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2019-2020年九年級(jí)物理全冊(cè) 10.1 宇宙和微觀世界學(xué)案 新人教版 本章學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。從廣闊的宇宙到地球上的高山、大海再到微觀的原子和分子，都是本章研究對(duì)象。學(xué)習(xí)本章知識(shí)以后，你會(huì)知道：宇宙是由什么組成的，物質(zhì)的三種常見形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，物質(zhì)的基本性質(zhì)-------質(zhì)量和密度，質(zhì)量的測(cè)量工具-----天平等。同時(shí)學(xué)會(huì)探究物質(zhì)的密度與質(zhì)量和體積的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用質(zhì)量和密度的知識(shí)解決一些實(shí)際應(yīng)用問題。 第一節(jié) 宇宙和微觀世界 (一) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、知識(shí)與能力目標(biāo) (1) 知道宇宙是物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由分子和原子組成 的； (2) 了解固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型； (3) 了解原子的結(jié)構(gòu)； (4) 對(duì)物質(zhì)世界從微觀到宏觀的尺度有大致的了解； (5) 初步了解納米技術(shù)材料的應(yīng)用和發(fā)展前景。 2、過程與方法目標(biāo) (1) 通過對(duì)物質(zhì)從宇宙到微觀世界的研究介紹，發(fā)現(xiàn)并說明物質(zhì)是可以分割的； (2) 通過把原子結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)系的類比，建立微觀世界的結(jié)構(gòu)模型。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)： 通過對(duì)物質(zhì)世界的研究，認(rèn)識(shí)并體驗(yàn)我們生活在物質(zhì)的世界中，宇宙由物質(zhì)組成。 學(xué)習(xí)物質(zhì)的世界，體會(huì)物質(zhì)世界的奇妙。 (二) 學(xué)法點(diǎn)撥 物質(zhì)世界可以從以下三個(gè)層面研究：宇觀世界：宇宙、銀河系、地球等。它們的體積非常大，大多距離我們非常遠(yuǎn)，要借助天文望遠(yuǎn)鏡觀察和研究：宏觀世界：地球上人類可以實(shí)地觀察和研究；微觀世界：物體尺寸非常小，要借助顯微鏡、電子顯微鏡觀察和研究。 微觀物質(zhì)的尺度很小，人類肉眼無法直接觀察。但是，分子也有結(jié)構(gòu)，它是由原子組成的。 課前準(zhǔn)備 1、 取一根蠟燭放入小金屬罐熔化然后觀察蠟燭凝固時(shí)體積的變化。 2、 查閱、收集有關(guān)太陽(yáng)系、銀河系的資料、人類探索宇宙的資料。 3、 查閱、收集有關(guān)分子、原子結(jié)構(gòu)的資料。 教學(xué)過程 一、 宇宙是由物質(zhì)組成 教師：人們說廣闊的宇宙是無邊無際的，那么，這宇宙究竟大到什么程度？宇宙萬物，變化萬千，那么，這絢麗的世界到底是由什么組成的呢？這一切給人類留了許許多多的謎，引發(fā)了人類無限的遐想，激發(fā)了一代代科學(xué)家對(duì)它們孜孜不倦的觀察和研究。那么，這一節(jié)課就讓我們沿著科學(xué)家的探究的足跡，從宏觀到微觀作一次旅行，對(duì)這些問題作一些初步的探討吧。 1、宇宙有多大？ (1) 綜合觀察課本圖10.1-1和課本圖10.12-1。 請(qǐng)同學(xué)們說出太陽(yáng)系的九大行星(現(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)第十大行星)。在太陽(yáng)系示意圖中找出我們生活的地球。(在離太陽(yáng)比較近的第三條軌道上) 2、交流資料數(shù)據(jù)： ① 人類賴以生存的地球置身于太陽(yáng)系之中，是太陽(yáng)系中的一顆普遍的行星； ② 太陽(yáng)系置身于銀河系之中，太陽(yáng)只是銀河系中幾千億科恒星中的一員； ③ 銀河系只是數(shù)十億個(gè)星系中的一個(gè)，一束光穿越銀河系需要十萬光年； ④ 在浩瀚的宇宙中，還有許多像銀河系這樣的星系。目前，我們?nèi)祟愑^測(cè)到的宇宙中擁有數(shù)十億個(gè)星系。 (3)根據(jù)以上資料、數(shù)據(jù)讓學(xué)生推理，說一說他們所想像的宇宙有多大。 (4)結(jié)論：宇宙是廣闊無垠的，大得很難以想象。 2、人類對(duì)宇宙的探究過程。 交流資料： (1) 中國(guó)古代關(guān)于宇宙結(jié)構(gòu)的學(xué)說； (2) 哥白尼與日心說； (3) 從世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，到人類第一次乘飛船進(jìn)入太空； (4) 美國(guó)的“阿波羅”登月計(jì)劃； (5) 我國(guó)“神舟”號(hào)飛船的五次成功飛行。宇航員楊利偉順利進(jìn)入太空繞地球航行。 隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，人類對(duì)太空宇宙的探索越來越深入，宇宙的奧秘將逐漸被揭示。 3、宇宙的組成 問題：宇宙究竟是由什么組成的？ 地球及其他一切天體都是由物質(zhì)組成的。物質(zhì)處于不停的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展之中。 二、 物質(zhì)由分子組成 1、問題：物質(zhì)又是由什么組成的呢？ 從古到今，人們一直在探尋著這個(gè)問題的答案。古希臘人認(rèn)為宇宙萬物是由水、火、土、氣四元素組成；我們的祖先認(rèn)為宇宙萬物是由金、木、水、火、土五行組成。但這些看法都是不科學(xué)。到底物質(zhì)又是由什么組成的呢？ 2、分割物質(zhì)實(shí)驗(yàn)： 物質(zhì)分割有一個(gè)限度，分割到這一限度時(shí)小粒子能保持物質(zhì)原來性質(zhì)但用肉眼不能看到，只能借助電子顯微鏡觀察。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：任何物質(zhì)都是由主其微小的粒子組成的，這些粒子保持了物質(zhì)原來的性質(zhì)，意大利物理學(xué)家阿伏加德羅第一個(gè)把這些粒子叫做分子。 三、 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型 1、學(xué)生交流課前觀察蠟?zāi)虝r(shí)體積的變化。(液體蠟在凝固時(shí)體積縮小，中間凹陷下去。) 2、問題：我們知道物質(zhì)一般以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的形式存在。物質(zhì)處于不同狀態(tài)具有不同的物理性質(zhì)。從實(shí)驗(yàn)，我們看到物質(zhì)在一般情況下由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)體積縮小，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積增大。物質(zhì)由分子組成，那么，物質(zhì)存在的形式與分子的存在狀態(tài)是否聯(lián)系呢？ 3、探究：先讓學(xué)生說說他們?cè)谡n堂上聽課，課間在教室里活動(dòng)時(shí)，課間在操場(chǎng)上自由活動(dòng)時(shí)這三種情況下活動(dòng)的狀態(tài)和活動(dòng)空間。 固體具有一定的體積和形狀；液體沒有確定的形狀，具有流動(dòng)性；氣體具有很強(qiáng)的流動(dòng)性。 4、結(jié)論：根據(jù)以上探究，可以認(rèn)為物質(zhì)存在的形式與構(gòu)成物質(zhì)的分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。 四、 原子結(jié)構(gòu) 我們知道了物質(zhì)同分子組成，人們又猜測(cè)分子能不能繼續(xù)分割？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)分子是由更小的粒子組成，并把這樣的粒子稱為原子。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)有的分子由多個(gè)原子組成，有的分子由單個(gè)原子組成。 在一般情況下原子核所帶的正電和核外電子所帶的負(fù)電相相等。原子核由更小的粒子---質(zhì)子和中子組成，而質(zhì)子和中子又由更小的夸克組成…… 達(dá)標(biāo)自查 1、我們?nèi)祟惿钤趶V闊的宇宙里，太陽(yáng)是 中一千億顆恒星中的一員，人類生活的地球在離太陽(yáng)比較近的第 條軌道上運(yùn)行。目前發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系有 大行星。 2、物質(zhì)由微小的粒子組成。這些微小粒子保持了物質(zhì)的性質(zhì)，我們叫它 。由于它的體積很小，一般要用 觀察。 3、固態(tài)物質(zhì)中，粒子之間有強(qiáng)大的作用力，具有一定的 和 。 4、液體沒有確定的 ，具有 。氣體粒子之間作用力小，故氣體容易被 。 并具有 性。 5、物質(zhì)由 組成。分子由 組成。原子核外的電子繞 運(yùn)動(dòng)。 6、物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的時(shí)候，體積變化的正確說法是( ) A、體積都變小 B、體積都變大 C、有的體積變大，有的體積變小 D、無法判斷 7、下列說法中，不正確的是( ) A、固體有一定的形狀和體積 B、液體有一定的形狀和體積 C、液體有一定的體積，沒有一定的形狀 D、氣體沒有一定的形狀和體積 8、下列單位換算中，正確的是( ) A、 12nm=1.2109m B、12nm=1.210-9m C、12nm=12109m D、 12nm=1210-9m 9、下列對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的描述，正確的是( ) A、 固態(tài)物質(zhì)的排列規(guī)則，就像學(xué)生做廣播體操一樣 B、 液態(tài)物質(zhì)的分子可以移動(dòng)，就像操場(chǎng)上踢足球的學(xué)生一樣可以在球場(chǎng)上跑動(dòng) C、 氣態(tài)物質(zhì)的分子幾乎不受力，就像下課以后的同學(xué)可以自由活動(dòng) 能力提高 10、探究：物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的時(shí)候，體積是變大了還是變小了？ 猜想： 設(shè)計(jì)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：選用熟動(dòng)物油作為探究對(duì)象。 把熟動(dòng)物油放在燒杯里，用火加熱，使它完全熔化，記下液面所在的刻度位置。 拿開火源，使熟動(dòng)物油冷卻。 觀察：它的體積是變大了還是變小了？ 你還可以用什么物質(zhì)進(jìn)一步進(jìn)行探究？ 寫出你的探究結(jié)果 ： 11、探究：水結(jié)成冰以后，體積是變大了還是變小了？ 猜想： 設(shè)計(jì)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 分析結(jié)論： 交流：通過第10題和第11 題的探究，你有什么發(fā)現(xiàn)？