一 宇宙和微观世界
教学目标
(一)知识与能力目标
1、知道宇宙是物质组成的,物质是由分子和原子组成的; 2、了解固态、液态、气态的微观模型; 3、了解原子的结构;
4、对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解; 5、 初步了解纳米技术材料的应用和发展前景。 (二)过程与方法目标
1、通过对物质从宇宙到微观的研究介绍,发现并说明物质是可以分割的; 2、通过把原子结构与太阳系的类比,建立微观世界的结构模型。 (三)情感、态度与价值观目标:
通过对物质世界的研究,认识并体验我们生活在物质的世界中,宇宙由物质组成。
学习物质的世界,体会物质世界的奇妙。 课前准备
1.取一根蜡烛放入小金属罐熔化然后观察蜡烛凝固时体积的变化。 2.查阅、收集有关太阳系、银河系的资料、人类探索宇宙的资料。 3.查阅、收集有关分子、原子结构的资料。 教学过程 一、引入新课
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人们说广阔的宇宙是无边无际的,那么,这宇宙究竟大到什么程度?宇宙万物,变化万千,那么,这绚丽的世界到底是由什么组成的呢?这一切给人类留了许许多多的谜,引发了人类无限的遐想,激发了一代代科学家对它们孜孜不倦的观察和研究。那么,这一节课就让我们沿着科学家的探究的足迹,从宏观到微观作一次旅行,对这些问题作一些初步的探讨吧。 二、新课教学
(一)宇宙是由物质组成的 1.宇宙有多大?
(1) 综合观察课本图11-1和课本图11-2。
请同学们说出太阳系的九大行星(现报道发现第十大行星)。在太阳系示意图中找出我们生活的地球。(在离太阳比较近的第三条轨道上)
(2)交流资料数据:
① 人类赖以生存的地球置身于太阳系之中,是太阳系中的一颗普遍的行星; ② 太阳系置身于银河系之中,太阳只是银河系中几千亿颗恒星中的一员; ③ 银河系只是数十亿个星系中的一个,一束光穿越银河系需要十万年; ④ 在浩瀚的宇宙中,还有许多像银河系这样的星系。目前,我们人类观测到的宇宙中拥有数十亿个星系。
(3)根据以上资料、数据让学生推理,说一说他们所想像的宇宙有多大。 (4)结论:宇宙是广阔无垠的,大得很难以想象。 2、人类对宇宙的探究过程。 交流资料:
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(1) 中国古代关于宇宙结构的学说; (2) 哥白尼与日心说;
(3) 从世界上第一颗人造地球卫星发射成功,到人类第一次乘飞船进入太空; (4) 美国的“阿波罗”登月计划;
(5) 我国“神舟”号飞船的五次成功飞行。宇航员杨利伟顺利进入太空绕地球航行。
随着科学的不断进步,人类对太空宇宙的探索越来越深入,宇宙的奥秘将逐渐被揭示。
3、宇宙的组成
问题:宇宙究竟是由什么组成的?
地球及其他一切天体都是由物质组成的。物质处于不停的运动和发展之中。
(二) 物质由分子组成的
1、问题:物质又是由什么组成的呢?
从古到今,人们一直在探寻着这个问题的答案。古希腊人认为宇宙万物是由水、火、土、气四元素组成;我们的祖先认为宇宙万物是由金、木、水、火、土五行组成。但这些看法都是不科学。到底物质又是由什么组成的呢?
2、分割物质实验:
物质分割有一个限度,分割到这一限度时小粒子能保持物质原来性质但用肉眼不能看到,只能借助电子显微镜观察。科学研究发现:任何物质都是由极其微小的粒子组成的,这些粒子保持了物质原来的性质,意大利物理学家阿伏加德罗第一个把这些粒子叫做分子。
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分子很小,一般分子的直径只有百亿分之几米(几十纳米)。只能用电子显微镜观察。
结论:物质是由分子组成的
地球及其他一切天体都是由物质组成的,物质处于不停的运动和发展中。
(三) 原子结构
我们知道了物质由分子组成,人们又猜测分子能不能继续分割?科学家发现分子是由更小的粒子组成,并把这样的粒子称为原子。同时还发现有的分子由多个原子组成,有的分子由单个原子组成。
原子的结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核,在原子的周围,有一定数目的电子绕核运动。
原子非常小,全人类用肉眼可以看见的最小灰尘,其中也包含了约1015个微小的原子。
研究发现,原子核是由更小的粒子——质子和中子组成的。而质子和中子也还有更小的精细结构——夸克。(分子—原子—原子核[质子(夸克)和中子(夸克)]和电子
夸克是最小的吗?随着科技的发展,人们会更深入地认识世界。 (四) 固态、液态、气态的微观模型
1、学生交流课前观察蜡凝固时体积的变化。(液体蜡在凝固时体积缩小,中间凹陷下去。)
2、问题:我们知道物质一般以固态、液态、气态的形式存在。物质处于不同状态具有不同的物理性质。从实验,我们看到物质在一般情况下由液态变为固
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态体积缩小(水除外),由液态变为气态,体积增大(水:1700倍;乙醚:250倍)。物质由分子组成,那么,物质存在的形式与分子的存在状态是否联系呢?
3、探究:先让学生说说他们在课堂上听课,课间在教室里活动时,课间在操场上自由活动时这三种情况下活动的状态和活动空间。
固体具有一定的体积和形状;液体没有确定的形状,具有流动性;气体具有很强的流动性。
4、结论:根据以上探究,可以认为物质存在的形式与构成物质的分子的运动状态有关。
固态物质中,分子排列十分紧密,粒子间有强大的作用力。因而,固体具有一定的体积和形状。
液态物质中,分子没有固定的位置,运动比较自由,粒子间的作用力比固体小。因而,流体没有确定的形状,具有流动性。
气态物质中,分子极度散乱,间巨很大,并以高速向四面八方运动,粒子间的作用力极小,容易被压缩。因此,气体具有流动性。
(五)科学世界——纳米科学技术
纳米科学技术是是纳米尺度内(0.1nm—100nm)的科学技术,研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。
纳米技术的应用:电子与通信,医疗,制造业,分子人…… 三、小结
地球及其他一切天体都是由物质组成的,物质又是由分子组成的,分子又是由原子组成的。原子的结构与太阳系相似。原子核位于原子的中心,电子绕核运
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人教版九年级全册物理全册教案
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