验步骤、所需器材、数据记录方式等。

3.应用题：分析一个实际生活中的例子，说明比热容在其中的应用。例如，解释为什么夏天使用隔热材料可以降低室内温度。

作业反馈：

1.计算题反馈：对于计算题，首先检查学生的计算过程是否正确，包括单位换算和计算步骤。对于错误的计算，分析原因，是单位换算错误、公式应用错误还是计算过程错误。给出正确答案，并指导学生如何避免类似的错误。

2.实验设计反馈：对于实验设计，评估学生的实验方案是否合理，是否能够有效测量比热容。指出方案中可能存在的问题，如实验步骤不清晰、数据记录方法不科学等。提出改进建议，帮助学生优化实验设计。

3.应用题反馈：对于应用题，评价学生是否能够正确理解比热容的应用，并能够将理论知识与实际生活相结合。如果学生的回答不准确或不够深入，引导学生重新思考，并提供正确的解释和实例。鼓励学生提出自己的见解，并对不同的应用场景进行讨论。

具体反馈示例：

1.计算题：

学生作业：1千克水从20℃加热到100℃所需的热量为418400J。

反馈：计算过程正确，单位换算准确。建议在解题过程中，提醒学生注意比热容的单位是J/kg·℃，避免单位混淆。

2.实验设计：

学生作业：设计了一个测量铜块比热容的实验方案，包括加热设备、温度计、计时器等。

反馈：实验方案基本合理，但未考虑到温度计的准确度和加热设备的热稳定性。建议增加对实验误差的讨论，并提出减少误差的方法。

3.应用题：

学生作业：解释了为什么夏天使用隔热材料可以降低室内温度，提到了比热容的概念。

反馈：理解了比热容的应用，但解释不够深入。建议进一步探讨隔热材料如何阻止热量传递，以及比热容在隔热材料选择中的作用。

总体反馈：

1.强调学生掌握比热容计算公式和实验设计的基本方法。

2.鼓励学生思考实验误差和实际应用中的问题。

3.指导学生如何将理论知识应用于实际问题，提高解决问题的能力。

4.提醒学生在作业中注意单位的正确使用和计算的准确性。八、课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《物理世界的奥秘》中关于热力学定律的章节，特别是关于热力学第一定律和第二定律的介绍。

-视频资源：科普视频《比热容与热传递》系列，通过动画形式解释比热容的概念和热量传递的原理。

2.拓展要求：

-鼓励学生利用课后时间阅读相关书籍和观看科普视频，以加深对热量计算和比热容概念的理解。

-教师可推荐以下拓展活动：

-设计一个小型实验，验证不同物质的比热容差异。

-研究自然界中热传递现象，如太阳辐射、海洋热流等。

-分析日常生活中热能转换的例子，如太阳能热水器、空调的工作原理。

-学生在拓展学习过程中，如有疑问，教师应提供必要的指导和帮助，如解答概念性的问题、推荐进一步学习的资源等。

-鼓励学生通过小组合作完成拓展任务，培养团队协作能力和沟通技巧。

具体拓展活动示例：

-实验设计：学