物理比熱容專題導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1.理解比熱容的物理意義，掌握比熱容的定義及單位。2.能運(yùn)用比熱容解釋生活中的熱現(xiàn)象（如沿海與沙漠晝夜溫差差異）。3.熟練掌握熱量計(jì)算公式\(Q=cm\Deltat\)，并能進(jìn)行準(zhǔn)確的熱量計(jì)算。（二）過(guò)程與方法1.通過(guò)“探究不同物質(zhì)吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)，體會(huì)控制變量法、轉(zhuǎn)換法（用時(shí)間表示吸熱多少）的科學(xué)方法。2.經(jīng)歷“提出問(wèn)題—猜想假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—數(shù)據(jù)分析—得出結(jié)論”的科學(xué)探究過(guò)程，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與邏輯推理能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1.感受比熱容知識(shí)與生活、科技的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作精神。二、前置知識(shí)回顧1.熱量：物體吸收或放出的熱的多少，用符號(hào)\(Q\)表示，單位是焦耳（J）。2.影響物體吸熱多少的因素：物體的質(zhì)量（質(zhì)量越大，吸熱越多）；物體溫度的變化量（溫度變化越大，吸熱越多）；物體的物質(zhì)種類（猜想：不同物質(zhì)吸熱能力可能不同）。三、科學(xué)探究：比熱容的引入（一）提出問(wèn)題問(wèn)題：質(zhì)量相同的不同物質(zhì)（如水和煤油），吸收相同熱量時(shí)，溫度變化是否相同？（二）猜想與假設(shè)猜想：質(zhì)量相同的水和煤油，吸收相同熱量后，煤油的溫度升高得更快（或“不同物質(zhì)吸熱能力不同”）。（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^水和煤油的吸熱能力。2.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法（控制質(zhì)量、初溫、吸熱多少相同）；轉(zhuǎn)換法（用酒精燈加熱時(shí)間表示吸熱多少）。3.實(shí)驗(yàn)器材：相同規(guī)格的酒精燈（或電加熱器）、燒杯、溫度計(jì)、天平、秒表、水、煤油。4.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用天平稱取質(zhì)量相等的水和煤油（如各50g），分別倒入兩個(gè)相同的燒杯中；（2）用溫度計(jì)測(cè)量水和煤油的初溫\(t_0\)，記錄數(shù)據(jù)；（3）將兩個(gè)燒杯放在相同的酒精燈上同時(shí)加熱，每隔1分鐘記錄一次溫度，持續(xù)加熱5分鐘；（4）停止加熱，記錄水和煤油的末溫\(t_1\)，計(jì)算溫度變化量\(\Deltat=t_1-t_0\)。（四）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)物質(zhì)質(zhì)量\(m/g\)初溫\(t_0/℃\)加熱時(shí)間\(t/min\)末溫\(t_1/℃\)溫度變化\(\Deltat/℃\)水502053010煤油502054020（五）分析論證與得出結(jié)論1.分析數(shù)據(jù)：加熱時(shí)間相同（吸熱相同），水的溫度變化量（10℃）小于煤油（20℃）。2.結(jié)論：質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同熱量時(shí)，溫度變化量不同（水的吸熱能力更強(qiáng)）。四、知識(shí)梳理：比熱容的概念與計(jì)算（一）比熱容的定義定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容，用符號(hào)\(c\)表示。（二）比熱容的物理意義單位：焦耳每千克攝氏度（\(J/(kg·℃)\)）。示例：水的比熱容\(c_{水}=4.2×10^3J/(kg·℃)\)，表示1kg水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J；或1kg水溫度降低1℃放出的熱量是4.2×103J。特性：比熱容是物質(zhì)的固有屬性，與質(zhì)量、溫度變化、吸收/放出的熱量無(wú)關(guān)，僅與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)（如冰的比熱容小于水）。（三）熱量計(jì)算公式1.公式推導(dǎo)：由比熱容定義可知，質(zhì)量為\(m\)、溫度變化為\(\Deltat\)的物質(zhì)，吸收（或放出）的熱量為：\[Q=cm\Deltat\]其中：\(Q\)：熱量（J）；\(c\)：比熱容（\(J/(kg·℃)\)）；\(m\)：質(zhì)量（kg）；\(\Deltat\)：溫度變化量（\(\Deltat=|t_末-t_初|\)，升高時(shí)取正值，降低時(shí)取正值）。2.公式應(yīng)用：吸熱時(shí)：\(Q_吸=cm(t_末-t_初)\)（\(t_末>t_初\)）；放熱時(shí)：\(Q_放=cm(t_初-t_末)\)（\(t_末<t_初\)）。五、典例分析（一）用比熱容解釋自然現(xiàn)象例1：為什么沿海地區(qū)晝夜溫差小，而沙漠地區(qū)晝夜溫差大？解析：沿海地區(qū)多水，沙漠地區(qū)多砂石。水的比熱容（\(4.2×10^3J/(kg·℃)\)）遠(yuǎn)大于砂石的比熱容（約\(0.9×10^3J/(kg·℃)\)）。白天：太陽(yáng)照射時(shí)，水和砂石吸收相同熱量，水的溫度升高少，砂石溫度升高多；夜晚：環(huán)境降溫時(shí)，水和砂石放出相同熱量，水的溫度降低少，砂石溫度降低多。因此，沿海地區(qū)晝夜溫差小，沙漠地區(qū)晝夜溫差大。答案：見(jiàn)解析。（二）熱量計(jì)算例2：質(zhì)量為2kg的水，溫度從20℃升高到70℃，需要吸收多少熱量？（\(c_{水}=4.2×10^3J/(kg·℃)\)）解析：已知：\(m=2kg\)，\(t_初=20℃\)，\(t_末=70℃\)，\(c=4.2×10^3J/(kg·℃)\)；計(jì)算溫度變化量：\(\Deltat=t_末-t_初=70℃-20℃=50℃\)；代入公式：\(Q_吸=cm\Deltat=4.2×10^3J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×10^5J\)。答案：4.2×10?J。（三）實(shí)驗(yàn)探究題例3：某同學(xué)用如圖所示的裝置探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”，實(shí)驗(yàn)中用相同的電加熱器加熱，記錄數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)質(zhì)量\(m/g\)初溫\(t_0/℃\)加熱時(shí)間\(t/min\)末溫\(t_1/℃\)甲10020530乙10020540（1）實(shí)驗(yàn)中用電加熱器加熱的目的是______；（2）分析數(shù)據(jù)可知，______（選填“甲”或“乙”）物質(zhì)的吸熱能力更強(qiáng)。解析：（1）電加熱器的功率相同，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，放出的熱量越多，因此用加熱時(shí)間表示吸收熱量的多少（轉(zhuǎn)換法）；（2）質(zhì)量相同、加熱時(shí)間相同（吸熱相同），甲的溫度變化量（10℃）小于乙（20℃），說(shuō)明甲的吸熱能力更強(qiáng)（比熱容更大）。答案：（1）用加熱時(shí)間表示吸收熱量的多少；（2）甲。六、鞏固練習(xí)（一）基礎(chǔ)題1.比熱容是物質(zhì)的______屬性，單位是______。2.酒精的比熱容是\(2.4×10^3J/(kg·℃)\)，表示的物理意義是______。3.質(zhì)量為0.5kg的水，溫度升高20℃，吸收的熱量是______J（\(c_{水}=4.2×10^3J/(kg·℃)\)）。答案：1.固有；\(J/(kg·℃)\)；2.1kg酒精溫度升高1℃吸收的熱量是2.4×103J；3.4.2×10?。（二）提升題4.為什么冬天用熱水袋取暖而不用鐵塊？（提示：比較水和鐵的比熱容）5.質(zhì)量為1kg的鋁塊，溫度從30℃降低到10℃，放出的熱量是多少？（\(c_{鋁}=0.88×10^3J/(kg·℃)\)）答案：4.水的比熱容遠(yuǎn)大于鐵，相同質(zhì)量的水和鐵，降低相同溫度時(shí)，水放出的熱量更多，因此熱水袋取暖效果更好；5.\(Q_放=cm(t_初-t_末)=0.88×10^3J/(kg·℃)×1kg×(30℃-10℃)=1.76×10^4J\)。（三）拓展題6.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，比較牛奶和豆?jié){的比熱容大小，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論。提示：實(shí)驗(yàn)步驟：①用天平稱取質(zhì)量相等的牛奶和豆?jié){，倒入相同燒杯；②用溫度計(jì)測(cè)初溫；③用相同酒精燈同時(shí)加熱，記錄相同時(shí)間后的末溫；④計(jì)算溫度變化量。結(jié)論：相同質(zhì)量、相同加熱時(shí)間（吸熱相同），溫度變化量小的物質(zhì)，比熱容大。七、拓展延伸：比熱容的生活與科技應(yīng)用1.農(nóng)業(yè)應(yīng)用：冬天秧田灌水防霜凍——水的比熱容大，夜晚溫度降低時(shí)，水放出熱量，使秧田溫度不會(huì)太低，防止秧苗受凍。2.科技應(yīng)用：電腦散熱片用鋁合金——鋁合金的比熱容較大，吸收相同熱量時(shí)溫度升高少，能有效散熱；同時(shí)鋁合金密度小、硬度大，適合做散熱材料。3.生活應(yīng)用：汽車水箱用冷水——水的比熱容大，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)放出的熱量后溫度升高少，能有效冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。八、學(xué)習(xí)反思1.本節(jié)課你學(xué)到了哪些核心知識(shí)？（如比熱容的定義、公式、物理意義）2.實(shí)驗(yàn)探究中用到了哪些科學(xué)方法？（控制變量法、轉(zhuǎn)換法）3.你能用比熱容解釋生活中的哪些現(xiàn)象？（如海邊