第十章 多彩的物质世界 宇宙和微观世界

本章学习物质的性质和结构。从广阔的宇宙到地球上的高山、大海再到微观的原子和分子，都是本章研究对象。学习本章知识以后，你会知道：宇宙是由什么组成的，物质的三种常见形态：固态、液态、气态，物质的基本性质-------质量和密度，质量的测量工具-----天平等。同时学会探究物质的密度与质量和体积的关系，会应用质量和密度的知识解决一些实际应用问题。

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 10-9mc、12nm=12 109m   d、 12nm=12 10-9m9、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？