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教学设计课程基本信息学科科学年级九年级学期秋季课题物体的内能(第二课时)教科书书名科学教材出版社浙江教育出版社教学目标.科学概念()说出物质吸收热量的影响因素11()说出比热容的概念、单位和意义
2.科学思维()运用比热容的知识解释生活中的现象21()运用公式对物质吸(放)热量进行分析计算
2.探究实践遵循控制变量原则,设计实验探究吸热的影响因素
3.态度责任感受科学在生活的应用,体会理论和实践的统一4教学内容教学重点.比热容概念的理解.运用公式二对相关物理量进行计算12Q cmAt,教学难点运用比热容的知识解释生活中的各种现象
1.教学过程【环节一】设问通过上节课的学习,我们知道,在热传递过程中,高温物体放出热量,低1温物体吸收热量那物体吸收热量与哪些因素有关呢?结合生活中的一些例子来思考烧开一壶水和烧开半壶水,哪种情况水吸收的热量多?
1.把室温下的一壶水加热到和加热到℃哪种情况水吸收热量多?
2.90C60,介绍很明显,两者比较,是烧开一壶水,把水加热到℃吸收的热量更多90说明,物体吸收的热量与质量、温度的升高量有关设问在这些例子里,大家是通过什么现象来比较吸收热量的多少呢?2介绍没错,吸收热量多的,加热的时间会更长也就是说,当加热装置相同的情况下,我们可以通过比较加热时间来比较物体吸收热量的多少这里用到了一个非常重要的科学方法一一转换法在科学中,对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法就叫转换法设问那么等质量的水和煤油,升高相同的温度,他俩吸收的热量会相同吗?我们该如何设计3实验来证明自己的猜想呢?介绍为了体现实验的控制变量原则,我们要取等质量的水和煤油,用相同规格的酒精灯对其加热,并且要使两者升高相同的温度比较两者吸收热量的多少,我们可以转换为比较升高相同的温度所需的时间设计好实验思路后,选择合适的器材进行实验,请看实验本次实验的水和煤油初温为(停顿几秒)观察并记录两者升温℃、℃、℃即温度到达
25.9C,102030,、℃、时所需的时间接下来,请看实验过程
35.9C
45.
955.9C分析实验数据我们不难发现,质量相同的水和煤油,升高相同的温度,水加热时间更长,也就是水吸收的热量大于煤油吸收的热量;此外,实验过程中,我们还可以观察到,加热相同的时间,质量相同的水和煤油,水升高的温度更低,即升温更慢这种种现象都表明,物体吸收热量多少还与物质的种类有关,且水的吸热能力比煤油强【环节二】介绍为了反映物质的吸热能力,科学上引入了比热容的概念比热容是指单位质量的某种物质,温度升高℃所吸收的热量,符号表示1c单位是焦/(千克℃)读作焦每千克摄氏度,符号是(℃)•,J/kg-o单位质量的某种物质,温度降低℃所放出的热量与它温度升高所吸收的热量相等,数11C值上也等于它的比热容比热容是物质的一种特性,反映物质吸热或放热能力的大小,只与物质种类有关,而与物体的质量、温度变化等因素无关设问这是一些物质的比热容,仔细观察表中数据,说说你发现了什么?
4、不同物质的比热容一般不同,有个别不同种物质,它们的比热容相同(如冰、煤油);
1、同种物质的不同状态,比热一般不同;
2、一般情况下,液态物质的比热容比固态物质的比热容大;
3、从表中可见,水的比热最大,是煤油比热的倍、砂石的倍多424【环节三】下接来,我们利用比热容的知识来解释一些生活现象设问为什么同样的阳光照射的条件,一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大?5因为内陆地区沙石多,沿海地区水多水的比热容比砂石大得多在质量和吸收或放出的热量相同的条件下,水的温度的变化比砂石要小得多因此,在同样的阳光照射的条件下,一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大设问因为陆地和海洋构成物质的比热不同,使得海边白天和黑夜吹的风向也会不同你知道6有什么区别吗?因为水的比热容比沙石泥土的比热容大得多在白天相同的日照条件下,水升高的温度比沙石泥土的小,所以海面的空气温度低,密度大,气体下沉;而陆地的空气温度高,密度小,气体上升形成对流后,近地面,空气会从海洋吹向陆地,形成海风在晚上,水和沙石泥土放出相同的热量,水的温度比沙石泥土降低得慢,所以海面上空的空气温度比陆地上空的温度高,密度小,气体上升所以风会从陆地吹向海面,形成陆风设问新疆有句谚语“早穿皮袄午穿纱,怀抱火炉吃西瓜”你能说出它的道理吗?7设问“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中具有重要的意义你能试着解释8以下两个问题吗?汽车发动机为何用水来冷却?1冬天的散热器俗称暖气片为何用热水供暖?2因为水的比热容大相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,冷却效果好,所以汽车发动机的冷却剂选用水;相反,降低相同的温度时,相比于其它物质,水放出的热量多,因此选水作为取暖剂【环节四】设问至此,我们已经了解了影响物体吸收热量的多少与质量、温度的升高量、物质的种类,9即比热容有关那如何定量计算物体吸收热量的多少呢?比如质量为千克、温度为℃的水加热到吸收多少热量?52070C,分析我们试着分析一下根据水的比热容,我们可以知道,千克的水在温度升高℃时所吸11收的热量为,
4.2X10J千克的水在温度升高℃时所吸收的热量为义
514.210‘JX5千克的水在温度升高℃时所吸收的热量为义
5504.210‘JX5X50我们可以这样来计算这个问题,水吸收的热量二℃转化成对应
4.2X103j/Qg•c X5kg X50,的物理量是义・是比热容、是质量、℃是升高的温度,
4.210J/kg°C5kg50那么我们的计算公式吸收的热量二比热容*质量*升高的温度用符号来表示吸=(末初),其中吸表示吸收的热量,表示比热容,表示质量,Q cmt tQ cm末表示末温,初表示初温如果物体放出热量,温度降低,则放=(初末)我们也t tQ cmt t可以用来统一两个公式,其中表示温度的变化量Q=cmAt At接下来,我们试着应用公式来解答问题【例】一块质量为千克的铁块,温度从加热到℃铁块要吸收多少热量?1510C200,分析这个题目,已知铁的比热容、质量、初末温,求吸收的热量,我们可以直接将各个物理量代入公式计算看下列式Q=cmAt焦/(千克•℃)千克义(℃℃)=
0.46X103X520010焦=
4.37X105做题时,我们先要明确已知量和待求量一选择公式一并将已知量代入一最后计算出结果注意吸收热量的多少与温度变化量有关,与温度高低无关[例]质量为千克的砂石和水,它们都吸收了焦的热量,升高的温度各是多少?
227.36X104分析这个题目,已知水和砂石的比热容、两者的质量和吸收的热量,求温度的变化量,我们需要将本公式进行变形,再将各个物理量代入计算请看计算过程根据公式吸=cm(/・Q=可得A尸金一cmCi
7.36X io4\t=_________=____________________________午,n(Mx/蕉/(千克巴?千克
7.36X104蕉\I=______=__________________________________________________Ho oQr1L网■
4.2X1()3蕉/(千克・%)X2千克.‘注意“升高”、“升高了”是指“温度变化量上”;“升高到”是“末温t”“降低”、“降低了”是指“温度变化量;“降低到”是“末温At”t”【课堂总结】本节课,我们学习了物体吸收或放出热量的影响因素,有质量、温度的变化量、比热容还详细学习了表示不同物质吸热能力的物理量一一比热容,它是指单位质量的某种物质,温度升高或降低℃所吸收或放出的热量以及比热容的单位和意义并且,还应用比热容的知识定1性的解释生活中的各种现象,比如为什么一天中内陆比沿海的温差更大;海边白天和黑夜的不同风向;以及利用水的大比热,将水作为制冷剂或取暖剂我们还学习了计算吸收和放出热量的公式其中仅表示温度的变化量Q=cmAl,【作业布置】最后一部分是本堂课的作业请同学们完成课堂中提出的思考题新疆有句谚语“早穿皮袄午穿纱,怀抱火炉吃西瓜你能应用比热的知识说出它的道理吗?第二部分是完成基础知识巩固的内容。