第十三章内能(大单元教学设计)
第1节热量比热容
学习内容
第1节热量比热容
课型课时
实践操作型1课时
课时目标
一、物理观念
1.理解热量(Q)的概念,明确其是热传递中能量转移的多少,单位为焦耳(J),能区分热量与温度、内能的不同。
2.掌握比热容(c)的物理意义,知道其是反映物质吸放热本领的特性量,理解公式Q=cm△t中各物理量的含义。
3.能列举生活中比热容的实例,并解释相关现象。
二、科学思维
1.通过“比较不同物质吸热能力”实验,运用控制变量法建立比热容的概念。
2.能根据Q=cm△t进行逻辑推理,分析“质量相同的不同物质,吸收相同热量时,比热容大的物体温度变化小”等结论。
3.用“类比法”理解比热容:将物质吸放热本领类比为“容器装水的容量”,比热容越大,吸放热能力越强。
三、科学探究
1.完成“探究水和食用油吸热能力”的实验,经历“提出问题→设计方案→收集数据→得出结论”的探究过程。
2.能对实验误差进行分析,提出改进方案。
3.通过实验数据绘制“温度-时间”图像,归纳物质吸放热与温度变化的关系。
四、科学态度与责任
1.联系生活实例,激发对比热容应用的探究兴趣,体会物理与生活的联系。
2.关注“能源利用与比热容”的社会议题,如太阳能热水器利用水比热容大的特点高效储热,培养节能意识。
3.在实验中保持严谨态度,如实记录数据,尊重实验结论,反对“伪科学”热现象解释。
达成评价
能准确说出热量的定义与单位,区分其与温度、内能的差异,运用Q=cm△t解释水比热容大的实例;能在实验中运用控制变量法比较不同物质吸热能力,通过数据推理比热容与温度变化的关系;完成“水和食用油吸热实验”并分析误差;联系生活中热水袋、太阳能热水器等应用,体现严谨记录数据的科学态度。
驱动性问题
利用多媒体展示
炎热的夏天,在海边沙滩上,人们光着脚走在沙子上感觉很烫,而走进海水中却感觉很凉爽。
提问学生:为什么在同一时刻,沙子和海水的温度不一样呢?
引导学生思考:让学生回忆生活中还有哪些类似的现象,如中午在瓷砖地面上感觉比在木地板上热等。引发学生对不同物质吸热能力的思考,从而引出本节课的主题——热量和比热容。
学习活动
1.热量(10分钟)?
概念讲解:通过具体的热传递实例,如高温物体向低温物体传递热量,详细讲解热量的概念:热量是指在热传递过程中,物体传递能量的多少,用符号Q表示。强调热量是一个过程量,只有在热传递过程中才有意义,不能说物体“含有”或“具有”多少热量。?
单位介绍:介绍热量的单位是焦耳(J),举例说明1焦耳热量的大小,如将一个鸡蛋举高1米所做的功大约是1焦耳,让学生对热量单位有一个直观的认识。?
生活实例分析:让学生分析生活中常见的热传递现象,如烧水时水吸收热量温度升高、冬天用热水袋取暖时热量从热水袋传递到人体等,加深学生对热量概念的理解。
2.实验:比较不同物质吸收热量的情况(20分钟)?
提出问题:水和食用油在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量是否相等呢??
猜想与假设:让学生根据生活经验进行猜想,大多数学生可能会猜想吸收的热量不相等。?
设计实验:?
引导学生讨论:怎样确定两种物质吸收的热量是否相同?经过讨论,学生得出选择质量相同的水和食用油进行实验,当它们升高相同的温度时,通过比较加热时间的长短来确定吸收热量的多少,因为在相同热源下,加热时间越长,吸收的热量越多。?
强调控制变量法:必须保证热源相同且较稳定,同时控制水和食用油的质量相同、初温相同,只改变物质的种类。?
展示实验器材:电加热器、温度计、天平、两个相同的烧杯、水、食用油等,并介绍其使用方法。?
确定实验方案:?
方案一:用相同质量的两种物质,让它们升高相同的温度,比较加热时间。?
方案二:用相同质量的两种物质,给它们加热相同时间,比较升高的温度。?
综合考虑,选择方案一进行实验更便于操作和观察。
进行实验:?
分组实验:将学生分成若干小组,每组按照实验方案进行实验,分工合作,记录实验数据。实验数据记录表格如下:?
物质
质量m/kg
初温t?/℃
末温
t/℃
升高温度Δt/℃
加热时间t/min
水
食用油
教师巡视指导:在学生实验过程中,教师巡视各小组,及时纠正学生实验操作中的错误,如温度计的使用方法、电加热器的放置位置等,确保实验安全、顺利进行。?
分析与论证:?
组织学生讨论:实验结束后,让学生观察自己小组记录的数据,分析水和食用油在升高相同温度时,加热时间的长短关系。?
引导学生得出结论:质量相等的水和食用油,升高相同的温度时,水吸收的热量比食用油多。这表明不同物质的吸热能力不同。
3.比热容(15分钟)?
概念引入:根据探究实验的结论,引出比热容的概念:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做