2024秋九年級(jí)物理上冊(cè) 第12章 內(nèi)能與熱機(jī)12.3 研究物質(zhì)的比熱容第2課時(shí) 熱量計(jì)算教學(xué)實(shí)錄（新版）粵教滬版

2024秋九年級(jí)物理上冊(cè)第12章內(nèi)能與熱機(jī)12.3研究物質(zhì)的比熱容第2課時(shí)熱量計(jì)算教學(xué)實(shí)錄（新版）粵教滬版課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課以“研究物質(zhì)的比熱容”為主題，通過實(shí)驗(yàn)探究和理論計(jì)算，使學(xué)生掌握熱量計(jì)算的基本方法，理解比熱容的概念，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。教學(xué)內(nèi)容與課本緊密相連，注重實(shí)踐操作，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生理解比熱容的物理意義；提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，運(yùn)用公式進(jìn)行熱量計(jì)算；增強(qiáng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)，認(rèn)識(shí)到能量轉(zhuǎn)換和利用的效率對(duì)環(huán)境的影響；培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論，培養(yǎng)批判性思維。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：熱量計(jì)算公式的應(yīng)用與比熱容的計(jì)算。

難點(diǎn)：比熱容概念的理解和熱量計(jì)算中的誤差分析。

解決辦法：通過實(shí)驗(yàn)演示比熱容的測(cè)量過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察和記錄數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。在講解熱量計(jì)算公式時(shí)，結(jié)合具體實(shí)例，幫助學(xué)生理解公式來源和應(yīng)用條件。針對(duì)誤差分析，引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)條件對(duì)結(jié)果的影響，通過小組討論和課堂提問，引導(dǎo)學(xué)生提出改進(jìn)措施，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解熱量計(jì)算公式和比熱容概念，為學(xué)生提供理論基礎(chǔ)。

2.實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生親身體驗(yàn)比熱容的測(cè)量過程，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

3.討論法：組織學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)中的問題和誤差分析，培養(yǎng)批判性思維。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示實(shí)驗(yàn)步驟和計(jì)算過程，提高教學(xué)直觀性。

2.互動(dòng)軟件：使用教學(xué)軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程。

3.實(shí)物演示：使用比熱容實(shí)驗(yàn)裝置，直觀展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。五、教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“熱量計(jì)算”課題，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，例如：“如何通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量不同物質(zhì)的比熱容？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解比熱容的概念和熱量計(jì)算的基本原理。

思考預(yù)習(xí)問題：針對(duì)預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問，如“為什么不同物質(zhì)的比熱容不同？”

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺(tái)或老師處。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過一個(gè)簡單的比熱容實(shí)驗(yàn)視頻，引出“熱量計(jì)算”課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解比熱容的計(jì)算公式和熱量傳遞的基本原理，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解，例如：通過演示冰塊融化成水的熱量計(jì)算，讓學(xué)生直觀感受比熱容的作用。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生分組討論如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來測(cè)量不同物質(zhì)的比熱容，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

解答疑問：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，如“為什么水的比熱容最大？”進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題，如“比熱容與物質(zhì)的種類和質(zhì)量有什么關(guān)系？”

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如“如何利用溫度計(jì)和熱源測(cè)量金屬塊的熱量？”

提問與討論：針對(duì)不懂的問題或新的想法，如“實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差有哪些？”勇敢提問并參與討論。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)“熱量計(jì)算”課題，布置作業(yè)，如計(jì)算不同物質(zhì)的升溫所需的熱量，鞏固課堂所學(xué)。

提供拓展資源：提供與“熱量計(jì)算”相關(guān)的拓展資源，如在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，供學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，如指出計(jì)算錯(cuò)誤或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)中的不足。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的作業(yè)，如計(jì)算不同物質(zhì)的比熱容，鞏固所學(xué)知識(shí)。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)熱量計(jì)算的理解。

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議，如“如何提高實(shí)驗(yàn)的精確度？”六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.熱量的概念

熱量是能量的一種形式，是物體間因溫度差異而發(fā)生的能量轉(zhuǎn)移。熱量的單位是焦耳（J）。

2.比熱容的定義

比熱容是指單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃時(shí)所吸收（或放出）的熱量。比熱容的單位是焦耳每千克攝氏度（J/kg·℃）。

3.比熱容的公式

Q=mcΔT

其中，Q表示熱量，m表示物質(zhì)的質(zhì)量，c表示比熱容，ΔT表示溫度變化。

4.比熱容的測(cè)量

-穩(wěn)定溫度法：將物質(zhì)放入熱源中加熱，當(dāng)溫度穩(wěn)定后，測(cè)量加熱時(shí)間、加熱功率和物質(zhì)質(zhì)量，從而計(jì)算比熱容。

-穩(wěn)定壓力法：將物質(zhì)放入密閉容器中加熱，當(dāng)壓力穩(wěn)定后，測(cè)量加熱時(shí)間、加熱功率和物質(zhì)質(zhì)量，從而計(jì)算比熱容。

5.比熱容的應(yīng)用

比熱容在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，如：

-熱水器：利用水的比熱容大，可以儲(chǔ)存大量的熱量。

-冷卻系統(tǒng)：利用水的比熱容大，可以快速吸收熱量，用于冷卻設(shè)備。

-熱力發(fā)電：利用水的比熱容大，可以吸收大量的熱量，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。

6.熱傳遞的方式

熱傳遞有三種方式：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。

-傳導(dǎo)：熱量通過物質(zhì)內(nèi)部的微觀粒子振動(dòng)傳遞，如金屬棒的一端加熱，另一端也會(huì)逐漸變熱。

-對(duì)流：熱量通過流體（液體或氣體）的流動(dòng)傳遞，如熱水壺中的水加熱后上升，冷水下降，形成對(duì)流。

-輻射：熱量通過電磁波傳遞，如太陽輻射到地球表面。

7.熱機(jī)的工作原理

熱機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)等。熱機(jī)的工作原理基于以下三個(gè)過程：

-吸熱：熱機(jī)從高溫?zé)嵩次諢崃俊?/p>

-做功：熱機(jī)將吸收的熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

-排熱：熱機(jī)將做功后剩余的熱量排放到低溫?zé)嵩础?/p>

8.熱效率

熱效率是指熱機(jī)將吸收的熱量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的比例。熱效率的公式為：

η=(W/Qh)×100%

其中，η表示熱效率，W表示熱機(jī)輸出的機(jī)械能，Qh表示熱機(jī)吸收的熱量。

9.熱力學(xué)第一定律

熱力學(xué)第一定律表明，能量不能被創(chuàng)造或消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

ΔU=Q-W

其中，ΔU表示系統(tǒng)內(nèi)能的變化，Q表示系統(tǒng)吸收的熱量，W表示系統(tǒng)對(duì)外做的功。

10.熱力學(xué)第二定律

熱力學(xué)第二定律表明，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，而且任何熱機(jī)的熱效率都不能達(dá)到100%。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

ΔS≥0

其中，ΔS表示系統(tǒng)熵的變化，熵是衡量系統(tǒng)無序程度的物理量。七、作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.計(jì)算題：選擇不同物質(zhì)，運(yùn)用比熱容公式Q=mcΔT，計(jì)算在不同溫度變化下，所需吸收或放出的熱量。例如，計(jì)算1千克水從20℃加熱到100℃所需的熱量。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)量某種物質(zhì)的比熱容。要求詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)步驟、所需器材、數(shù)據(jù)記錄方式等。

3.應(yīng)用題：分析一個(gè)實(shí)際生活中的例子，說明比熱容在其中的應(yīng)用。例如，解釋為什么夏天使用隔熱材料可以降低室內(nèi)溫度。

作業(yè)反饋：

1.計(jì)算題反饋：對(duì)于計(jì)算題，首先檢查學(xué)生的計(jì)算過程是否正確，包括單位換算和計(jì)算步驟。對(duì)于錯(cuò)誤的計(jì)算，分析原因，是單位換算錯(cuò)誤、公式應(yīng)用錯(cuò)誤還是計(jì)算過程錯(cuò)誤。給出正確答案，并指導(dǎo)學(xué)生如何避免類似的錯(cuò)誤。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)反饋：對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案是否合理，是否能夠有效測(cè)量比熱容。指出方案中可能存在的問題，如實(shí)驗(yàn)步驟不清晰、數(shù)據(jù)記錄方法不科學(xué)等。提出改進(jìn)建議，幫助學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

3.應(yīng)用題反饋：對(duì)于應(yīng)用題，評(píng)價(jià)學(xué)生是否能夠正確理解比熱容的應(yīng)用，并能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合。如果學(xué)生的回答不準(zhǔn)確或不夠深入，引導(dǎo)學(xué)生重新思考，并提供正確的解釋和實(shí)例。鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的見解，并對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行討論。

具體反饋示例：

1.計(jì)算題：

學(xué)生作業(yè)：1千克水從20℃加熱到100℃所需的熱量為418400J。

反饋：計(jì)算過程正確，單位換算準(zhǔn)確。建議在解題過程中，提醒學(xué)生注意比熱容的單位是J/kg·℃，避免單位混淆。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

學(xué)生作業(yè)：設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量銅塊比熱容的實(shí)驗(yàn)方案，包括加熱設(shè)備、溫度計(jì)、計(jì)時(shí)器等。

反饋：實(shí)驗(yàn)方案基本合理，但未考慮到溫度計(jì)的準(zhǔn)確度和加熱設(shè)備的熱穩(wěn)定性。建議增加對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的討論，并提出減少誤差的方法。

3.應(yīng)用題：

學(xué)生作業(yè)：解釋了為什么夏天使用隔熱材料可以降低室內(nèi)溫度，提到了比熱容的概念。

反饋：理解了比熱容的應(yīng)用，但解釋不夠深入。建議進(jìn)一步探討隔熱材料如何阻止熱量傳遞，以及比熱容在隔熱材料選擇中的作用。

總體反饋：

1.強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握比熱容計(jì)算公式和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法。

2.鼓勵(lì)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)誤差和實(shí)際應(yīng)用中的問題。

3.指導(dǎo)學(xué)生如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題，提高解決問題的能力。

4.提醒學(xué)生在作業(yè)中注意單位的正確使用和計(jì)算的準(zhǔn)確性。八、課后拓展1.拓展內(nèi)容：

-閱讀材料：《物理世界的奧秘》中關(guān)于熱力學(xué)定律的章節(jié)，特別是關(guān)于熱力學(xué)第一定律和第二定律的介紹。

-視頻資源：科普視頻《比熱容與熱傳遞》系列，通過動(dòng)畫形式解釋比熱容的概念和熱量傳遞的原理。

2.拓展要求：

-鼓勵(lì)學(xué)生利用課后時(shí)間閱讀相關(guān)書籍和觀看科普視頻，以加深對(duì)熱量計(jì)算和比熱容概念的理解。

-教師可推薦以下拓展活動(dòng)：

-設(shè)計(jì)一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證不同物質(zhì)的比熱容差異。

-研究自然界中熱傳遞現(xiàn)象，如太陽輻射、海洋熱流等。

-分析日常生活中熱能轉(zhuǎn)換的例子，如太陽能熱水器、空調(diào)的工作原理。

-學(xué)生在拓展學(xué)習(xí)過程中，如有疑問，教師應(yīng)提供必要的指導(dǎo)和幫助，如解答概念性的問題、推薦進(jìn)一步學(xué)習(xí)的資源等。

-鼓勵(lì)學(xué)生通過小組合作完成拓展任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通技巧。

具體拓展活動(dòng)示例：

-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：學(xué)