第3節(jié)《比熱容》教學設計

1、教學實施建議教學過程設計本節(jié)教學分為三個板塊：（1）實驗探究物體吸收或放出熱量的多少與哪些因素有關；（2）認識比熱容這一物質的重要特性；（3）利用比熱容概念計算物體吸收或放出的熱量。1. 實驗探究設計物體吸收或放出熱量導致溫度變化的過程，實質上是熱傳遞或內能轉移的過程，涉及的相關因素較多。為了降低探究難度，可以首先探究物體的吸熱能力。宜參考教科書的做法，借助學生熟悉的燒水經(jīng)驗，先討論交流同種物質（水）吸收熱量的多少與哪些因素有關。然后引導學生實驗探究比較不同物體的吸熱能力。教師應首先提出討論問題：燒開一壺水和燒開半壺水，哪個需要的熱量多？把一壺水燒開和燒成溫水，哪個需要的熱量多？學生將提出各種

2、猜想與假設，可以引導學生利用自己的生活經(jīng)驗支持自己的猜想，也可以用學過的知識推測自己的猜想，還可以通過實驗來檢驗自己的猜想。最終，匯總學生的觀點，應得到以下結論：水的質量越大，溫度升高的越多，吸收的熱量越多。而且，此結論可推廣到其他物質（如煤油、沙子等）。在此基礎上，教師可以進一步提出探究問題：不同種類的物體在質量相等、溫度變化也相同時，吸收的熱量是不是一樣多呢？為了比較兩種不同物質吸收熱量的多少，利用什么辦法更好？怎樣比較？通過學生的討論交流，教師加以引導，應達成一定探究方案，如：各小組任選兩種不同物質（例如水、酒精、煤油、沙子等）。用相同的酒精燈加熱相同的時間，比較二者所升高的溫度?？紤]到

3、容器吸熱及向外界散熱的影響，被加熱容器應該相同（例如用自制的相同的易拉罐金屬盒）。在考慮多種因素的影響（物質種類、質量、溫度變化等）時，要將控制變量意識具體落實到設計方案中。也可以采取以下備選方案：取同種物質（水或沙子），質量不同，使它們升高相同的溫度，比較它們吸收的熱量；取不同物質（水和沙子），質量相同，使它們升高相同的溫度，比較它們吸收的熱量。在確定探究方案之后，需要求學生明了以下問題：為保證被加熱物質質量相同或不同，需要準備什么實驗器材？（天平稱量質量、滴管微調）如何保證被加熱物質升高相同的溫度或比較它們升高的溫度？需要準備什么實驗器材？（溫度計）如何保證它們吸收相同的熱量或比較他們吸收

4、熱量的多少？（相同的加熱器：同一酒精燈、同一加熱金屬板、同一規(guī)格的“熱得快”、在相同時間內放出的熱量相等?？捎眉訜釙r間的長短反映吸收熱量的多少。）教科書選用在兩個相同的金屬盒內，分別加入質量相等的水和沙子，同時放在用同一酒精燈加熱的金屬板上，比較沙子和水的吸熱情況，設備簡單，易于隨堂進行，可考慮優(yōu)先選用。若以“熱得快”為加熱器，則宜選用水、酒精、煤油等液體，且量宜大。在實驗操作之前，還要求學生明確： 你設計的實驗研究的是物體吸收熱量與哪個因素的關系？你將采用什么物理方法實現(xiàn)，需要什么實驗器材？實驗時應注意觀察什么現(xiàn)象？并由此設計出實驗的記錄表格。在探究前的準備工作就緒之后，學生可以分組進行實驗

5、操作(各小組宜在交流的基礎上適當分工探究物體吸收熱量與各種因素的關系)并記錄觀察結果。由于影響探究實驗的因素較多，實驗誤差可能較大，教學中要求認真記錄實驗原始數(shù)據(jù)，并引導學生進行必要的交流、評價。在完成實驗之后，通過各組之間的交流與總結，得出以下實驗結論：物體吸收熱量的多少與物體的質量有關；物體吸收熱量的多少與物體升高的溫度有關；物體吸收熱量的多少與它是什么物質有關。2. 教師在總結實驗探究過程的基礎上引入“比熱容”概念，并分析其意義既然物體吸收熱量的多少與物質的質量、升高的溫度及它是什么物質有關，要比較不同物體的吸熱本領，就要在質量相同、溫度升高也相同的條件下比較。大家約定：取單位質量（1

6、kg）的物質、溫度升高1吸收的熱量的多少來比較不同物質的吸熱能力，并命名為“比熱容”。比熱容大，就意味著物質的吸熱本領大。1 kg的某種物質溫度降低1放出的熱量和它溫度升高1吸收的熱量相等，因此用比熱容同樣可以描述物質的放熱本領。比熱容大，物質的放熱本領也大。比熱容反映了物質吸收與放出熱量的能力，它是物質的一種重要特性。這種特性不僅廣泛應用于生產(chǎn)、生活，而且對我們理解大自然、預測氣候變化十分有益。不同物質通常具有不同的比熱容。教師應在引入比熱容概念之后，可進一步引導學生認識典型物質的比熱容。尤其應認識水的比熱容特點（c水5c干泥土）。要充分利用教科書所給的比熱容表，組織學生觀察分析，發(fā)現(xiàn)其中的

7、特點和規(guī)律，如：不同物質的比熱容一般不同，同一物質的比熱容一般不隨質量、形狀、溫度而變化。水和冰屬于同種物質，但比熱容不同，說明同種物質在不同狀態(tài)時比熱容不同。水的比熱容較大，是干泥土的5倍。在引導學生比較各種物質比熱容大小的基礎上，討論它們在生活、生產(chǎn)、自然界起到了什么作用？必要時教師可適當提示。例如：利用水的比熱容大的特點，理解生活、生產(chǎn)中廣泛利用水作冷卻劑或取暖介質（水暖,早春培育秧苗，汽車散熱水箱，發(fā)電廠冷卻塔）；比較沿海地區(qū)和內陸地區(qū)的每日溫差或全年溫差的不同，海陸風與陸海風形成的原因等。在引出并討論了比熱容概念之后，有必要介紹比熱容的單位。比熱容的單位是初中階段最為復雜的一個，它涉

8、及質量、溫度、熱量三個單位的組合。為避免死記硬背，就要注意引導學生從比熱容的物理意義上來把握復合單位的規(guī)律?？梢灶惐让芏?、速度的單位，組合出比熱容的單位。氣體的比熱容情況更復雜，除了涉及上述物質種類、狀態(tài)等因素之外，氣體的比熱容還與過程（如等壓、等容、絕熱過程）有關，詳見參考資料。3. 吸收或放出熱量的計算本教學板塊的設計初衷仍是凸顯并讓學生認識比熱容的物理意義，這就是為什么教科書采用算術法導出物體吸收熱量和放出熱量一般公式的原因。教學中不宜直接給出計算公式，也不宜引出熱平衡方程，更不宜由此引出題海中的一些怪題。建立教學過程是：將本板塊作為本節(jié)教學過程的小結，組織學生結合具體計算討論本節(jié)教學開始時提出的問題、實驗中的數(shù)據(jù)信息及生活、生產(chǎn)中的實例，使學生會利用比熱容知識解釋（含定量解釋）相關現(xiàn)象?？勺们樵黾右恍┚毩曨}目： 兩個大小相同、外觀一樣的鐵球，一個是實心的，一個是空心的，怎樣利用比熱容知識將它們區(qū)別開來？ 沙石的比熱容（查表）是J(kg)，