《探究——物质的比热容》
教材分析：
教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上,进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关,从而提出了比热容的概念,它是本章的重点知识。本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题,经过探究活动得出结论,并应用探究所得解决实际问题,新教材更为关注的是学生的生活体验和实验探究。本课时教学内容主要是比热容的概念的建立,这是下节课进行热量计算的基础。 从学生角度看,学生已基本掌握探究的模式程序,基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用,本节的探究活动教材采用的是一种开放式的探究模式,充分发挥学生的主动性和创造性,让学生在探究活动中切实体验物质的热属性,以加深学生对比热容概念的理解。 教学目标： 【知识与能力目标】
1.尝试用比热容解释简单的自然现象。 2.能根据比热容进行简单的热量计算。
3.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。 【过程与方法目标】
1.通过探究,比较不同物质的吸热能力。
2.通过阅读“气候与污染”,了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解一下“热岛效应”。 【情感态度价值观目标】
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。 教学重难点： 【教学重点】
理解比热容概念并能利用它解释有关现象。 【教学难点】
比热容的概念和热量的计算。 课前准备：
1.教师研读课标、教材，撰写教学设计，制作多媒体课件。 2.学生预习本课内容，收集有关资料。
3.实验器材：温度计、烧杯、热得快、铁架台、水、沙子、煤油、搅拌棒等。 教学过程：
一【抛锚】设置情境，引出问题
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(大屏幕投影大海美丽的图片) 提问:美不美? 想不想去?
想象是无限的,“心有多大,舞台就有多大”,假如我们现在身临其境,在海边玩耍,赤着脚走在沙滩上会有什么感觉?(学生回答)走在海水中又是什么感觉?(学生回答)。
我也会有这样的感觉,那么为什么会觉得沙滩上烫脚而海水中却不怎么烫呢?(学生对这一问题进行简短的讨论)学习本节知识后你自然会明白。
二、【探锚】探究问题，分工合作 （一）科学探究物质的比热容 1.提出问题
同学们在生活中一定烧过水,一壶水容易烧开还是半壶水容易烧开?(学生回答)将一壶水烧开与烧热,哪个需要时间长?(学生回答)。
烧水时,水吸收的热量可能与哪些因素有关?有什么关系?请同学们猜想一下。 (继续提问)对于不同的物质,例如,水、沙子、煤油,如果它们的质量相同,温度升高的度数也一样,它们吸收的热量是否相同?它们的吸热能力是否相同?
2.作出猜想
学生可能从生活中的经验进行多种猜想:
如:吸热能力不相同,夏天到海边洗澡时,会感觉沙子烫脚,而海水却比较凉;沙子的温度高,说明沙子的吸热本领大。
如:吸热能力相同,因为它们受同样的太阳光照射。 ……
教师总结说明:吸收热量多少、或温度变化多少,都反映了物质吸热能力的大小。怎样通过实验比较不同物质的吸热能力呢?请同学们参看桌上的实验器材,边讨论边合作设计实验方案。
3.制定计划与设计实验
让学生分小组合作讨论并设计方案。
( 在学生讨论的过程中教师要加入学生的探究设计环节,倾听学生的思路,并适时加以点拨,培养学生的创新思维和创新意识。)
教师让学生进行实物投影展示设计方案,并让学生口头表述自己的设计思路。 学生可能设计的方案:
（1）用相同质量的水和沙子,加热相同时间,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的强弱。
（2）用相同质量的水和煤油,温度升高相同时,通过比较它们加热时间的长短来比较吸热能力强弱。
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教师将实验设计中相同或相似方案的学生重新分组。并把实验中可能遇到的问题先提出来讨论,有助于实验的顺利完成。
（3）设置问题:
a.你会选择什么物质作为研究对象?应该用什么实验方法?
(选择水、干砂石既可满足“不同物质”,又可使探究对象更具普遍性,因此地球表面的主要组成物质是“水、土、砂”;在探究时采用“控制变量法”,使水、砂的质量相等,因为质量也是影响吸热的因素。)
b.怎样获得质量相同的水和沙子? c.怎样测出它们的温度?
d. 教材上的实验装置能否很好的完成本次探究活动?本套装置有何缺陷?该如何改进? (建议学生用“热得快”,能更好的控制不同物质在单位时间内吸收的热量相同。并且在给沙子加热时需要不断地搅拌,让沙子的各个部分均匀受热。)
e.怎样确定它们吸收的热量是否相同?
学生思考、讨论,并逐一回答,教师作正确引导,把学生的方法引向更合理的途径上。 4.进行实验与收集数据
表1 质量相同、加热时间相同时升高的温度/℃
水 沙子(煤油) 升高的温度/℃ 表2 质量相同、升高相同的温度时加热的时间/S 水 沙子(煤油) 加热的时间/S 5.分析归纳 请同学们从这些数据中,总结出不同物质的吸热能力,谁的吸热能力强,谁的吸热能力弱。
学生自由讨论,并归纳结论。
可能存在的分歧:在第一种设计方案中用相同质量的水和沙子,加热相同时间,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的强弱时。很多同学都可能认为沙子温度升高的要高,所以沙子的吸热能力强。这实际上是学生已习惯的顺向思维方式阻碍了学生正确判断。我们可以做一个类比分析:同样是一篇课文,有些同学需要40分钟才能背下来,而有些同学只需要20分钟就可以背熟了,很显然需要时间短的同学的记忆能力更强。所以我们可这样理解:在给等质量的水和沙子加热时,水只需要升高较小的温度就可以吸收与沙子相同的热量,当然水的吸热能力强。其实这种逆向的思维方式在速度、功率中也有体现。
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让学生展示自己的结论,在学生结论时要求学生说出自己的依据,并明确谁的吸热能力强(或弱)?为什么它的吸热能力强(或弱)?教师指出其中不严密的地方,加以引导和纠正。
6、得出结论
a、在给等质量的水和沙子加热时,让它们吸收相同的热量,水升高的温度低,吸热能力强;沙子升高的温度高,吸热能力弱。
b、在给等质量的水和沙子加热时,让它们升高相同的温度,水吸收的热量多,水的吸热能力强;沙子吸收的热量少,沙子的吸热能力弱。
（二）比热容概念
在物理学中怎样表示各种物质在这种性质上的差异呢?
类比分析:在研究物质的质量与体积的关系时我们发现:同种物质的质量与体积之比是一定的,而不同物质的质量与体积之比一般是不同的。在物理学中我们用密度来表示不同物质的这种特性。
物理学中我们也引入了比热容这个物理量,来表示不同物质吸热能力不同的特性。 1.定义:单位质量的某种物质温度升高1oC吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热。
比热是通过比较单位质量 的某种物质温度升高1oC是吸收的热量来表示各种物质的不同性质。
2.单位:在国际单位制中,比热的单位是焦耳/(千克·℃)【J/(㎏·℃)】,读作焦耳每千克摄氏度。
a焦耳/(千克·℃)表示:质量为1千克的该种物质,温度每升高1 ℃时(或降低1 ℃时)吸收(或放出)的热量是a焦耳。
几种物质的比热:(屏幕投影)
不同物质的比热容不同,比热容是物质的一种属性。 (提问)请同学们分析讨论从这个表中你可以得到哪些信息? (三)比热容与生活
现在同学们应该知道沙子烫,而海水凉的道理了吧?那么到了晚上谁的温度要高?为什么?(学生进行简短的讨论后回答)
教师继续设置问题,让学生讨论解决。 问题:
1.为什么沿海地区昼夜温差比较小，而内陆地区昼夜温差比较大呢？ 2.为什么北方冬季供暖和汽车发动机冷却剂都用水作为工作物质呢？
(给学生充分的讨论时间后回答,将物理知识与生活、生产相联系,体现物理是有用的。) 师:请同学们完成下列巩固练习。(用屏幕显示) （四）热量的计算
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请同学们思考,2kg铝温度从30℃加热到100℃,怎样计算铝块吸收的热量?(屏幕显示) 学生小组合作讨论,做出解答。
师生共同分析归纳,总结出热量计算公式:Q=cmΔt。 三、【定锚】交流评价，巩固练习
1.为比较不同物质的_吸热_能力,引入了比热。水的比热是4.2×l0³J/(kg·℃。 2. 水的比热是4.2×l0³J/(kg·℃),这说明1kg的水每升高或（降低）1所吸收或（放出）的热量是4.2×l0³J _。
3.下列说法正确的是（ D ） A.物体温度越高，比热容越大 B.物体的质量越大，比热容越小 C.物体吸收的热量越多，比热容越大
D.物质的比热容跟物体的质量大小，温度变化的多少以及物体吸收热量的多少都无关。 4.下列物质的比热容发生改变的（ B ）
A.一杯水倒掉半杯 B.水凝固成冰 C.0℃的水变成4 ℃的水 D.将铁块锉成铁球 5.质量为8kg的热水,从100℃降到80℃放出的热量是多少? 四、【思锚】课后反思，改进不足
本节课采用了抛锚式教学模式来进行教学。在此种教学模式的探索中，我对本节课进行反思：
在上述的教学过程中，个人感觉第五步在实际教学中不成功，主要表现在以下方面，第一，教师教学设计中不能充分的估计学生的实际表现和能力，所以在设计中害怕学生不能够分析出水的比热容在生活中的作用，用教师的活动代替了学生的思考过程，帮助学生分析了比热容在生活中的作用。由于估计不足，以及害怕学生活动停滞，所以仅接着教师又代替学生进行了下列的活动，即帮助学生分析比热容在生活中的应用，如：教室取暖、机器冷却、稻田对稻苗保温，并且帮助学生解释了沿海地区比内陆地区昼夜温差小的原因，充分的体现了教学的主体活动，而忽视了学生的主观能动性，学生在这一环节上是忠实的听众。
总体上这一节课个人感觉还是成功的，大体上一直是在引导学生参与到教学活动中来的，学生的活动也比较多，最后的板演，很好的发现并纠正了学生的错误，提醒学生以下面的练习中要注意这些问题，效果不错。
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