宇宙和微观世界
2008年10月27日 15:23:36 来源:平罗县物理教研网 访问量：125次
第一节 宇宙和微观世界
(一) 学习目标
1、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。
2、过程与方法目标
(1) 通过对物质从宇宙到微观世界的研究介绍，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。
3、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。
(二) 学法点拨
物质世界可以从以下三个层面研究：宇观世界：宇宙、银河系、地球等。它们的体积非常大，大多距离我们非常远，要借助天文望远镜观察和研究：宏观世界：地球上人类可以实地观察和研究；微观世界：物体尺寸非常小，要借助显微镜、电子显微镜观察和研究。
微观物质的尺度很小，人类肉眼无法直接观察。但是，分子也有结构，它是由原子组成的。
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、 宇宙是由物质组成
教师：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。
1、宇宙有多大？
(1) 综合观察课本图10.1-1和课本图10.12-1。
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科恒星中的一员；
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光年；
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：
(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
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：任何物质都是由主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。
三、 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态体积缩小，由液态变为气态，体积增大。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。
四、 原子结构
我们知道了物质同分子组成，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。
在一般情况下原子核所带的正电和核外电子所带的负电相相等。原子核由更小的粒子---质子和中子组成，而质子和中子又由更小的夸克组成……
达标自查
1、我们人类生活在广阔的宇宙里，太阳是 中一千亿颗恒星中的一员，人类生活的地球在离太阳比较近的第 条轨道上运行。目前发现的太阳系有 大行星。
2、物质由微小的粒子组成。这些微小粒子保持了物质的性质，我们叫它 。由于它的体积很小，一般要用 观察。
3、固态物质中，粒子之间有强大的作用力，具有一定的 和 。
4、液体没有确定的 ，具有 。气体粒子之间作用力小，故气体容易被 。
并具有 性。
5、物质由 组成。分子由 组成。原子核外的电子绕 运动。
6、物质从液态变成气态的时候，体积变化的正确说法是( )
A、体积都变小 B、体积都变大 C、有的体积变大，有的体积变小 D、无法判断
7、下列说法中，不正确的是( )
A、固体有一定的形状和体积 B、液体有一定的形状和体积
C、液体有一定的体积，没有一定的形状 D、气体没有一定的形状和体积
8、下列单位换算中，正确的是( )
A、 12nm=1.2×109m B、12nm=1.2×10-9m
C、12nm=12×109m D、 12nm=12×10-9m
9、下列对物质结构的描述，正确的是( )
A、 固态物质的排列规则，就像学生做广播体操一样
B、 液态物质的分子可以移动，就像操场上踢足球的学生一样可以在球场上跑动
C、 气态物质的分子几乎不受力，就像下课以后的同学可以自由活动
能力提高
10、探究：物质从液态变成固态的时候，体积是变大了还是变小了？
猜想：
设计、进行实验：选用熟动物油作为探究对象。
把熟动物油放在烧杯里，用火加热，使它完全熔化，记下液面所在的刻度位置。
拿开火源，使熟动物油冷却。
观察：它的体积是变大了还是变小了？
你还可以用什么物质进一步进行探究？
写出你的探究结果 ：
11、探究：水结成冰以后，体积是变大了还是变小了？
猜想：
设计、进行实验：
分析结论：
交流：通过第10题和第11 题的探究，你有什么发现？
编辑：圆叶
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