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1、2022年中考物理第一輪復習 第22課時 熱和能教案 新人教版
教學目標
一、知識目標
1.知道物體內部的分子是怎樣運動的,分子之間是否存在作用力.
2.知道什么是內能,怎樣改變物體的內能.
3.知道什么是比熱容,為什么沙漠地區(qū)晝夜溫差特別大.
4.知道如何把內能轉化成機械能,熱機的發(fā)明在人類歷史上有什么重要意義.
5.知道能量守恒定律的內容是什么,為什么說能量守恒定律是一個最普遍、最重要的基本定律.
二、能力目標:通過對知識結構的整理,培養(yǎng)學生的綜合概括能力.
三、德育目標:通過對本章知識的復習,提高學生應用所
2、學知識解決實際問題的能力.
教學重點:應用本章所學知識解決實際問題.
教學難點:組織學生構建知識網絡.
教學方法:講練結合法:通過對典型例題的講解和做單元測試題的練習,使學生進一步掌握本章所學的知識點.
課時安排:1課時
數學過程
一、復習本章內容,構建知識網絡
內能
熱量
能量的轉化和宇宙
擴散現象
分子熱運動
分子間的作用力
內能的概念
內能的單位:焦耳(J)
做
3、功
改變內能的兩種方式
熱傳遞
原理
熱機——內燃機
做功 工作過程
燃料的熱值
內能的利用 熱機的效率
熱傳遞
4、 熱能的概念
熱量的單位
概念
比熱容(c)
單位:J/(kg·℃)
吸熱Q吸=cm(t-t0)
熱量計算的公式
放熱Q放=cm(t0-t)
能的轉化
能量守恒定律
二、典型例題
例1:質量相等的鐵塊和鋁塊,吸收了相等的熱量,升高的溫度是否相同?為什么?如果要使它們升高相同的溫度,哪
5、個吸收的熱量多?
分析:可從比熱容的定義進行比較.
答:質量相等的鐵塊和鋁塊,吸收相等的熱量后,升高的溫度不相同,這是因為鋁的比熱容大于鐵的比熱容,要使它們升高相同的溫度,鋁塊應吸收較多的熱量.
例2:沙漠地區(qū)為什么會有早穿皮襖午穿紗的奇特現象?沿海地區(qū)可能出現這種現象嗎?
答:沙漠地區(qū)多砂石,砂石比熱容小,夜間砂石散熱,溫度降低較多,因而早晨氣溫較低;午間在陽光照射下,砂石吸熱后溫度升高較快,氣溫迅速上升,因而出現早、午氣溫差別較大的奇特現象.沿海地區(qū)多水,水的比熱容較大,夜間海洋與沙漠地區(qū)同樣散熱,海洋的溫度降低不
多,早晨氣溫就不太低;同理,白天
6、氣溫也不會升高得太快,所以沿海地區(qū)不會出現早穿皮襖午穿紗的現象.
說明:解釋這類問題,應分析清楚,不能簡單地回答:砂石比熱容小,水的比熱容大.
例3:下列說法中,哪些不是規(guī)范的物理語言 ( )
A.鐵釘的比熱容是0.46×103J/(kg·℃)
B.桌子的比熱容是2.4×103J/(kg·℃)
C.鐵的比熱容是0.46×103J/(kg·℃)
D.1 kg鐵的比熱容比1 kg銅的比熱容大
分析與思考:
比熱容是表示物質的特性,而不是物體的特性.鐵釘、桌子都是物體.
比熱容本身就是指單位質量溫
7、度升高1℃吸收的熱量,顯然是1千克某種物質的比熱,從比熱容的意義上說是錯誤的.
解:A、B中的“鐵釘”“桌子”,D中的“1 kg鐵”“1 kg銅”都是不規(guī)范的物理語言.
例4:下列說法中正確的是 ( )
A.物質吸收的熱量越多,它的比熱容就越大
B.物質的溫度變化越小,它的比熱容就越大
C.把一個鐵塊分開,用其中一塊測鐵的比熱容,因為質量小了,所以測得的比熱容值就大了
D.單位質量的某種物質,溫度升高1℃吸收的熱量越少,比熱容就越小
分析與思考:
比熱容是物質的特性,同種物質無論如何分割,外部條件如何變
8、化,比熱容的值都是一個定值.因此答案A、B、C都是錯誤的,
解:正確的選項是D.
例5:把兩塊質量、初溫相同的銅塊和鐵塊,同時浸沒在同一盆溫度較高的熱水中,已知鐵的比熱容比銅的大,則 ( )
A.最后銅塊的溫度比鐵塊高 B.銅塊從熱水中吸收的熱量比鐵塊少
C.銅塊從熱水中吸收的熱量比鐵塊多 D.銅塊從熱水中吸收的熱量跟鐵塊相等
分析:解這類題,首先必須弄清“最后”狀態(tài)是怎樣一種情況.一開始水與金屬塊溫度不等,
水放熱,金屬塊吸熱.由于銅塊、鐵塊比熱不同,質量相同而密度不同,表面積——與水接觸面
積不同
9、,吸熱快慢與溫度升高快慢不同.但是,不管具體過程有何不同,到“最后”,水與金屬塊
的溫度相同,達到熱平衡,不再有熱傳遞發(fā)生(只要水、銅塊、鐵塊間溫度不同,就仍有熱傳遞,
就沒有達到熱平衡,就沒有達到“最后”).既然銅塊與鐵塊初溫相同,末溫也相同,當然溫度升
高數也相同.當質量、溫度升高都相同時,吸收的熱量與物質的比熱容成正比,即Q吸
c·m·(t-t0),由此可知,一定是鐵塊吸熱較多,B正確.
例6:計算
為了測定鉛的比熱容,把質量為200 g的鉛塊加熱到98℃,然后投入到80 g12℃的水中,混合后的共同溫度是18℃,不計熱損失,求鉛的比熱容.
分析:把
10、熱鉛塊投入涼水中,鉛塊放熱而水吸熱,不計熱損失,鉛塊與水內能總量不變,鉛塊放的熱等于水吸收的熱,可以建立熱平衡方程求解.你是否想過,怎樣加熱鉛塊并使之溫度為98℃呢?用火直接加熱嗎?很難加熱到恰為98℃,且其溫度的測量是個難題.(為什么?測溫度時,溫度計要與被測物密切接觸,用溫度計直接測鉛塊的溫度顯然不可以.若用一大杯開水,將鉛塊投入,待一段時間鉛塊與水的溫度相同,用溫度計測出,水溫為98℃,則鉛塊溫度也為98℃,問題解決了.好極了!我又掌握了一項實驗技巧.若水溫度高于98℃,可以將浸有鉛塊的水晾一會兒,使之自然冷卻至98℃.若水溫低于98℃,可以用酒精燈火焰對它加熱,或添加100℃水,使水溫
11、達到98℃)
解:設鉛塊和水的質量、初溫和比熱容分別為m1、m2、t1、t2、c1、c2,混合后溫度為t,有方程:c1m1(t1-t)=c2m2(t-t2)
c1=
注:在解熱平衡方程時,方程左、右兩邊都有質量m,只要單位取的相同,對結果就沒有影響.因而,為了運算簡單,只要單位統(tǒng)一即可,不必都換算成國際制單位.本題可以分別用200 g、80g代入運算.
例7:計算
鋼球的質量為10g,將它放在爐子里燒足夠長時間,取出后立即放入50g10℃的水中,水溫升高到25℃,求爐子里的溫度.C鋼=0.504×103J/(kg·℃),不計熱損失)
分析:將鋼球放在
12、爐子里燒足夠長時間后,鋼球的溫度就與爐內溫度相同了.(鋼球可能被燒熔化嗎?鋼的熔點在1300℃以上,一般火爐內溫度沒有這樣高,完全不必擔心鋼球會被燒化)如果能測算出燒過后的鋼球的溫度,也就知道了爐內的溫度.如果燒的時間不足夠長,鋼球仍處于吸熱升溫的不穩(wěn)定狀態(tài),則不能認為鋼球溫度與爐內溫度相同.從爐內拿出鋼球后立即放入水中,是為了盡量減少操作過程中的熱損失,減小誤差.題末提示,不計熱損失,這里包括操作過程中的熱損失,也包括盛水的容器吸熱及其向周圍散熱的熱損失.如果沒有這個附加說明,關于容器的情況不明,屬于條件不全,這個題就難于求解了.審題時要注意把題中給出的物理過程全弄明白,把題中給的條件完全注
13、意到.解題的基本思路仍然是鋼球放熱與水吸熱相等——熱平衡方程.
解:c鋼,m鋼(t鋼-t)=c水m水(t-t水)
t鋼=+t=+25=650℃
啊!真妙極了!通過測水的溫度最終算出了不能用溫度計直接測量火爐的溫度.我又學會了一種測算高溫的方法.
例8:判斷
溫度升高多的物體一定比溫度升高少的物體吸收了更多的熱. ( )
分析:吸熱的多少除了與溫度升高多少有關,還與構成物體的材料的比熱容和質量有關,這兩個條件均未知,故錯誤.
例9:填空
兩個物體均放熱降溫,放熱多的物體可能比放熱少的物體溫度變化_____
14、_____ _,也可能比放熱少的物體溫度變化.放熱多的物體末溫度比放熱少的物體末溫度一定_________________或一定______________________,都是_ __________的。
分析:物體放熱溫度降低的多少與放熱多少有關,還與質量和比熱容有關,因而僅由放熱的多少無法推斷溫度變化的大小.故前后兩空填“大、小”,大、小前后顛倒無本質差別,但考慮敘述語句的暢順,應先“大”后“小”為宜.后一句是比較兩物體末溫度的,除了放熱多少以外,其他相關條件一概不知,因而不可能推斷出正確的相對關系,任何“確切”論斷都是不正確的,那么就可以隨意說出某種關系而后否定之即可,故這三個空填“低”“高”“錯誤”.
例10:簡述汽油機的四個沖程.
答:汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程.即
①吸氣沖程:進氣門打開排氣門關閉,活塞向下移動,從進氣門吸入汽油和空氣的混合氣.
②壓縮沖程:進氣門排氣門都關閉,活塞向上運動,燃料混合氣被壓縮.
③做功沖程:在壓縮沖程末,火花塞產生電火花,混合氣猛烈燃燒,產生高溫高壓燃氣推動活塞向下移動,通過連桿推動曲軸而對外做功.
④排氣沖程:進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上移動,把廢氣排出氣缸,然后再開始新的吸氣、壓縮、做功、排氣,依次又一個循環(huán).