初三物理教案：物质的比热容

初三物理教案：物质的比热容一、教学目标1.知识与技能目标理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。会用比热容解释简单的自然现象。能根据比热容进行简单的热量计算。2.过程与方法目标通过探究不同物质的吸热能力，培养学生设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证等科学探究能力。通过对比热容概念的构建，让学生体会控制变量法和比值定义法在物理学中的应用。3.情感态度与价值观目标通过探究活动，激发学生对科学的兴趣和热情，培养学生的合作精神和创新意识。让学生体会比热容在生活中的广泛应用，感受物理与生活的紧密联系，提高学生学习物理的积极性。二、教学重难点1.教学重点比热容概念的建立。利用比热容解释有关现象和进行简单的热量计算。2.教学难点比热容概念的理解，尤其是比热容是物质的一种特性的理解。设计探究不同物质吸热能力的实验，引导学生通过数据分析得出结论。三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法四、教学过程（一）导入新课（5分钟）1.展示图片展示夏日海边沙滩和海水的图片，提问：在炎热的夏日，为什么沙滩上的沙子很烫脚，而海水却比较凉呢？展示冬天同一地区水和泥土的情景图片，问：为什么傍晚时水比泥土温度高，而早晨水比泥土温度低呢？2.引导思考让学生思考这些现象背后可能存在的物理原因，激发学生的好奇心和求知欲，从而引入本节课关于物质比热容的学习。（二）进行新课（30分钟）1.探究不同物质的吸热能力提出问题不同物质在升高相同温度时，吸收的热量是否相同？猜想假设引导学生根据生活经验进行猜想，如：水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量可能比沙子多。设计实验器材准备铁架台、酒精灯、石棉网、相同规格的烧杯两个、温度计两支、质量相同的水和沙子、搅拌棒等。实验步骤①用两个相同规格的烧杯分别装入质量相同的水和沙子，用温度计测量它们的初温。②用相同的酒精灯给它们加热，每隔一定时间记录一次水和沙子的温度。③通过比较加热时间来比较水和沙子吸收热量的多少（加热时间越长，吸收的热量越多）。强调实验注意事项①控制水和沙子的质量相同，采用相同的加热方式，以保证在相同时间内它们吸收的热量基本相同，即运用控制变量法。②加热过程中用搅拌棒不断搅拌，使水和沙子受热均匀。进行实验与收集数据学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生正确操作仪器，如实记录数据。以下是一个实验数据记录表格示例：|物质|质量m/kg|初温t₀/℃|加热时间t/min|末温t/℃|升高的温度Δt/℃|||||||||水|m₁|t₀₁|t₁|t₂₁|Δt₁=t₂₁t₀₁||沙子|m₂|t₀₂|t₂|t₂₂|Δt₂=t₂₂t₀₂|注：m₁=m₂，t₀₁=t₀₂分析与论证引导学生分析实验数据，思考：在升高相同温度的情况下，水和沙子吸收的热量是否相同？通过比较加热时间，发现加热相同时间（吸收相同热量）时，水升高的温度比沙子升高的温度小；升高相同温度时，水需要加热更长时间，即吸收的热量更多。从而得出结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，这反映了不同物质的吸热能力不同。2.比热容的概念讲解比热容的定义单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容，用符号c表示。强调比热容的单位比热容的单位是焦耳每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。对比热容概念的理解比热容是物质的一种特性比热容只与物质的种类和状态有关，与物体的质量、温度变化量、吸收或放出的热量等因素无关。例如，水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)，它表示1kg的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×10³J。只要是水，无论质量大小、温度如何变化，其比热容都是4.2×10³J/(kg·℃)。比热容与物质吸热能力的关系比热容越大，表明该物质在相同条件下吸收或放出热量的能力越强。例如，水的比热容较大，所以在吸收或放出相同热量时，水的温度变化比其他比热容较小的物质要小。一些常见物质的比热容通过多媒体展示一些常见物质的比热容表格，让学生观察不同物质比热容的差异，并记住水的比热容较大这一特点。（三）比热容的应用（20分钟）1.解释自然现象利用比热容解释海边沙滩和海水温度差异的现象夏天，在相同的日照条件下，沙滩和海水吸收的热量大致相同。但水的比热容比沙子的比热容大，根据Q=cmΔt，在吸收相同热量时，水升高的温度比沙子升高的温度小，所以沙滩上的沙子很烫脚，而海水却比较凉。解释冬天水和泥土温度变化的现象冬天，傍晚时水和泥土放出相同的热量，水的比热容大，根据Q=cmΔt，水降低的温度比泥土降低的温度小，所以水比泥土温度高；早晨，水和泥土吸收相同的热量，水升高的温度比泥土升高的温度小，所以水比泥土温度低。2.比热容在生活中的其他应用汽车发动机用水做冷却剂因为水的比热容较大，在升高相同温度时能吸收较多的热量，所以用水做冷却剂可以更好地冷却发动机，防止发动机过热。热水袋取暖热水袋中用水作为传热介质，是因为水的比热容大，在降低相同温度时能放出较多的热量，从而能较长时间地为人体提供温暖。让学生举例生活中利用比热容的其他例子学生思考并回答，如：农业生产中，为了保护秧苗夜间不被冻坏，傍晚时往秧田里多灌些水；城市修建人工湖来调节气候等。教师对学生的回答进行点评和补充，进一步强化学生对比热容应用的理解。3.热量计算讲解热量计算公式根据比热容的定义，可以推导出热量计算公式：Q=cmΔt其中Q表示吸收或放出的热量，c表示比热容，m表示质量，Δt表示温度变化量（升高或降低的温度）。强调公式中各物理量的单位Q的单位是焦耳（J），c的单位是J/(kg·℃)，m的单位是千克（kg），Δt的单位是摄氏度（℃）。例题讲解例1：质量为2kg的水，温度从20℃升高到70℃，需要吸收多少热量？已知：m=2kg，c=4.2×10³J/(kg·℃)，t₀=20℃，t=70℃求：Q解：Δt=tt₀=70℃20℃=50℃根据Q=cmΔt可得：Q=4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×10⁵J答：水需要吸收4.2×10⁵J的热量。例2：质量为5kg的某种物质，温度降低了40℃，放出了8×10⁴J的热量，求这种物质的比热容。已知：m=5kg，Δt=40℃，Q=8×10⁴J求：c解：由Q=cmΔt可得：c=Q/(mΔt)=8×10⁴J/(5kg×40℃)=400J/(kg·℃)答：这种物质的比热容是400J/(kg·℃)。课堂练习质量为0.5kg的水，温度从30℃升高到80℃，吸收的热量是多少？质量为3kg的酒精，温度降低了20℃，放出的热量是多少？（酒精的比热容c=2.4×10³J/(kg·℃)）让学生在练习本上完成，教师巡视指导，及时纠正学生在解题过程中出现的错误，强化学生对热量计算公式的应用能力。（四）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容提问：本节课我们学习了哪些知识？学生回答后，教师总结：本节课主要学习了比热容的概念，通过探究实验知道了不同物质的吸热能力不同，比热容是表示物质吸热能力的物理量，它是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关。还学习了利用比热容解释自然现象以及进行简单的热量计算。2.强调重点重点强调比热容的概念、单位以及热量计算公式Q=cmΔt的应用。（五）布置作业（5分钟）1.书面作业课本课后练习题第1、2、3题。拓展作业：查阅资料，了解比热容在工业生产中的应用，并写一篇简短的报告。2.实践作业观察生活中还有哪些地方应用了比热容的知识，并记录下来。五、教学反思通过本节课的教学，学