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2019-2020年九年級物理 第十章 多彩的物質世界 宇宙和微觀世界教案 人教新課標版 本章學習物質的性質和結構。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，都是本章研究對象。學習本章知識以后，你會知道：宇宙是由什么組成的，物質的三種常見形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，物質的基本性質-------質量和密度，質量的測量工具-----天平等。同時學會探究物質的密度與質量和體積的關系，會應用質量和密度的知識解決一些實際應用問題。 第一節(jié) 宇宙和微觀世界 (一) 學習目標 1、知識與能力目標 (1) 知道宇宙是物質組成的，物質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) 了解原子的結構； (4) 對物質世界從微觀到宏觀的尺度有大致的了解； (5) 初步了解納米技術材料的應用和發(fā)展前景。 2、過程與方法目標 (1) 通過對物質從宇宙到微觀世界的研究介紹，發(fā)現(xiàn)并說明物質是可以分割的； (2) 通過把原子結構與太陽系的類比，建立微觀世界的結構模型。 3、情感、態(tài)度與價值觀目標： 通過對物質世界的研究，認識并體驗我們生活在物質的世界中，宇宙由物質組成。 學習物質的世界，體會物質世界的奇妙。 (二) 學法點撥 物質世界可以從以下三個層面研究：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，要借助天文望遠鏡觀察和研究：宏觀世界：地球上人類可以實地觀察和研究；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。 微觀物質的尺度很小，人類肉眼無法直接觀察。但是，分子也有結構，它是由原子組成的。 課前準備 1、 取一根蠟燭放入小金屬罐熔化然后觀察蠟燭凝固時體積的變化。 2、 查閱、收集有關太陽系、銀河系的資料、人類探索宇宙的資料。 3、 查閱、收集有關分子、原子結構的資料。 教學過程 一、 宇宙是由物質組成 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)了一代代科學家對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家的探究的足跡，從宏觀到微觀作一次旅行，對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。 請同學們說出太陽系的九大行星(現(xiàn)報道發(fā)現(xiàn)第十大行星)。在太陽系示意圖中找出我們生活的地球。(在離太陽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系之中，是太陽系中的一顆普遍的行星； ② 太陽系置身于銀河系之中，太陽只是銀河系中幾千億科恒星中的一員； ③ 銀河系只是數(shù)十億個星系中的一個，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^測到的宇宙中擁有數(shù)十億個星系。 (3)根據(jù)以上資料、數(shù)據(jù)讓學生推理，說一說他們所想像的宇宙有多大。 (4)結論：宇宙是廣闊無垠的，大得很難以想象。 2、人類對宇宙的探究過程。 交流資料： (1) 中國古代關于宇宙結構的學說； (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入太空； (4) 美國的“阿波羅”登月計劃； (5) 我國“神舟”號飛船的五次成功飛行。宇航員楊利偉順利進入太空繞地球航行。 隨著科學的不斷進步，人類對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組成的。物質處于不停的運動和發(fā)展之中。 二、 物質由分子組成 1、問題：物質又是由什么組成的呢？ 從古到今，人們一直在探尋著這個問題的答案。古希臘人認為宇宙萬物是由水、火、土、氣四元素組成；我們的祖先認為宇宙萬物是由金、木、水、火、土五行組成。但這些看法都是不科學。到底物質又是由什么組成的呢？ 2、分割物質實驗： 物質分割有一個限度，分割到這一限度時小粒子能保持物質原來性質但用肉眼不能看到，只能借助電子顯微鏡觀察。科學研究發(fā)現(xiàn)：任何物質都是由主其微小的粒子組成的，這些粒子保持了物質原來的性質，意大利物理學家阿伏加德羅第一個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、學生交流課前觀察蠟凝固時體積的變化。(液體蠟在凝固時體積縮小，中間凹陷下去。) 2、問題：我們知道物質一般以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的形式存在。物質處于不同狀態(tài)具有不同的物理性質。從實驗，我們看到物質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。物質由分子組成，那么，物質存在的形式與分子的存在狀態(tài)是否聯(lián)系呢？ 3、探究：先讓學生說說他們在課堂上聽課，課間在教室里活動時，課間在操場上自由活動時這三種情況下活動的狀態(tài)和活動空間。 固體具有一定的體積和形狀；液體沒有確定的形狀，具有流動性；氣體具有很強的流動性。 4、結論：根據(jù)以上探究，可以認為物質存在的形式與構成物質的分子的運動狀態(tài)有關。 四、 原子結構 我們知道了物質同分子組成，人們又猜測分子能不能繼續(xù)分割？科學家發(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。同時還發(fā)現(xiàn)有的分子由多個原子組成，有的分子由單個原子組成。 在一般情況下原子核所帶的正電和核外電子所帶的負電相相等。原子核由更小的粒子---質子和中子組成，而質子和中子又由更小的夸克組成…… 達標自查 1、我們?nèi)祟惿钤趶V闊的宇宙里，太陽是 中一千億顆恒星中的一員，人類生活的地球在離太陽比較近的第 條軌道上運行。目前發(fā)現(xiàn)的太陽系有 大行星。 2、物質由微小的粒子組成。這些微小粒子保持了物質的性質，我們叫它 。由于它的體積很小，一般要用 觀察。 3、固態(tài)物質中，粒子之間有強大的作用力，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、物質由 組成。分子由 組成。原子核外的電子繞 運動。 6、物質從液態(tài)變成氣態(tài)的時候，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、下列對物質結構的描述，正確的是( ) A、 固態(tài)物質的排列規(guī)則，就像學生做廣播體操一樣 B、 液態(tài)物質的分子可以移動，就像操場上踢足球的學生一樣可以在球場上跑動 C、 氣態(tài)物質的分子幾乎不受力，就像下課以后的同學可以自由活動 能力提高 10、探究：物質從液態(tài)變成固態(tài)的時候，體積是變大了還是變小了？ 猜想： 設計、進行實驗：選用熟動物油作為探究對象。 把熟動物油放在燒杯里，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進一步進行探究？ 寫出你的探究結果 ： 11、探究：水結成冰以后，體積是變大了還是變小了？ 猜想： 設計、進行實驗： 分析結論： 交流：通過第10題和第11 題的探究，你有什么發(fā)現(xiàn)？