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(4)尝试用比热容解释简单的自然现象.。
(5)能根据比热容概念进行简单的求物体吸收或放出热量,温度升高或降低度数的计算。
(6)从学生生活经验中总结同一种物质,温度升高时吸收的热量与物体质量、升高的温度的关系。
(7)设计实验探究,比较不同物质的吸、放热性能。
(8)利用探究实验的结论引人比热容概念。
(9)通过具体例证学习利用比热容计算物体温度变化时吸收或放出热量;
解释简单的自然现象。
(10)在实验探究过程中培养学生分工协作的团队精神。
(11)通过了解“热岛效应”,提高学生关心人类赖以生存的自然环境的意识。
【教学理念】:
制定探究不同物质的吸、放热性能的实验计划,设计实验方案,比热容的概念的建立是本节的重点。
教学重点:
制定探究不同物质的吸、放热性能的实验计划,设计实验方案,比热容的概念的建立。
教学难点:
1.制定探究不同物质的吸、放热性能实验计划,设计实验方案,分析、评估实验结果。
2.用比热容解释简单的自然现象。
教学方法:
以讨论与实验为主的综合启发式教学模式
第一课时研究物质的比热容
(一)
教学器材
学生分组实验器材:
根据自己设计的实验方案,白选实验室或身边的器材。
教学过程
一、提出问题
看课文第63页图13-7,思考:
在地球上同一纬度,为什么海滨城市早晚的气温变化不明显,沙漠早晚的气温变化很大?
教师:
要解释上述现象就要了解不同物质吸、放热的性能等有关问题。
二、探究物质吸、放热性能
1.引导学生猜想:
物质温度变化时吸收、放出热量的多少与哪些因素有关?
可能与物体的质量、温度的变化大小、物质的种类有关。
2.从学生生活经验中总结同一种物质,吸收或放出的热量与物体质量和温度变化量有什么关系?
(1)探究同一种物质,温度升高时吸收的热量与物体质量、升高的温度的关系。
以家里烧开水为例,讨论:
①在加热条件不变的情况下:
水烧开的时间与水的质量有什么关系?
②在加热条件不变的情况下:
一定质量的水,加热时升高的温度与加热时间的长短有什么关系?
结论:
水的质量越大,温度升高的越多,吸收的热量越多。
(2)让学生例举其他事例说明同一种物质,温度降低时放出的热量与物体质量、降低的温度的关系。
(3)概括以上讨论得到的结论:
同一种物质,质量越大,温度变化越大,吸收或放出的热量就越多。
3.探究不同物质的吸、放热性能
(1)制定计划与设计实验
让学生阅读课文第63页右下角方框中的实验指导意见以及课文提示的实验中着重要解决的三个问题。
然后分小组讨论设计怎样的实验方案,将所设计的实验方案填在课文第64页上方的方框中。
(2)交流设计的实验方案
①学生先交流自己设计的实验方案.然后教师也将自己设计的实验方案与学生交流:
实验方案a:
取质量和温度相等的水和煤油装入如图13-2-1所示的装置中,用相同的电加热器加热(相同的电加热器在相同的时间内供热相等)。
温度计观察煤油或
水升高的温度,搅拌器搅拌使煤油或水加热均匀,用秒表测量加热时间。
升高相同的温度,加热时间长的液体吸收热量多。
实验数据可用下面所示的表格记录。
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
升高温度t2-t1/℃
通电时间
煤油
水
实验方案b:
取质量和温度相等的砂和水装入如图13-2-2所示的装置中,用相同的酒精灯加热。
实验方法与实验方案a相同。
实验方案c:
在两个如图13-2-3所示的容器中装入质量相等的水,将加热后质量和温度相同的铁块和铜块浸没在水中,铁块和铜块放热,使水的温度升高。
水的温度升得越高说明水吸收的热量越多,同时也可以判断铁块和铜块降低相同的温度所放出的热量的多少。
②让学生阅读课文第64页“信息链接”了解文中介绍的实验方案。
(3)进行实验与收集数据
可以按照自己设计的实验,也可以按照老师和课文介绍的实验方案分小组进行实验。
实验过程鼓励同学发扬团队精神,分工协作,认真测量和记录实验数据。
(4)分析论证
各实验小组根据测量的数据进行分析,比较看相同质量的两种物体,当它们升高相同的温度时,加热时间的长短是否相同,进而判断它们吸收的热量是否相同;
或者根据实验测量的数据进行分析,比较看相同质量的两种物体,当它们降低相同的温度时.放出的热量是否相同。
实验结论:
质量相同的不同物体的升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)的热量是不同的。
(5)各实验小组交流实验方法和实验结论。
如出现个别小组所得出的结论与其他实验小组不同,则共同分析实验操作或实验数据分析过程中可能出现的问题。
三、小结
从实验探究我们看到:
物体在温度变化时吸收或放出的热量的多少跟物体的质量和升高的温度有关,还跟组成物体的物质种类有关。
物质的吸、放热性能也是物质的特性。
下节课继续学习。
四、布置作业
课后用不同于课堂的另一种实验方案进行实验,看看实验结论如何。
第一课时作业设计
1.为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,一个实验小组做了如下实验:
在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热.下表是他们的实验记录.根据实验记录回答下列问题:
烧杯号
液体名称
加热时间
l
300
20
30
12
2
150
6
3
4
25
(1)分析比较 (填烧杯号)烧杯的实验记录,可得出的初步结论是:
在质量和升高的温度都相同时,不同液体吸收的热量不同。
(2)分别分析比较1、2和3、4两烧杯的实验记录,结合
(1)中的结论,然后综合归纳可得出:
液体温度升高时吸收热量的多少与 、 、 有关系。
(3)从表格记录的数据可以看出:
实验所用的方法是:
2.学过比热容知识后,小刚同学想用水来测量在阳光直射下.地球表面每lm2lh吸收多少J太阳能量。
请你参与一起设计这个实验的方案。
已有的实验器材:
已知横截面积s的直圆桶1个,已知装到直圆桶内的水的质量m,还需要哪些器材?
说出你的实验方法和要测量的量?
3.小明在烈日当空的海边玩耍,发现沙子烫脚,而海水却很凉。
同样的太阳光照射,为什么会出现不同的结果呢?
小明想:
是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢?
于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行研究。
小明在两个相同的玻璃杯中分别装上了相同质量的海水和沙子,用一个lOOW的白炽灯同时照射它们,并用温度计测出它们不同时刻的温度值,记录的数据如下表所示。
照射时间t/min
8
10
温度t/℃
海水
31.0
31.6
32.1
32.5
32.8
33.0
33.1
沙子
33.8
34.8
35.8
36.0
36.3
(1)小明要探究的物理问题是什么?
(2)小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像,如图13-2-4所示。
请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。
(3)分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像,你能得出什么探究结论?
第二课时研究物质的比热容
(二)
教学器材
教师演示器材:
城市“热岛效应”投影资料。
课前准备
阅读课文,了解比热容概念。
教学过程
一、比热窖
1.复习上节课的实验结论。
2.教师:
物理学中为了比较不同物质在吸、放热性能上的差异,引入了比热容这个物理量。
因为在相同条件下比较,即质量相同[取单位质量(1kg)],温度升高(或降低)相同(取升高1℃)条件下比较起来最为方便。
所以把单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。
3.让学生阅读课文第65页比热容定义,了解比热容用符号c表示,它的单位用符号J/(kg℃)表示,读作“焦耳每千克摄氏度
4.让学生读并记住水的比热容是4.2
5.比热容表
(1)教师:
象密度一样,每种物质都有自己的比热容,为了应用上的方便,科学家用实验的方法测定了一些物质的比热容,并将其列成表。
让学生阅读课文第66页比热容表:
(2)查铝的比热容,并说明数据所表明的物理意义。
(3)比较表格中的数据,看看有什么发现?
从中总结出你认为具有规律性的看法:
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。
二、比热容知识的应用
1.比较砂石与水的温度变化
(1)解答课文第65页“活动2”中的问题
①明确所要解决的问题:
计算质量均为2kg的砂石和水,它们都吸收了7.36×
103J的热量,升高的温度各是多少?
②求砂右升高的温度。
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·
℃)
lkg砂石温度升高1℃.吸收的热量是O.92×
103J
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×
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(℃)
③求水升高的温度
△t水=7.36×
103/(4.2×
2)=8.8(℃)
让学生用类似求砂石升高的温度的方法计算水升高的温度,
(2)比较△t和△t,,可以看到砂石的比热容比水小得多,吸收相同的热量,砂石的温度升高的度数比水大得多。
(3)让学生尝