九年级物理上册 第十二章 内能与热机 12.3 研究物质的比热容教学设计 （新版）粤教沪版

九年级物理上册第十二章内能与热机12.3研究物质的比热容教学设计（新版）粤教沪版主备人备课成员教学内容分析同学们，今天我们来一起探索一个有趣的话题——九年级物理上册第十二章内能与热机12.3研究物质的比热容。这一章节，我们将通过实验和理论分析，揭开物质比热容的神秘面纱。别看这“比热容”三个字听起来有点儿复杂，其实它就是描述物质吸热或放热能力的一个物理量。接下来，我们将结合课本内容，一步步揭开这个谜题。准备好了吗？让我们开始吧！核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、科学思维和科学态度。通过研究物质的比热容，学生将学会设计实验、收集数据、分析结果，从而提高他们的实验操作技能和数据分析能力。同时，学生将深入理解物质的热学性质，培养对物理现象的观察和思考能力，增强他们的科学探究精神和科学素养。此外，通过小组合作学习，学生将学会有效沟通、协作，提升团队协作能力。重点难点及解决办法重点：

1.物质比热容的概念及其物理意义。

2.比热容的测量方法及实验操作步骤。

难点：

1.比热容的实验测量中如何控制变量，确保实验结果的准确性。

2.如何从实验数据中分析得出比热容的规律。

解决办法：

1.通过课堂讲解和示范实验，帮助学生理解比热容的概念和测量方法。

2.设计分组实验，让学生在操作过程中学会控制变量，提高实验技能。

3.引导学生通过对比实验数据，归纳总结比热容的规律，培养他们的科学思维。

4.对实验过程中可能出现的问题进行讨论，帮助学生突破实验难点。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有九年级物理上册教材，特别是第十二章内能与热机中的12.3节内容。

2.辅助材料：准备与比热容相关的图片、图表和视频，帮助学生直观理解概念。

3.实验器材：准备温度计、量筒、烧杯、加热器等实验器材，确保实验操作的顺利进行。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，营造良好的学习氛围。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“物质的比热容”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“如何测量不同物质的比热容？”“比热容与哪些因素有关？”等，引导学生自主思考。

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测量方法。

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。

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。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解“物质的比热容”课题，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示不同物质在加热过程中的温度变化视频，引出“物质的比热容”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解比热容的概念、计算公式以及实验操作步骤，结合实例帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习成果分享实验设计思路；安排实验操作，让学生亲自测量不同物质的比热容。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论和实验操作，体验比热容知识的应用。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解比热容知识点。

实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握比热容的测量方法。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解比热容知识点，掌握比热容的测量方法。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据“物质的比热容”课题，布置适量的课后作业，如设计一个简单实验来验证比热容与物质种类的关系。

提供拓展资源：提供与比热容相关的拓展资源，如相关书籍、网站、视频等，供学生进一步学习。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

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。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的比热容知识点和技能。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展一、拓展资源

1.物质的热性质

介绍物质的热性质，包括热导率、比热容、熔点、沸点等，让学生了解物质在加热或冷却过程中表现出的不同热学特性。

2.热机的原理和应用

介绍热机的基本原理，如蒸汽机、内燃机、喷气发动机等，以及它们在现代工业和生活中的应用。

3.热力学定律

简要介绍热力学第一定律、第二定律和第三定律，让学生了解热力学的基本规律。

4.热力学在生活中的应用

探讨热力学在日常生活、环保、能源利用等方面的应用，如节能减排、空调制冷、太阳能热水器等。

5.热传导和辐射

介绍热传导和辐射的基本原理，以及它们在生活中的应用，如建筑隔热、辐射制冷等。

6.比热容的实验研究

介绍比热容实验的原理、方法和注意事项，引导学生进行比热容的实验探究。

二、拓展建议

1.物质的热性质探究

建议学生收集不同物质的热学性质数据，如水的比热容、金属的熔点等，通过比较和分析，了解不同物质的热学特性。

2.热机的原理和应用研究

建议学生了解不同类型的热机，如蒸汽机、内燃机、喷气发动机等，了解它们的工作原理和优缺点。

3.热力学定律的理解与应用

建议学生深入学习热力学定律，结合实例分析其在实际生活中的应用，如空调制冷、节能降耗等。

4.热力学在生活中的应用实践

建议学生关注生活中的热力学现象，如建筑隔热、空调制冷、太阳能热水器等，了解它们的工作原理和节能方法。

5.热传导和辐射实验探究

建议学生进行热传导和辐射的实验探究，如研究不同材料的热导率、比较不同表面材料的辐射性能等。

6.比热容的实验研究

建议学生设计实验，测量不同物质的比热容，分析实验结果，总结比热容的规律。

7.课题研究

鼓励学生选择与热学相关的课题进行研究，如“热力学在能源利用中的应用”、“环保节能材料的热学性质研究”等，提高学生的研究能力和创新能力。

8.课外阅读

推荐阅读《热力学与统计物理学》、《能源与环保》等相关书籍，拓宽学生的知识视野。课后作业为了巩固学生对“研究物质的比热容”这一章节的理解和应用，以下是一系列课后作业题，包括计算题、实验设计题和问题解答题。

1.计算题

假设有质量为200g的水和50g的铜块，它们的初始温度都是20℃。如果给它们分别加热，使得水的温度升高到30℃，铜块的温度升高到50℃，那么水和铜块分别吸收了多少热量？（已知水的比热容为4.18J/(g·℃)，铜的比热容为0.385J/(g·℃)）

答案：水吸收的热量Q_water=m_water*c_water*ΔT_water=200g*4.18J/(g·℃)*(30℃-20℃)=4080J

铜块吸收的热量Q_copper=m_copper*c_copper*ΔT_copper=50g*0.385J/(g·℃)*(50℃-20℃)=6175J

2.实验设计题

设计一个实验来比较水和酒精的比热容。你需要列出实验步骤、所需材料和预期结果。

答案：

实验步骤：

（1）准备两个相同的烧杯，分别装入等质量的水和酒精。

（2）使用相同的加热器同时加热两个烧杯中的液体。

（3）使用温度计记录加热过程中每分钟液体的温度变化。

（4）记录加热到相同温度所需的时间。

所需材料：

两个相同的烧杯、加热器、温度计、等质量的水和酒精。

预期结果：

3.问题解答题

解释为什么不同物质的比热容不同，并举例说明。

答案：

不同物质的比热容不同是因为它们的分子结构和分子间的相互作用力不同。例如，水的比热容较高，因为水分子之间有较强的氢键作用，使得水在吸收或释放热量时需要更多的能量。而金属的比热容较低，因为金属原子之间的自由电子运动可以快速传递能量，导致温度变化较快。

4.应用题

如果你有一个质量为100g的物体，它的比热容为0.8J/(g·℃)，你希望将其温度从20℃升高到100℃，需要提供多少热量？

答案：Q=m*c*ΔT=100g*0.8J/(g·℃)*(100℃-20℃)=6400J

5.分析题

为什么在冬季，我们通常使用热水袋而不是冰袋来取暖？

答案：

在冬季使用热水袋取暖的原因是水的比热容较高。相同质量的水在吸收或释放热量时，温度变化较小。因此，热水袋可以储存较多的热量，在较长时间内保持温暖。而冰袋的比热容较低，释放相同热量时温度下降较快，所以不适合作为取暖工具。板书设计①物质的比热容概念

-比热容定义：单位质量的物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。

-比热容符号：c（单位：J/(g·℃)）

-比热容特性：不同物质具有不同的比热容。

②比热容的测量

-测量原理：通过实验测量物质在加热或冷却过程中的温度变化和吸收（或放出）的热量。

-实验步骤：准备实验器材、记录初始温度、加热或冷却、记录最终温度、计算比热容。

③比热容的计算