山东省惠东县白花镇第一中学九年级物理上册《14.2 热量与热值》教学设计 沪粤版.doc

《14.2 热量与热值》
学情分析：
从学生角度看，到目前为止,学生已学了很多物理概念，也知道学习物理概念的三个阶段，本节二个物理概念：热量和热值。热量的概念是用内能概念来定义的，比较抽象；同时，热量又是一个过程量，即只有在物体内能发生变化时，才能谈。学生准确理解热量概念较难。实验“探究水的吸热与质量、温度变化的关系”需要学生运用控制变量的方法，自己设计记录数据的表格，分析实验数据找出规律，对学生的综合能力要求较高。同时，热机、效率和环保等内容承载着对学生进行情感态度与价值观教育的重要功能。
教材分析：
本节主要内容有：热量的概念、单位，水的吸热与其质量、温度变化的关系，热值的概念。热量是理解许多热现象的基础，也是下节课学习比热容的基础。热值则是选择燃料的重要依据之一，也是分析各种燃烧现象和燃烧效率的基础知识。
本节的编写思路是：本节可分为相对独立的两部分，热量和热值。热量的概念是承上节热传递改变内能而来，并由此给出了热量的定义，在此基础上安排学生活动——实验探究“水的吸热与其质量、温度变化的关系”，这一探究既是对热量概念的深化，又为学生后面理解比热容作铺垫。燃料的热值是人们生活、生产与贸易中经常用到的物理量。随着现代化进程的加快，人均消耗能源越来越多。煤炭、天然气、液化石油气、汽油、柴油等燃料的价格与其热值密切相关。为此，课标要求学生认识燃料的热值。热值反映燃料完全燃烧时放热的多少，是表示燃料性能的重要指标，燃料燃烧放出的热量是热机工作的能源，燃烧过程中存在效率和污染问题，这些都是学生需要了解的。热机、效率和环保等内容承载着对学生进行情感态度与价值观教育的重要功能。
教学目标：
◆知识与技能
⑴了解热量的概念，知道热量是在热传递过程中物体内能改变的多少。
⑵知道当质量一定时水吸收的热量跟温度的升高成正比，升高的温度相同时水吸收的热量跟它的质量成正比。
⑶了解热值的概念，会根据热值来计算燃料完全燃烧放出的热量，会根据实际需要选择燃料。
◆过程与方法
⑷经历探究水的吸热与质量、温度变化的关系的活动过程，进一步熟悉其中的控制变量法。
◆情感态度与价值观
⑸通过“选择燃料”、 “饮食与运动”等学生活动，阅读有关“西气东输”的信息，激发学习物理的兴趣，并使学生逐步树立理论联系实际的观念，养成用科学知识分析和看待生活中事物的习惯。
⑹培养学生关注饮食与健康意识，帮助他们树立合理利用能源的科学发展观念。
教学重点、难点：
本节教学重点：热量的概念是本节课的重点。探究水的吸热与质量、温度变化的关系这个学生活动，有助于加深学生对热量概念的理解，也是后面学习比热容的基础，让学生做好这个实验是教学的关键。热值以及如何选择燃料与生活实际联系密切，也是本节课的重点。
本节教学难点：热量的概念是用内能概念来定义的，比较抽象；同时，热量又是一个过程量即只有在物体内能发生变化时，才能谈热量，所以热量的概念是教学的难点。
实验“探究水的吸热与质量、温度变化的关系”需要学生运用控制变量的方法，自己设计记录数据的表格，分析实验数据找出规律，对学生的综合能力要求较高，也是本节课教学的难点。
教学方法：
　　引入新课的方法，可以由学生联系生产和生活的实际来举例分析，而知道在现代社会中，使用能量主要还是从燃料燃烧中获得的内能．
　　“燃料的热值”，学生观察和分析教材的或教师提供的科技资料，学习热值的概念，并用简单的数学方法，会进行有关的热值计算．
　　“有效利用燃料”，教师分析，使学生知道燃料实际很难完全燃烧，只有一部分被利用，引出了使用效率问题可以用画比例图的方法让学生深入理解炉子的效率．接着学生阅读资料（课本上的或教师提供的）得出提高锅炉的效率和燃料的利用率的方法．本部分内容可以学生小组讨论．对于提高燃料利用率，也是采用提供学生学习资料，学生可以课下收集相关内容学习，提高学生信息收集和处理能力．学生从学习中体会到可持续发展的思想．
教学策略：
1．本节探究活动，要充分发挥学生的主动性和创造性，引导学生独立寻找解决实验中遇到的问题的办法，鼓励学生对课本提供的探究方案进行大胆的改进，以培养学生的创新精神和实践能力，并使学生在探究中受到科学态度和科学精神的熏陶，体验成功的愉悦。
2．为帮助学生理解热量和热值概念，努力使本节的教学活动源于生活，服务于生活，帮助学生构建“身边的物理”，从而顺利突破教学难点。
教学过程
教师活动
学生活动
说明
现象法引入
教师提问：

①A、B物体温度的变化？内能的变化？
②A、B物体分别失去或得到什么？这是通过哪种方式改变物体的内能？

讨论:
热传递改变内能的实质是什么?

新授课
一、热 量
思考：内能改变多少可以用什么来量度呢？

热量是物体内能改变的一种量度.
1.定义：热传递过程中，物体内能改变的多少叫做热量
物体吸收了多少热量，物体的内能就增加了多少；
相反，物体放出了多少热量物体的内能就减少了多少。
2.符号：Q
吸热时Q吸，放热时Q放
3.单位：热量和内能的单位焦（J）

一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J

注意
l 热量是一个过程量，它对应于热传递的过程。
一个物体的温度即使很高，也不能说它含有的热量多
l 不能说：一个物体含有多少热量
只能说：一个物体吸收了多少热量或放出了多少热量
二、 探究物体吸收或放出的热量
1、 用同样的炉火烧开温度相同一壶水与烧开半壶水
（1）哪壶水需要加热的时间长？
（2）哪壶水吸收的热量多？
（3）这说明了物体吸收或放出热量的多少与什么因素有关？

2、 两个同样的水壶中倒入质量相等的水，C壶内倒入的是10 °C的水，D壶内倒入的是90 °C的水，用同样的炉火把它们烧开(加热到100 °C ）。
探究物体吸收或放出的热量
问：1、哪壶水需要加热的时间长？
2、哪壶水吸收的热量多？
3、这说明了物体吸收热量的多少又与什么因素有关？

三、 燃料的热值
1、讨论：例举一下生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？
草木、煤炭等
石油、酒精、汽油等
煤气、天然气 等
燃料可分为哪三种

讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就升温了。现在，我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故。
问：那么这些热量从何而来？

2、思考1：5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热量是否相同？ 这说明什么？

燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？
思考2：用质量相同煤油、酒精、纸屑烧水， 水升高的温度不相同，这说明什么？

燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？
（1）燃料的质量
（2）燃料的种类
大量实验表明：
1、同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比 。
2、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量
并不相等。
l 想一想:什么是完全燃烧呢?

l 关于完全燃烧—— 就是燃料全部烧尽的意思，即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。
燃料的热值
不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的。我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？
为比较不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的。

热值
l 燃料的热值
1.定义
在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值。
2.单位及符号
热值的符号：q 单位：J/kg（J/m3）
3.意义
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示的含义：
表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。
液化气的热值为4.9×107 J/m3，表示的含义：
表示1 m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
l 燃料的热值计算
请大家从左侧的燃料的热值表中找出：
干木柴、柴油、汽油等生活中常见的几种燃料的热值。
思考：
(1) 柴油的热值是多少？它的物理意义是什么？

(2) 3 Kg 的柴油完全燃烧，它放出的热量是多少？

四、燃料燃烧计算公式
燃料完全燃烧时放出热量的计算：由热值所表示的物理意义可得出：
燃料燃烧放热计算公式Q=qm Q=qV

想一想：500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？

五、认识燃料热值表

1. 热值表中所列固体、液体、气体燃料的热值中，各找出一种热值最大的燃料，并说
l 阅读教材p73最后一段文字并思考：
普通的家用煤炉燃烧无烟煤，燃烧效率只有15％；普通燃煤锅炉，燃烧效率约为30％；现代化的锅炉，燃烧效率可达90％左右。

什么是燃烧效率？
怎样提高燃料的燃烧效率？

六、燃料利用效率图

燃料燃烧燃料利用效率

在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧，而且放出的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分．

炉子的效率：有效利用的热量与完全燃烧时放出的热量的比值。

七、小结
请同学回顾一下本堂课你学到了什么
l 一、热量
l 二、燃料的热值

八、课外活动——饮食与运动

问题①：以一名16岁的男生为例，青少年每天最少需要摄入的淀粉量是：

1.2×107J÷（1.72×104J/kg）＝7×102g
问题②：食物提供的热量被人吸收后转化为内能，使人们保持体温；转化为机械能，使人们能够进行日常活动，能够走、跑、跳，能够说话、唱歌、维持呼吸、心跳、血液流动等一切生理活动；还有一部分转化为生物能储存在人体内。

l 食物提供的热量
l 被人体吸收
1、 转化为内能
2、转化为机械能
3、转化为生物能

学生实验
将A半杯热水和B半杯冷水混合会变成一杯温水

学生思考、讨论回答
A.物体放热温度降低内能减少
B.物体吸热温度升高内能增加
热传递改变内能
(上节的内容)

学生思考、讨论回答
热传递的实质是：能量从高温物体传递到低温物体或能量从同一物体的高温部分传递到低温部分

学生猜测:
热量

学生思考、讨论回答

学生发表自己的实验方案并作解释。
学生进一步讨论、回答

学生组装器材，进行实验探究。
观察实验现象，分小组总结特点:
(1)A壶的时间长
(2)A壶水吸收的热量多
(3)说明：
物体吸收热量的多少与物体质量有关

（同上）
1、C壶需要加热的时间长
2、C壶吸收的热量多
3、说明：
物体吸收热量的多少与物体温度变化有关

学生思考、讨论回答
固体燃料
液体燃料
气体燃料

是从木柴燃烧时放出的热量来的

说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同

学生思考、板书

q柴油=3.3×107 J / kg ： 1 千克的柴油完 全 燃烧时放出的热量为3.3×107焦

3.3×107J × 3 = 9.9 ×107J

学生自学计算过程并总结计算公式。
学生板书计算公式

解：查表可知，汽油的热值q=4.6×103J/kg
∵m=500g=0.5kg
∴Q=qm=4.6×103J/kg×0.5kg=2.3×103J

热值以及如何选择燃料与生活实际联系密切，也是本节课的重点

热机、效率和环保等内容承载着对学生进行情感态度与价值观教育的重要功能

学生相互交流，总结回答

学生查找资料，阅读

通过现象引入，唤起学生学习的兴趣

提出问题，让学生思考、讨论，对理解物质热量概念有一定的感性认识，为展开的课题做好准备。

引出热量物理量

学生回答
训练表达能力

教师补充:
发生热传递的条件是有温差存在

在充分讨论的基础上使学生对具体的实验操作有清晰的认识，教师加以强调实验的安全和注意事项。

归纳
烧水经验告诉我们：水的质量越大，升高的温度越大，需要吸收的热量越多
科学实验表明：
物体放出或吸收热量的多少跟物体质量的大小成正比，跟物体温度变化多少成正比

燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关同种燃料的质量越大，燃烧时放出的热量越多。

培养学生的文字表达能力，加深提升对概念的理解

培养学生的应用能力和实践观察的兴趣和能力。

先用数字计算，再以字母代数，自己找出公式。
教师进行巡查对个别学生进行指导

学生通过阅读教材找出相关知识点

1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
2）尽可能减少各种
热量损失。

通过小结形成知识体系。
培养学生的文字表达能力，加深提升对本节内容的理解

如果过量饮食，或运动量偏小，
人体吸收食物提供的能量将会过量的储存在人体内，
引发肥胖症；
如果饮食偏少，人体吸收食物提供的能量无法提供正常生理活动需要的能量，还要消耗体内正常储存的内能，这对于处在发育期的青少年，就会引发发育迟缓、体质瘦弱、抗病能力差等问题，对健康成长不利。
教学反思：
1．本节课的教学设计设法让学生体会到物理与生活的密切联系。在设计此课时，从学生实验入手，引入新课；引出热传递改变内能而来，并由此给出了热量的定义，在此基础上安排学生活动——实验探究“水的吸热与其质量、温度变化的关系”，这一探究既是对热量概念的深化。最后又利用所学知识解释生活中、自然界的一些现象，这些会使学生认识到生活中无处不蕴含着物理知识，极大激发了学生学习物理的兴趣。 
2．在不违背新课程标准的前提下，在本节课教学过程中，对教材进行了一系列的创新，如问题的提出方式，探究方案的设计等等。这些改革有利于培养学生的兴趣，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
板书设计：
§14.2 热 量
一、热 量
1. 定 义：物体在热传递的过程中放出或吸收能量的多少。 符号：Q
2. 单 位：焦耳 符号：J
3. 影 响 物 体 吸 收 或 放 出 热 量 多少的因素：
（1）与物体的质量有关（2）与温度变化有关
科学实验表明：物体放出或吸收热量的多少跟物体质量的大小、温度变化多少成正比
4. 焦耳的实验结论：
1kg水温度升高1°C时所吸收的热量是 4.2×103J
1kg水温度降低1°C时所放出的热量是 4.2 × 103J
二、燃 料 的 热 值
1. 定 义：1千克的某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值。符号：q
2. 单 位：焦耳/千克 （J / Kg 或 J • Kg—1)
3. q柴油=3.3×107J/kg 的物理意义： 1千克的柴油完全燃烧时放出的热量为 3.3 × 107焦
4. 计 算 公 式：Q= q m
5. 节 约 燃 料 的 措 施：
（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。（2）尽可能减少各种热量损失。
堂上五分钟练习
1、在热传递过程中，内能改变的多少叫做 ，它通常用字母 表示，它的单位是 。
2、在热传递过程中，高温物体 热量使得温度 ，而低温物体则
热量使得温度 ，直到两个物体的温度 。
3、焦炭的热值是3X107J/Kg，它的物理意义是 。
4、酒精的热值是3X107 J/Kg，酒精灯里装有500g的酒精，若灯里的酒精用掉了一半，则剩下的酒精的热值是 。
5、酒精的热值是3X107 J/Kg，酒精灯里装有500g的酒精，若酒精完全燃烧后可以放出 J的热量。
6、关于热量和温度的关系，下列说法正确的是（ ）
A、温度越低的物体，含有的热量越少；
B、温度越高的物体，放出的热量越多；
C、物体放出了热量，温度不一定降低；
D、物体吸收了热量，温度一定升高。
7、酒精的热值是3X107 J/Kg，酒精灯里装有200g的酒精，若酒精完全燃烧后可以放出多少热量？
8、要产生30000J的热量，最少要燃烧多少酒精？（已知酒精的热值是3X107 J/Kg）