宇宙和微觀世界初三物理教案

　　一、 內(nèi)容分析

　　本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容是物質(zhì)的世界指的是物質(zhì)的形態(tài)及其變化、物質(zhì)的屬性、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與物體的尺度、新材料等，其核心內(nèi)容是對宏觀的物質(zhì)和微觀的物質(zhì)世界有所認(rèn)識，理解它的關(guān)鍵就是要走進(jìn)多彩的物質(zhì)世界，經(jīng)歷從宏觀到微觀、由表及里的研究過程。學(xué)生以前原子的組成本節(jié)課的內(nèi)容就是在此基礎(chǔ)上發(fā)展來的，由于它與以后的質(zhì)量、密度有著密切的聯(lián)系，所以在本學(xué)科中有著基礎(chǔ)性的作用，是本學(xué)科力學(xué)的基礎(chǔ)部分，教學(xué)的重點(diǎn)是讓學(xué)生能區(qū)分物質(zhì)的微觀與宏觀，解決這個(gè)問題的關(guān)鍵是多從生活入手，從生活中認(rèn)識物質(zhì)的概念。

　　二、目標(biāo)及其分析

　　1、 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;了解固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型;

　　(2) 對物質(zhì)世界從微觀到宏觀的尺度有大致的了解;

　　(3) 初步了解納米技術(shù)材料的應(yīng)用和發(fā)展前景。

　　2、目標(biāo)分析：

　　(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;了解固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型就是指知道分子是由原子組成的，而且能形象的描述固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的結(jié)構(gòu)，并且說出各自的性質(zhì)。

　　(2) 對物質(zhì)世界從微觀到宏觀的尺度有大致的了解就是指讓學(xué)生知道物質(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。

　　(3) 初步了解納米技術(shù)材料的應(yīng)用和發(fā)展前景就是指讓學(xué)生知道納米是個(gè)長度單位，而且是現(xiàn)在物理學(xué)得尖端科學(xué)。

　　三、問題診斷分析

　　這一節(jié)內(nèi)容分為宏觀和微觀，無論是宏觀還是微觀學(xué)生都不能在現(xiàn)實(shí)生活中見到，只能借助借助多媒體，通過目前科學(xué)界的僅有的一些照片來讓學(xué)生感受到物質(zhì)世界的豐富多彩。

　　另外固體液體氣體的微觀模型學(xué)生也很難想象只能借助一些生活中的實(shí)例如教室里上課的學(xué)生還有踢足球的運(yùn)動(dòng)員等等形象的實(shí)例來比喻他們的微觀模型。

　　四、教學(xué)支持條件

　　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。

　　五、教學(xué)過程

　　引入新課

　　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，對這些問題作一些初步的探討吧。

　　授新課

　　(一)宇宙是由物質(zhì)組成的

　　問題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(xué)們說出太陽系的九大行星(現(xiàn)報(bào)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)：

　�、偃祟愘囈陨�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;

　�、谔�陽系置身于銀河系之中，太陽只是銀河系中幾千億顆恒星中的一員;

　�、坫y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年;

　�、茉诤棋�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(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、人類對宇宙的探究過程。

　　交流資料：

　　(1) 中國古代關(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) 美國的阿波羅登月計(jì)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(jìn)入太空繞地球航行。

　　隨著科學(xué)的不斷進(jìn)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2：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)由分子組成的

　　1、問題3：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�？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)：任何物質(zhì)都是由極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。

　　分子很小，一般分子的直徑只有百億分之幾米(幾十納米)。只能用電子顯微鏡觀察。

　　結(jié)論：物質(zhì)是由分子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)展中。

　　(三) 原子結(jié)構(gòu)

　　我們知道了物質(zhì)由分子組成，人們又猜測分子能不能繼續(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。

　　原子的結(jié)構(gòu)與太陽系十分相似，它的中心是原子核，在原子的周圍，有一定數(shù)目的電子繞核運(yùn)動(dòng)。

　　原子非常小，全人類用肉眼可以看見的最小灰塵，其中也包含了約1015個(gè)微小的原子。

　　H,He,Li,Be的原子結(jié)構(gòu)。

　　研究發(fā)現(xiàn)，原子核是由更小的粒子質(zhì)子和中子組成的。而質(zhì)子和中子也還有更小的精細(xì)結(jié)構(gòu)夸克。(分子原子原子核[質(zhì)子(夸克)和中子(夸克)]和電子

　　夸克是最小的嗎?隨著科技的發(fā)展，人們會(huì)更深入地認(rèn)識世界。

　　(四) 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)�固時(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(水除外)，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積增大(水：1700倍;乙醚：250倍)。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)生說說他們在課堂上聽課，課間在教室里活動(dòng)時(shí)，課間在操場上自由活動(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)。

　　固態(tài)物質(zhì)中，分子排列十分緊密，粒子間有強(qiáng)大的作用力。因而，固體具有一定的體積和形狀。

　　液態(tài)物質(zhì)中，分子沒有固定的位置，運(yùn)動(dòng)比較自由，粒子間的作用力比固體小。因而，流體沒有確定的形狀，具有流動(dòng)性。

　　氣態(tài)物質(zhì)中，分子極度散亂，間巨很大，并以高速向四面八方運(yùn)動(dòng)，粒子間的作用力極小，容易被壓縮。因此，氣體具有流動(dòng)性。

　　(五)科學(xué)世界納米科學(xué)技術(shù)

　　納米科學(xué)技術(shù)是是納米尺度內(nèi)(0.1nm100nm)的科學(xué)技術(shù)，研究對象是一小堆分子或單個(gè)的原子、分子。

　　納米技術(shù)的應(yīng)用：電子與通信，醫(yī)療，制造業(yè)，分子人

　　小結(jié)

　　地球及其他一切天體都是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)又是由分子組成的，分子又是由原子組成的。原子的結(jié)構(gòu)與太陽系相似。原子核位于原子的中心，電子繞核運(yùn)動(dòng)。世界上形形色色的物質(zhì)有各種形態(tài)，物質(zhì)處于不同的狀態(tài)時(shí)具有不同的物理性質(zhì)，構(gòu)成了多彩的物質(zhì)世界。

　　隨堂練習(xí)

　　1.P8動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理問題。

　　2.物質(zhì)在溫度升高時(shí)體積膨脹，溫度降低時(shí)體積縮小的這種性質(zhì)被稱之為熱脹冷縮。在各種金屬中，鋁的熱膨脹最顯著，依次是銅、鐵、鋼。利用長度相同的不同材料的物質(zhì)在溫度改變時(shí)伸長量不同的性質(zhì)人們制成了雙金屬片。利用銅和鐵制成的雙金屬片在溫度升高時(shí)，會(huì)向哪一邊彎曲?

　　作業(yè)

　　課堂作業(yè)練習(xí)相應(yīng)練習(xí)。

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