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第2課時 熱量的計算
【教學目標】
一、知識與技能
1.能根據(jù)比熱容,推導出熱量的計算公式;
2.能根據(jù)熱量的計算公式進行簡單的計算.
二、過程與方法
1.通過利用比熱容的定義,及其和質(zhì)量、溫度之間的關(guān)系,推導出熱量的計算公式;
2.培養(yǎng)學生應用數(shù)學方法解物理問題的能力.
三、情感、態(tài)度與價值觀
1.鍛煉學生的推導能力和動手計算能力.
2.解決問題的過程中,有克服困難的信心和決心,能體驗戰(zhàn)勝困難、解決物理問題時的喜悅.
【教學重點】根據(jù)比熱容進行簡單的熱量計算.
【教學難點】利用比熱容的定義推導熱量的計算公式.
【教具準備】多媒體課件.
2、
【教學課時】1課時
【鞏固復習】教師引導學生復習上一課時所學內(nèi)容,并講解學生所做的課后作業(yè),加強學生對知識的鞏固.
【新課引入】
師 我們知道比熱容的單位是J/(kg℃),而物質(zhì)吸收(或放出)的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度和種類有關(guān),請思考能否利用一個公式具體地說明熱量、溫度、質(zhì)量、比熱容之間的關(guān)系,怎樣才能計算出物體溫度改變時吸(放)熱的多少?要解決這些問題,下面我們就來繼續(xù)學習第二節(jié)科學探究:物質(zhì)的比熱容.
【預習指導】
閱讀課本P42-43公式和例題,推導初末溫度、質(zhì)量、變化溫度的表達式,并完成對應練習冊中“課前預習”部分,然后,各小組內(nèi)部交流討論,提出預習疑問,組長做好記錄
3、,準備展示.
【交流展示】
1.各小組代表舉手發(fā)言,報告“課前預習”答案,教師評價訂正.
2.學生質(zhì)疑,教師指導釋疑.
【拓展探究】
比熱容的大小
教師引導學生討論交流,怎樣利用比熱容的公式判斷比熱容的大小.
生1:據(jù)可知Q吸、m一定,通過比較Δt比較比熱容的大小.
生2:據(jù)可知m、Δt一定,通過比較Q判斷c的大小.
教師點撥總結(jié)后用多媒體展示例題講解.
例題1通過比較Δt的大小判斷c的大小
用兩個相同的加熱器,分別對質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體加熱,其溫度隨時間變化的圖像如圖所示.由圖像可以看出( )
A.甲的比熱容比乙大
B.甲的比熱容比乙小
C.甲和乙比
4、熱容相同
D.開始加熱時,甲和乙的比熱容為零
解析:由于兩個加熱器相同,當加熱時間相同時,甲、乙兩種液體吸收的熱量相等.Q甲吸=Q乙吸,由圖像可知,Δt乙>Δt甲,又由可知當質(zhì)量m、
Q吸相同時,c乙<c甲.故選A.
答案:A
例題2通過比較Q的大小判斷c的大小
為了比較水和煤油的比熱容,小明在家里做了如下實驗:
在兩個相同的塑料瓶甲和乙內(nèi)分別裝入質(zhì)量相同,初溫都是室溫的水和煤油,在瓶口扎上氣球,將它們一同浸入熱水中,如圖所示.
(1)觀察到的現(xiàn)象是:________瓶口的氣球膨脹得大些.
(2)要使兩球膨脹的大小相同,應對________加熱時間長些.
5、(填“甲瓶”或“乙瓶”)
(3)此實驗表明________比________的比熱容小些.
解析:本題中用氣球膨脹的大小表示煤油和水溫度上升的大小,兩球膨脹的大小相同,反映了煤油和水上方氣球內(nèi)氣體的溫度相同,即煤油和水升高的溫度,乙瓶加熱時間長一些,表明水吸收的熱量多一些,即Δt油=Δt水,Q水吸>Q油吸,而m油=m水,由可知c煤油<c水.
答案:(1)煤油(2)乙瓶(3)煤油水
例題3將質(zhì)量相同的甲、乙、丙三塊金屬加熱到相同的溫度后,放到上表面平整的冰塊上.經(jīng)過一定時間后,冰塊形狀基本不再變化時的情形如圖所示.則三塊金屬的比熱容c甲、c乙、c丙大小相比( )
A.c甲最大
6、 B.c乙最大
C.c丙最大 D.c甲=c乙=c丙
解析:由題意可知,m甲=m乙=m丙,t0甲=t0乙=t0丙,由于冰在熔化過程中,繼續(xù)加熱,溫度保持不變,即t甲=t乙=t丙,∴Δt甲=Δt乙=Δt丙.由圖可知丙使金屬塊熔化的最多,甲最少,即Q丙放>Q乙放>Q甲放,由可知c丙>c乙>c甲,故選C.
答案:C
【課堂訓練】
教師引導學生做對應練習冊中的題目.
熱量的計算
師 利用比熱容的公式我們可以推導出熱量的計算公式,請同學們討論交流,寫出吸熱和放熱公式,并說明計算中應注意什么.
生:物體的溫度升高時吸收的熱量Q吸=cmΔt升=cm(t-t0)
7、;物體的溫度降低時放出的熱量Q放=cmΔt降=cm(t0-t),Δt為物體溫度的變化值,即物體高溫值和低溫值之差.
師 解題時,題目中的“升高”、“升高了”、“降低”“降低了”就是指溫度的改變量Δt.在熱傳遞過程中,當兩個物體之間只有熱傳遞而沒有熱量的損失時,根據(jù)熱平衡,則有Q吸=Q放.
例題4某太陽能熱水器的容積為100L,烈日夏天,可使一滿水箱20℃的水升高50℃,求水吸收的熱量.
解:Q吸=cmΔt=cρvΔt=4.2103J/(kg℃)1103kg/m310010-3m350℃=2.1107J
例題5質(zhì)量是2kg的鐵錘,每次都從1m的高度落下去打擊質(zhì)量為4kg的鐵塊,共打擊50
8、0次,假設(shè)重力對鐵錘所做的功的50%轉(zhuǎn)化為熱量被鐵塊吸收,則鐵塊的溫度升高了多少?【c鐵=0.46103J/(kg℃)】
解:鐵錘做的功W=nmgh=5002kg10N/kg1m=1104J
鐵塊吸收的熱量Q=W50%=1104J50%=5103J
鐵塊升高的溫度=2.7℃
【課堂訓練】
教師引導學生做對應練習冊中的題目.
【課堂小結(jié)】
教師引導學生歸納總結(jié)本節(jié)課學到了什么?
【課后作業(yè)】
1.請同學們做課本P44作業(yè)35.
2.請同學們完成對應練習冊中的題目.
【課后作業(yè)答案】
3.相同鋁銅
5.Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg℃)0.1kg(90℃-20℃)=2.94104J
Q放=c鐵m′(t0′-)=0.46103J/(kg℃)1010-3kg(100℃-25℃)=4485J
1.本節(jié)課教學中,注意引導學生利用比熱容公式推導出熱量的計算公式,通過用多媒體展示例題講解,幫助學生學會應用數(shù)學方法解決物理問題,能注意單位統(tǒng)一和解題規(guī)范.特別需要注意的是:在教師引導學生進行計算時,要提醒學生分清溫度變化中的“升高了多少℃”和“升高到多少℃”的區(qū)別.
2.在教學中要做到少講精講多練,讓學生在練習中發(fā)現(xiàn)問題、糾正問題,教師釋疑解惑,注重課前備教案備課件,不斷提高課堂效率.
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