物理比熱容專題導學案設計一、學習目標（一）知識與技能1.理解比熱容的物理意義，掌握比熱容的定義及單位。2.能運用比熱容解釋生活中的熱現象（如沿海與沙漠晝夜溫差差異）。3.熟練掌握熱量計算公式\(Q=cm\Deltat\)，并能進行準確的熱量計算。（二）過程與方法1.通過“探究不同物質吸熱能力”的實驗，體會控制變量法、轉換法（用時間表示吸熱多少）的科學方法。2.經歷“提出問題—猜想假設—設計實驗—數據分析—得出結論”的科學探究過程，提升實驗設計與邏輯推理能力。（三）情感態(tài)度與價值觀1.感受比熱容知識與生活、科技的緊密聯系，增強用物理知識解決實際問題的意識。2.通過實驗探究，培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度和合作精神。二、前置知識回顧1.熱量：物體吸收或放出的熱的多少，用符號\(Q\)表示，單位是焦耳（J）。2.影響物體吸熱多少的因素：物體的質量（質量越大，吸熱越多）；物體溫度的變化量（溫度變化越大，吸熱越多）；物體的物質種類（猜想：不同物質吸熱能力可能不同）。三、科學探究：比熱容的引入（一）提出問題問題：質量相同的不同物質（如水和煤油），吸收相同熱量時，溫度變化是否相同？（二）猜想與假設猜想：質量相同的水和煤油，吸收相同熱量后，煤油的溫度升高得更快（或“不同物質吸熱能力不同”）。（三）設計實驗1.實驗目的：比較水和煤油的吸熱能力。2.實驗方法：控制變量法（控制質量、初溫、吸熱多少相同）；轉換法（用酒精燈加熱時間表示吸熱多少）。3.實驗器材：相同規(guī)格的酒精燈（或電加熱器）、燒杯、溫度計、天平、秒表、水、煤油。4.實驗步驟：（1）用天平稱取質量相等的水和煤油（如各50g），分別倒入兩個相同的燒杯中；（2）用溫度計測量水和煤油的初溫\(t_0\)，記錄數據；（3）將兩個燒杯放在相同的酒精燈上同時加熱，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\(t_1\)，計算溫度變化量\(\Deltat=t_1-t_0\)。（四）進行實驗與收集證據物質質量\(m/g\)初溫\(t_0/℃\)加熱時間\(t/min\)末溫\(t_1/℃\)溫度變化\(\Deltat/℃\)水502053010煤油502054020（五）分析論證與得出結論1.分析數據：加熱時間相同（吸熱相同），水的溫度變化量（10℃）小于煤油（20℃）。2.結論：質量相同的不同物質，吸收相同熱量時，溫度變化量不同（水的吸熱能力更強）。四、知識梳理：比熱容的概念與計算（一）比熱容的定義定義：單位質量的某種物質，溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質的比熱容，用符號\(c\)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：比熱容是物質的固有屬性，與質量、溫度變化、吸收/放出的熱量無關，僅與物質的種類和狀態(tài)有關（如冰的比熱容小于水）。（三）熱量計算公式1.公式推導：由比熱容定義可知，質量為\(m\)、溫度變化為\(\Deltat\)的物質，吸收（或放出）的熱量為：\[Q=cm\Deltat\]其中：\(Q\)：熱量（J）；\(c\)：比熱容（\(J/(kg·℃)\)）；\(m\)：質量（kg）；\(\Deltat\)：溫度變化量（\(\Deltat=|t_末-t_初|\)，升高時取正值，降低時取正值）。2.公式應用：吸熱時：\(Q_吸=cm(t_末-t_初)\)（\(t_末>t_初\)）；放熱時：\(Q_放=cm(t_初-t_末)\)（\(t_末<t_初\)）。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（\(4.2×10^3J/(kg·℃)\)）遠大于砂石的比熱容（約\(0.9×10^3J/(kg·℃)\)）。白天：太陽照射時，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，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：見解析。（二）熱量計算例2：質量為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）實驗探究題例3：某同學用如圖所示的裝置探究“不同物質的吸熱能力”，實驗中用相同的電加熱器加熱，記錄數據如下表：物質質量\(m/g\)初溫\(t_0/℃\)加熱時間\(t/min\)末溫\(t_1/℃\)甲10020530乙10020540（1）實驗中用電加熱器加熱的目的是______；（2）分析數據可知，______（選填“甲”或“乙”）物質的吸熱能力更強。解析：（1）電加熱器的功率相同，加熱時間越長，放出的熱量越多，因此用加熱時間表示吸收熱量的多少（轉換法）；（2）質量相同、加熱時間相同（吸熱相同），甲的溫度變化量（10℃）小于乙（20℃），說明甲的吸熱能力更強（比熱容更大）。答案：（1）用加熱時間表示吸收熱量的多少；（2）甲。六、鞏固練習（一）基礎題1.比熱容是物質的______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.水的比熱容遠大于鐵，相同質量的水和鐵，降低相同溫度時，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.設計一個實驗，比較牛奶和豆?jié){的比熱容大小，寫出實驗步驟和結論。提示：實驗步驟：①用天平稱取質量相等的牛奶和豆?jié){，倒入相同燒杯；②用溫度計測初溫；③用相同酒精燈同時加熱，記錄相同時間后的末溫；④計算溫度變化量。結論：相同質量、相同加熱時間（吸熱相同），溫度變化量小的物質，比熱容大。七、拓展延伸：比熱容的生活與科技應用1.農業(yè)應用：冬天秧田灌水防霜凍——水的比熱容大，夜晚溫度降低時，水放出熱量，使秧田溫度不會太低，防止秧苗受凍。2.科技應用：電腦散熱片用鋁合金——鋁合金的比熱容較大，吸收相同熱量時溫度升高少，能有效散熱；同時鋁合金密度小、硬度大，適合做散熱材料。3.生活應用：汽車水箱用冷水——水的比熱容大，吸收發(fā)動機放出的熱量后溫度升高少，能有效冷卻發(fā)動機。八、學習反思1.本節(jié)課你學到了哪些核心知識？（如比熱容的定義、公式、物理意義）2.實驗探究中用到了哪些科學方法？（控制變量法、轉換法）3.你能用比熱容解釋生活中的哪些現象？（如海邊