1、初中物理创新实验设计新疆巴州尉犁县第二中学 芦春莉一、实验课题名称:探究比较不同物质的吸热能力二、实验设计思路:运用控制变量法使水和食用油的质量相等、初温相同、相同时间内吸收的热量相同,观察水和食用油在升高相同的温度时所用时间的多少。在升高相同温度时用时较长的自然吸收热量就较多,表示吸收热量的能力就较强,即比热容较大;反之则然。(吸收热量的能力与时间成正比)三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用:该实验是九年级物理第一章第三节内容,在已知不同物体吸收热量的多少除了与它的质量、温度变化有关外,研究探究不同物质吸收热量的多少还与它的吸热能力有关,对于学生理解、学习、运用比热容的知识具有相当重要
2、的作用。可以说,这个实验是探究不同物质比热容实验的核心实验,一旦学生学会了控制变量,设计对照实验,对后面的知识探究就奠定了良好的基础。四、实验器材:铁架台、试管 2 支(型号相同、质量相等)、试管夹、温度计、细绳、石棉网、冷水、食用油、酒精灯、火柴、秒表等五、实验原型及不足之处:传统的实验方法是使用控制变量法,使两种物质的质量相等,吸收的热量相同,通过观察温度计上示数的变化,得出结论:温度计示数上升较快的物质,升高 1所需的热量较少,吸收热量的能力较小(即比热容较小)。它的不足之处:水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差,容易受到外界环境的影响(如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火
3、焰有大小等)不便于控制;通过实验得出的结论是:吸热能力的大小与温度的变化成反比,学生要多转动一下思维才能理解,结论没有改进后的直接;所需要的实验器材也比较多,不利于实验的准备与操作。所用烧杯体积过大,与空气的接触面积过大,所以散热过多,造成实验测量误差过大。六、实验创新与改进之处:将两套装置合二为一,减少了小组实验时对器材的需要;便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量,误差更小;两试管与空气的接触面更小,散热较少,误差较小;将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点(两试管型号相同、质量相等),就保证了相同时间内吸收的热量相同实验中,将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度
4、时的时间,这样做的好处是使实验结论更直接; 七、实验原理:通过控制两物质质量相等、吸收热量相同、升高相同的温度等因素,来观察手中的秒表。升高相同温度时,所用时间较长的物质吸收的热量自然多一些,单位质量吸收热量的能力更强(即比热容更大一些)。说明:完成实验时需控制的几个量两试管型号相同、质量相等;试管中的水和食用油质量相等;试管中的水和食用油初温相同(可将两试管放入装有冷水的同一烧杯中 12 分钟);相同时间内两试管吸收的热量相等;两试管中的液体升高相同的温度;改变的量:升高相同温度时所需要加热的时间不同;升高相同温度时所吸收的热量不同。八、实验操作步骤:将装有质量相等的水和食用油的试管插入事先
5、准备好的同一烧杯的冷水中 12 分钟,保证两试管中液体的初温相同;将初温相同的两试管从冷水中拿出来同时放入正在加热的石棉网上,并放入温度计(同时按下秒表开始计时),观察通过热传递获得热量的两试管中温度计的变化;在温度计达到 70时分别记下所用的时间;比较升高相同温度时所用时间的不同;得出结论:升高相同温度时,所用时间较长的物质吸收的热量较多,吸收热量的能力较强(比热容较大)。九、实验效果:通过实验改进,在教学中学生更容易接受比热容的概念,更容易弄懂比热容较大的物质在质量相等、初温相同、吸收热量相同的情况下,温度变化较小;或比热容较大的物质在质量相等、初温相同、温度变化相同的情况下,吸收热量较多;并运用这些知识解释一些常见的日常生活实例。十、自我评价该实验的改进比原实验更容易控制一些量的变化,实验数据误差更小,实验结论更直接,便于学生理解知识和解决实际问题。如果将酒精灯换成两个完全相同的电加热器,我认为相同时间内吸收热量相同误差更小,因学校实验室没有,故只好等以后再改进。