12.3研究物质的比热容
一、教学目标
◆知识与技能
⑴了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种基本属性，是反映物质的吸、放热性能的物理量，知道比热容的单位J/（kg·℃）及其读法、含义。
⑵会用比热容的概念解释有关的简单现象。知道水的比热容较大。
◆过程与方法
⑶通过实验探究，认识质量相同的不同物质，在吸收相同的热量时，升高的温度不同这一特点，会运用控制变量法设计和进行实验。
◆情感态度与价值观
（4）通过联系实际，分析与比热容有关的问题，让学生感受物理无处不在，体会物理知识的魅力，养成探索、思考物质世界奥秘的兴趣和好奇心，逐步发展学生对物理和科学的感情。
二、教学思想
“比热容”是初中物理中较难理解的一个重要概念，它是用热量、温度、质量三个物理量来定义的，是反映物质属性的一个物理量。对初中学生来说，要理解这样一种物理量是有困难的。因此本课的教学要求不宜过高。学生能够初步理解比热容的含义，知道比热容是物质的属性之一，能分析有关的简单物理现象即可。注重实验探究过程，关注学生的体验和感悟，是学好本节课的关键。
三、重点难点
“探究物质的吸、放热性能”的学生分组实验和比热容的概念是本节课的重点，理解比热容的概念并运用它解释有关现象是本节课的难点。
四、教学器材
铁架台（含铁圈、石棉网、铁夹等）、酒精灯、火柴、烧杯、天平、温度计、水和色拉油。
五、教学过程
1.实验探究，建立概念
⑴创设情景，提出问题
师：观察图13－11你有什么发现？你能提出什么问题？对这个（或这些）问题，你有什么猜想或解释？
生：阅读、讨论、交流。
师：同一天同纬度的海滨和沙漠地区的气温变化为什么有这么大的差异？
生：在地理课上，海滨城市的气候类型是海洋性气候，物质吸热慢放热慢；而沙漠的气候类型是大陆性气候，物质吸热快放热快。
⑵猜想假设
师：沙漠地区的主要物质是什么？海滨地区主要物质是什么？
生：沙漠地区的主要物质是沙石，海滨地区主要物质是水。
激发学生认识自然、探究自然的兴趣和愿望，使学生尽快进入学习状态。
借鉴地理学科的知识，帮助学生认识水和砂石在吸、放热性能上的差异。
这个实验需要控制的物理量较多，难度较大，教师可针对性地提出“要比较这两种物质……”是启发引导学生设计该实验的关键。
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师：沙漠地区日温差比较大，而海滨地区日温差小，可能是由于什么原因造成的？
生：可能由于沙漠中砂石吸热时升温快，放热时降温快；水吸热时升温慢，放热时降温慢造成的。
⑶设计实验
师：同学们的意思是砂石和水吸热后，温度升高的快慢不同。你们的猜想是否正确？怎样通过实验来验证呢？
生：把水和砂石加热试试看！
师：好！实验方案怎样设计？要比较砂石和水这两种物质吸热后温度升高的快慢不同，实验时需要控制哪些量？怎样控制？需要哪些器材？
学生讨论交流。
学生根据已有的生活经验，讨论后会得出：要控制沙石和水的质量相同、吸收的热量相同。用天平测出相同质量的水和砂石，可以达到控制质量相同，但怎样控制吸收的热量相同又是一个难点。教师可以提出“用同样的酒精灯加热”相同的时间，达到控制吸收的热量相同的目的。
师：为了便于测量温度，我们使用色拉油和水进行实验。请同学们讨论交流，写出具体的实验方案。
教师在组织学生汇报时，要引导学生明确实验方案：先后在相同的烧杯中倒入质量相等的水和色拉油（比如都是100克）放在酒精灯上加热，尽可能保证两次加热时，酒精灯的火焰大小一致且距离杯底的高度相同。通过观察、比较水和色拉油的温度变化来判断其吸热性能的区别。
⑷进行实验
探究活动以4人为一个小组为宜，使每一位同学都有参与、动手的机会。
教师巡视，提醒学生做到分工明确，严格执行使用仪器的规则（特别是酒精灯和天平的使用），读取数据细心、认真，填写到课本上的表格中，力争每个小组得到的数据真实、准确。
生：分析实验数据，小组成员达成一致意见后，在课本上写出实验结论。
师：把你得到的实验数据与其它小组的同学交流，看看实验结果是否相同？如果不同，尝试找出原因。综合各小组得出的结论，讨论修改得出最终结论，并告诉学生不同小组的数据都能得出相同的结论，对事实的存在更有说服力。
⑸分析论证，引入比热容的概念
师：质量相同的水和色拉油吸收相同的热量，升高的温度不同；若让它们升高相同的温度，吸收的热量相同吗？谁吸收的热量多？
生：不同，水吸收的热量多。
师：由此表明水和色拉油这两种物质吸收热量的本领不同。换用其它物质进行实验也可得到同样的结果。这表明不同物质吸热本领不同。若让质量相同的不同物质放出相同的热量，降低的温度不同；科学家比较了许多不同的物质也存在这种差异。物理学中，为了描述物质在这种性质上的差异，我们引入比热容这个物理量，即单位质量的某种物质升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。
2.概念辨析
讨论时尽量让学生说出自己的方案，让同学们相互修正、补充，直至方案完整。让学生充分参与到学习之中。
分工合作，共同完成实验探究，培养学生的合作意识和合作能力。
得出结论时，学生所用的语言不一定简洁准确，只要大致地将问题表达清楚，就给予肯定和鼓励，只要能说出“在质量相等、升高的温度的相同的情况下，不同物质吸收的热量不相等，水所吸收的热量比色拉油吸收的热量多”即可。
引导学生准确理解比热容的含义。培养学生深入探究概念、规律含义的习惯。
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指导学生阅读课本第78页第一自然段，并引导学生明确以下要点：
⑴ 意义：比热容是表示不同物质的吸、放热性能的物理量。用字母c表示。
⑵ 单位：J/(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度。
⑶ 某种物质比热容的含义：水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),含义是质量为1千克的水温度升高1℃需要吸收4.2×103 J的热量。砂石的比热容是0.92×103 J/(kg·℃)，它表示的含义是什么？
⑷ 比热容是物质的一种属性：比热容是反映物质吸、放热性能的物理量。由于不同物质的吸、放热能力不同，所以每种物质都有自己的比热容。像密度一样，比热容是由物质本身所决定的，它与质量大小、吸（放）热多少及温度改变都无关。
师：阅读表格“一些物质的比热容”，你有什么发现？
生：①在比热表中物质的比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容一般是不同的(个别例外，如煤油和冰)
②大部分固体比热容小于液体的比热容；
③物质的比热容不仅与物质的种类有关，同时还与物质的状态有关，如水的比热容与冰的比热容就不相等；
④水的比热容最大。
3.活动2：比较砂石与水的温度变化
师：认真阅读第⑴问，如有不明白的地方可与同学提出讨论解决，也可向老师提出。
学生如不理解可按以下程序帮助学生理解：
⑴ 让学生查表求砂石的比热容，并说明其意义。砂石比热容是0.92×103J／(kg·℃),即lkg砂石温度升高1℃．吸收的热量是O.92×103J。
⑵ 根据砂石比热容的意义推理：2kg砂石温度每升高1℃，吸收的热量是0.92×lO3J×2
所以7.36×103J的热量能使2kg砂石升高的温度是：
△t砂＝7.36×103/(0.92×103×2)＝40(℃)
师：你能求出水升高的温度吗？
学生仿照第⑴问解答第⑵问，得出水升温8。7℃。再通过讨论交流第⑶问，使学生对不同物质的比热容有进一步的认识，同时也回应了本节开始引入的问题。
4.课堂小结
⑴通过比热容探究学习过程，你有哪些收获？
⑵探究过程中还有什么问题？（方案设计、实验操作、数据记录等）你有改进的方法吗？
通过阅读比热容表，加深对“比热容是物质的一种属性”的理解。
第1问，要求学生独立阅读，必要时教师给予适当解释，但不必给出公式或变形公式。第二问，要求每个学生独立完成，当堂交流。第三问，组织学生讨论，自由发言。这个过程要给予学生充分的时间，允许学生探讨甚至争论，教师也可以参与学生的讨论，但不要过早的给出结论。
引导学生反思学习过程是培养学生良好学习习惯的有效途径。
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