第三节 比热容
【教学目标】
知识与技能
1．通过实验探究，建立比热容的概念。
2．尝试用比热容解释简单的自然现象。
3．会进行物体吸、放热的简单计算。
过程与方法
1．亲身经历参与探究比较不同物质的吸热情况的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案，并培养自主合作探究的能力。
2．通过交流与分析，利用比热容解释相关现象及应用。
情感、态度与价值观
1．通过探究性学习，产生乐于探索自然规律的情感，体验自然科学的价值，体验知识来源于实践而又应用于实践的辩证关系。
2．通过探究活动，养成严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
【教学重难点】
重点：通过实验得出比热容的概念并联系生活应用其分析解决一些简单问题。
难点：比热容概念的建立。
【教学准备】或【实验准备】
教师用：多媒体课件。
学生每组：天平、温度计、秒表、电加热器（2）、烧杯（2）、水、食用油。
【教学过程】
主 要 教 学 过 程
教学内容
教师活动
学生活动
一、创设情景，引入新课
【播放视频】
情境一：烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚，沙子很快凉了下来，但海水却还暖暖的。同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样?
情境二：糖炒栗子，为什么要加入沙子一起炒呢？
情境三：汽车水箱中加水有什么作用呢？
【揭示课题】
学习了本节课比热容的知识，你就能解释其中的奥妙了。
（设计意图：引起学生的学习欲望，体现知识来源于生活，生活处处有物理知识。）
学生观察、思考。
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二、合作探究，建构知识
（一）比热容
物体吸收热量的多少跟哪些因素有关
实验探究：比较不同物质吸热的情况
【体验生活】
1.家里来了客人，为了让客人尽快的喝上开水。我们应该怎么做？为什么？
2．分别把一壶水和半壶水烧开，哪个吸热多？
3．把一壶水烧开和烧成温水，哪种情况需要吸收更多的热？
【想一想】
物体吸收热量的多少跟哪些因素有关？
【师生总结】
同一种物质，吸收的热量跟物体的质量和升高的温度都有关系。
同一种物质，质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越多。
（设计意图：启发学生从生活经验中得出物体吸热多少与质量和升高温度的关系，并结合海水和沙滩的温度差异进行合理猜想，提出探究课题。）
1.【提出问题】
不同种物质组成的物体，在质量相等，升高的温度也相同时，吸收的热量一样吗？
2.【设计实验】
【想想议议】
1．你计划采取什么科学方法来研究自己的实验课题？
2．如何设计实验方案？讨论中，学生主要集中（课件出示）：
（1）怎样比较水和油吸收热量的多少？
（2）实验中，需要测量哪些物理量？
（3）需要哪些实验器材？
（4）怎样设计实验方案和记录实验数据的表格？
让学生以小组为单位进行讨论，并利用手中的器材设计实验证明自己的观点。
教师巡视，并给予必要的点拨。
（设计意图：培养学生交流合作设计实验的能力，培养学生根据问题设计实验和选择器材的能力。）
【归纳总结】师生讨论后，归纳方案如下：
使用相同的电加热器，加热质量相等的不同物质（水和食用油），使它们升高相同的温度，比较它们加热时间的多少（吸收热量的多少) 。
3.【进行实验、收集数据】
出示【友情小提示】
1．注意温度计、天平的正确使用；
2．实验中注意安全；
3.小组同学分工明确，各负其责。
搜集办法：
1、 质量少一些的水
2、 用温水
3、 加大火力
质量大的吸热多。
温度升高的多的吸热多。
思考、回答：质量、升高的温度、物质的种类。
学生猜想。
学生小组交流讨论：运用控制变量法，保持质量和升高的温度相同，物质的种类不同。
比较加热时间的长短。
选用哪个装置作为热源：选用相同的电加热器。
实验器材：天平、温度计、秒表、电加热器、烧杯、水、食用油。
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总结结论
比较不同物质吸热情况的方法
教师巡视、指导学生分组实验。鼓励学生动手实验，收集记录数据，鼓励学生间的交流和合作。
收集数据
液体
质量
m/kg
升高的温度
(t-t0)/℃
加热时间t/min
吸热多少
水
0.1
10
4
多
煤油
0.1
10
2
少
（设计意图：培养学生合作实验能力，培养严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。使学生体会控制变量法的使用。）
4.【分析论证】
组织学生展示实验结果。
【归纳总结】 质量相等的不同物质升高相同的温度时，吸收的热量是不相同的。
5．【评估】
在刚才的探究实验中运用了哪些研究问题的科学方法？实验设计有没有不合理的地方？操作中有没有什么失误？从实验中你还有什么新发现？
【深化引导】
不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不相同的，即不同种物质的吸热能力是不相同的。
怎样比较不同物质这种性质上的差别呢？
【比一比】哪种物质的吸热能力强
情境一：升高的温度、吸收的热量相同，质量不同
物质
质量
升高的温度
吸收的热量
铅
3 kg
10 ℃
0.39×104 J
铜
1 kg
10 ℃
0.39×104 J
情境二：质量、吸收的热量相同，升高的温度不同
物质
质量
升高的温度
吸收的热量
水
1 kg
10 ℃
4.2×104 J
各小组提出自己的实验方案，派代表展示。
明确实验目的和做法，小组合作进行实验并记录数据。
分析实验数据，展示实验结果质量相等的水和油,升高相同的温度，水比油所需时间长，总结实验结论。
学生交流反思。
学生比较：升高的温度、吸收的热量相同时，质量小的物质吸热能力强。
学生比较：质量、吸收的热量相同时，升高的温度少的物质吸热能力强。
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比热容的
定义
符号
单位
总结
沙石
1 kg
45 ℃
4.2×104 J
情境三：质量、升高的温度、吸收的热量均不同
物质
质量
升高的温度
吸收的热量
水
2 kg
5 ℃
4．2×104 J
煤油
3 kg
10 ℃
6.3×104 J
【类比速度】在运动的路程不同，时间也不同时，我们是怎样比较运动快慢的？
【小结】
质量、升高的温度、吸收的热量均不同，求出吸收的热量与质量和升高的温度乘积的比，比较单位质量的物质温度升高1℃时吸收的热量。
（设计意图：学生类比速度交流讨论出比较物质吸热能力的方法 ，使比热容的概念的建立水到渠成，突破教学难点。）
过渡：为了表示不同物质吸热情况的不同，物理学中引入比热容这个物理量。
【问题导学、自主学习】
请大家阅读课文，完成问题导学内容。
定义: 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，叫做这种物质的比热容。（类比速度的定义方法，用比值的方法定义比热容的概念。）用符号 c 表示。
说明：比热容在数值上等于单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量。
单位：焦每千克摄氏度 J/(kg·℃)
【找规律】
一些物质的比热容
物质
比热容/
J·(kg·℃) -1
物质
比热容/
J·(kg·℃) -1
水
4.2×103
砂石
0.29×103
酒精
2.4×103
铝
0.88×103
煤油
2.1×103
干泥土
0.84×103
蓖麻油
1.8×103
铁、钢
0.46×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
【总结规律】不同物质比热容一般不同；同种物质，物态不同，其比热容也不同；水的比热容最大。
c水=4.2 ´ 103 J/(kg·℃)
物理意义：表示1kg的水，温度升高1℃
思考回答：用路程与时间的比，求出单位时间内通过的路程，即速度，来比较快慢。
各小组类比速度讨论交流：用吸收的热量与质量和升高的温度的比，求出单位质量的物质温度升高1℃时吸收的热量，来比较吸热能力大小。
学生阅读课文，完成问题导学内容：
1．一定质量的某种物质，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，叫做这种物质的比热容。用符号 c 表示。
2．热量、质量、温度的国际单位分别是____、____和____，推导出比热容的单位是_________。
3．阅读小资料—一些物质的比热容，你能从中总结出什么规律吗？
4．了解“一些物质的比热容”，水的比热容是_________,其物理意义是_________________。
学生思考、讨论交流：同种物质，吸收的
热量跟它的质量、升高
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规律
比热容的物理意义
比热容是物质的一种特性。
“水的比热容大”这一特点在日常生活和生产中具有的重要意义。
所吸收的热量是4.2×103J 。
【合作研讨、深化认识】
1、一桶水与一杯水比较，谁的比热容大？
2、比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度有关吗？
【强调】某一种物质的比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度无关。物质的比热容由物质的种类（本身特性）、物态决定。比热容是物质的一种特性，可以用比热容来鉴别物质的种类。
（设计意图：培养学生自主学习能力和分析归纳能力、语言表达能力。）
【回归生活】
1、 【想一想】为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？
现象释疑：沿海和内陆地区为何昼夜温差不同呢？新疆的谚语，你能说出它的道理吗？
师生总结：水的比热容较大利于调节温度。
2、【议一议】我国北方楼房的暖气用水作为介质，把燃料燃烧产生的热量带到房屋中取暖。用水做输送能量的介质有什么好处？
在生活、各种产业中，还有没有用水来加热或散热的情况？
师生总结：水的比热容较大，用水作冷却剂和取暖效果好。
在日常生活中，还有哪些地方利用了物质的这一属性？
（设计意图：让学生了解比热容与生活的联系，尝试用比热容解释简单的自然现象，培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的情感，培养学生语言表达能力。）
【扩展性实验】
用传感器比较不同物质的比热容。
（有条件的学校可以进行实验演示。）
【练一练】
1．下列说法正确的是（ ）
A．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的一半
的温度成正比，说明吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比是个定值，说明比热容与物体的质量、吸收的热量、升高的温度无关，比热容是物质的一种特性。
学以致用、讨论总结：
1、因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢。
2、水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多（用水作冷却剂效果好）；在质量一定的条件下水降低相同温度时, 放出的热量多，用热水取暖效果好。
搜集应用实例：汽车发动机用水来冷却、暖水袋用热水取暖。
城市里修建人工湖调节气温。沙子比热容小，炒干果熟的快，且受热均匀等。
学生阅读课文，了解用传感器比较不同物质的比热容的方法、过程。
学以致用：
1．理解比热容是物质的一种特性，与物质的种类、物态有关，与质量、吸热多少、温度高低无关，答案选C
2．水的比热容 沙子的 比热容
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B．吸收热量多的物质，比热容一定大
C．物质的比热容是物质的一种特性，跟物体的质量、吸热多少、温度高低无关
D．同种物质的比热容一定相同
2．海边昼夜温差变化比沙漠______，适于居住，原因是__________比___________大。
（二）热量的计算
【想想议议】
由水的比热容知质量为1kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是4.2×103J,那么
①质量是5kg的水,温度升高1℃所吸收的热量是______________________。
②质量为1kg的水,温度升高10℃所吸收的热量是_____________________。
③质量为5kg的水,温度升高10℃所吸收的热量是_____________________。
④如果用Q吸代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t0和t分别是加热前后物体的温度,通过以上计算,可以总结出一个计算热量的公式:Q吸=_______________
如果要计算物体降温时放出的热量,那么公式又应是Q放=________________。
总结为：
【典例剖析】
把质量为2㎏、温度为50℃的铝块加热到100 ℃，铝块吸收的热量是多少？[c铝=0.88×103J／（㎏·℃）]
提问：解答物理计算题的有哪些基本要求？
【练一练】
有一根烧红的铁钉，温度是800 ℃，质量是1.5 g。它的温度降低到20 ℃，要放出多少热量？
（设计意图：通过具体问题，引导学生利用比热容的定义得出热量计算的公式，并尝试运用，加深学生对知识的理解。）
学生讨论交流计算热量的方法：
得出热量的计算公式：Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
学生分析、解答：
解：由公式：
Q吸= c m (t－t0)
= 0.88×103J（㎏·℃） ×2 ㎏×（100 ℃－50℃）= 8.8×104 J
答：铝块吸收的热量是8.8×104 J。
三、课堂小结：
回顾本节课的学习内容
本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?
收获背篓：学生讨论梳理知识，交流收获和疑惑。
四、课堂检测
教师巡视、讲评
学以致用完成检测题、解答见附件1
五、布置作业
出示思考题题目 见附件2
课后完成
【板书设计】
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第三节 比热容
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一．比热容
1．定义：
2．单位：J∕(㎏·℃)
3．水的比热容较大：
c水 = 4.2×103 J/(㎏·℃)
物理意义：
应用：
4．比热容是物质的一种特性
二．热量的计算
Q吸 = c m (t－t0)
公式：
Q放 = c m (t0－t)
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【教学反思】
一、教案的“亮点”
1．注重与生活的紧密联系，首先从生活中现象引入新课，接着通过体验烧水现象进入比热容的探究学习，再应用比热容的知识解释现象，感受知识来源于实践而又应用于实践的辩证关系。可以使学生体验到物理知识在生活中的重要作用。
2．设置情景层层深入的让学生自主分析比较得出比较物质吸热能力的三种方案，从特殊过渡到一般，并类比速度定义法使比热容概念的建立水到渠成，突破教学难点。
3．注重合作探究形成知识的过程，以学生为主体，引导、点拨学生，让学生小组合作探讨、实验，展示成果，得出结论。让知识的生成，水到渠成。
二、教学中易出现的问题
1．比热容概念的建立是难点，直接把概念给学生不利于理解概念。可以设置具体的情境，让学生从特殊过渡到一般，并类比速度，比较物质的吸热情况，建立比热容的概念。
2．学生在分析水的比热容大在生活中的作用时存在一些困难，往往会出现用教师的活动代替了学生的思考过程，学生的主观能动性受到限制。
附件1 【课堂检测】
1. 海边的昼夜温差比沙漠地带要小得多，这主要是因为水的 比较大的缘故，相同质量的海水和砂石，吸收相同的热量后， 的温度升高得少。
2．水的比热容较大的性质,在日常生活中有着广泛的应用,下列事例中哪个不是应用这一性质( )
A．北方冬天,用热水循环来供暖
B．初春傍晚在秧田里灌水可防止秧苗冻坏
C． 用水冷却汽车的发动机
D． 夏天给教室洒水,感觉凉爽
3．由，关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（ ）
A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍
B．若质量增大一倍，则比热容减至一半
C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍
D．无论质量多大，比热容都一样
4．为了比较水和煤油的吸热能力，小明设计了如下实验步骤：
A．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油
B．用两支温度计分别测出水和煤油的初温
C．在烧杯中，分别放人功率相同的电热器，加热时间相同
D.用温度计分别测出水和煤油的末温。
小聪认为：
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(1)步骤A存在的错误是： ；
应改为 ；
(2) 在步骤C中，用加热时间的长短来表示物质 ；
(3)步骤B和D是为了得出水和煤油的 。
(4)在此实验中，需控制的变量其中多余的是( )
A．采用完全相同的加热方式
B．酒精灯里所加的酒精量相同
C．取相同质量的水和煤油
D．盛放水和煤油的容器相同
(5) 若加热相同的时间， （水，煤油）升高的温度更高．
5．10kg的铁块从80℃降温至20℃，放出的热量是多少？这些热量可使2kg的水从30℃升温至多少℃？铁的比热容是0.46×l03J/( kg·℃)
答案：1.比热容 水 2.D 3.D 4. (1）装入等体积的水和煤油，装入等质量的水和煤油（2）吸收的热量相同（3）升高的温度（4）B（5）煤油 5.2.76×l05J 62.9
附件2【作业思考题】
1．用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为500克、初温为20的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为 焦。[甲液体的比热容为1．8×103焦／(千克·℃)]
2．夏天，高楼林立的城市内的气温往往要比郊外高几摄氏度，这种现象在气象学上称为”热岛效应“。请结合我们当地的情况，撰写一份关于热岛效应的成因和对环境的影响，以及如何改善的报告。
答案：1. 小于6.3×l04 2.略
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