初中原子物理教案

探索更小的微粒杨泰一．教学目标：1．知道分子不是微观粒子的最小单元，分子是由原子组成的。2．通过摩擦起电实验，认识到原子也不是组成物质的最小单元，原子还可以由更小的粒子组成。3．通过阅读相关资料，感知丰富的微观世界，体会人类在揭示微观世界奥秘所取得的重要成就，并知道这种探索还要继续进行下去。三．教学过程：1．物质的微观世界师：物质是由大量的分子组成的，那分子是不是最小了呢？还可不可以再分？生（谈谈分子后回答总结）：分子是有原子组成的，原子是不显电性的。师：比如水分子H2O是由二个氢原子和一个氧原子组成的；二氧化碳分子CO2是由一个碳原子和二个氧原子组成的。师：既然分子是由原子组成的，那么，原子能否再分呢？[摩擦起电实验]：（1）用丝绸摩擦过的玻璃棒可以吸引小纸屑（2）用毛皮摩擦过的橡胶棒可以吸引小纸屑师；从刚才的实验可以看出什么？（摩擦可以使原来不带电的物体带电）[提问]（1）生活中还有哪些例子与此类似呢？（2）既然原子是不显电性的，为什么摩擦能起电呢？[启示]：原子是可以再分的师：原子是由什么组成的？原子核是由什么组成的？质子和中子是由什么组成的？生：原子是由原子核和电子组成的，原子核对电子有一定的束缚作用，使得电子围绕中央的原子核作圆周运动；原子核是由质子和中子组成的；质子和中子又是有许多的夸克组成的。师：我们现在来共同分析一下以上的微粒都呈现怎样的电性？原子是不显电性的，而组成原子的电子是带负电的，所以原子核肯定带正电；而中子是呈中性的不带电，所以质子肯定的是带正电的。总结：物质是由大量的分子组成，分子是由不显电性的原子组成；原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成；原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的；质子和中子是由大量的夸克组成。2．原子模型师：物质的微观世界是丰富多彩的，一百多年来，科学家一直不断的研究探索这些微小粒子，且取得了辉煌的成就，在1897年，汤姆逊首先发现了电子，进而认识到原子是由电子和原子核组成的，提出了“枣糕模型”他认为电子像蛋糕中的枣子一样是镶嵌在原子核内部的；在此基础上，卢瑟福建立了“原子结构的行星模型”，提出了电子是围绕原子核做高速的圆周运动。下面我们根据原子的结构来看看有什么规律：[结论]：（1）电子围绕原子核作高速运转（2）原子核带正电的电量和电子带负电的电量相等（3）原子的质量几乎集中在原子核上（4）不同物质的原子核对电子的束缚能力不一样师：既然原子核对电子的束缚能力不一样，有没有可能电子会脱离原子核的束缚而“离家出走”呢？（会）刚才我们做的“摩擦起电”实验就能说明这个问题，下面我们来解释一下摩擦起电的过程3．解释摩擦起电的过程师：用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒经过摩擦之后就会失去电子，从而带上正电，而丝绸得到玻璃棒的电子带负电；用毛皮去摩擦橡胶棒，橡胶棒经过摩擦会得到电子，从而带负电，而毛皮失去了电子带正电。[提问]丝绸和玻璃棒相比，哪个对电子的束缚能力较强？毛皮和橡胶棒呢？生：丝绸和玻璃棒相比，丝绸对电子的束缚能力较强；毛皮和橡胶棒相比，橡胶棒对电子的束缚能力较强一些。师：从以上的结论，你能不能总结出物质得失电子的能力和什么因素有关呢？摩擦起电的本质原因是什么呢？[结论]（1）物质得失电子的能力与原子核对电子的束缚能力有关（2）摩擦起电的原因：电子从一个物体转移到另一个物体四．小结：师：通过本堂课的学习，请你们回忆一下，你掌握了哪些知识？（1）分子的组成、原子的组成结构、组成原子的微粒的电性（2）知道原子结构得出规律（3）摩擦起电的过程、原因五．课堂练习：1．1879年，英国物理学家汤姆逊首先发现了，从而揭开了人们对内部的认识。2．原子核是由质子和组成的，若一个原子的直径是10-10米，我国科学家制造的纳米碳纤维管的直径是33纳米，相当于个原子一个一个排列起来的长度（1纳米=10-9米）3．平常所说的“摩擦起电”并不是创造了电，只是依靠摩擦，使，得到电子的物体带电，失去电子的物体带电，并且相互摩擦的两个物体同时带上了电荷。4．通常情况下，原子是呈中性的，这是因为（）A原子核不带电B中子不带电C组成原子的所有微粒不带电D原子内的质子所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数相等5．毛皮与塑料尺摩擦，由于毛皮的原子核对核外电子的束缚能力较弱，所以结果是（）A塑料尺得到电子带负电B塑料尺失去电子带正电C毛皮得到电子带负电D毛皮失去电子带负电6．通常情况下的原子和组成它的微粒当中，不显电性的是（）A整个原子、原子核B整个原子、质子C整个原子、中子D质子、中子7．1cm3水里含有3.35×1022个水分子，一个水分子的质量是多少克？8．1919年，英国物理学家卢瑟福用α粒子从氮原子核中打出了。卢瑟福提出了原子结构的行星模型，试根据后面“相关连接”，简述卢瑟福的原子结构的行星模型一、走进分子世界一、教学目标1、知识与技能知道物质是由大量分子组成的，分子间有空隙；分子在永不停息地做无规则的运动；分子间存在着相互作用的引力和斥力。2、过程和方法⑴能从课堂内外的活动中猜想出物质的结构模型，并从中了解人类认识微观世界的过程和方法。⑵知道分子的运动与宏观物体运动的区别；能用分子动理论解释固、液、气三态。二、引入新课以学生对导图的发言引入新课（要求一位学生事前准备，将导图内容扩展为一篇小短文进行发言。题目可以为《人类对宇宙的探索》）同学们都知道，人类生活的世界是由各种各样的物质组成的。有许多物质人们可以用眼睛直接看到，如：山脉、桥梁、大海、森林、高楼等。有一些物质我们虽然看不见，但却可以通过别的器官感觉到它的存在，如空气虽然看不见，但我们在呼吸时便可体会到空气的存在。但是还有一些物质，我们即看不见、摸不到，也无法通过其他的器官感觉到它的存在，那我们又如何来认识和研究这些物质呢？是不是就没有办法的呢？科学家们采用了一种间接研究的方法，十分有效。那就是先根据一些已有的现象和经验，提出一种结构模型的猜想，然后进行各种实验去收集证据证实这种猜想，从而弄清物质的内部结构。下面就让我们按照科学家的这种思路来认识物质的结构。今天我们学习新的一章：第七章：从粒子到宇宙。一、走进分子世界。三、新课部分活动7.1选择一种模型：教师：用炭素笔在白纸上画一笔，再用放大镜或低倍的显微镜对笔迹进行仔细观察，会看到些什么？（虽然实验没有做，但你可以凭你的经验和想象进行一次合理的推测。）学生：可能会看到十分细小的炭的颗粒。（同时对课本进行填充）教师：将高锰酸钾的颗粒放入水中，让学生注意观察并回答看到的现象。学生：看到高锰酸钾的颗粒放入水中马上开始溶化，不一会儿，整杯水都变成了红色。（同时对进行课本填充）教师：向一端封闭的玻璃管中注水至一半，再注入酒精，在液面的最高处做一记号。然后封闭管口，并将玻璃管反复翻转，使水和酒精充分混合，观察液面的位置，混合后水与酒精总体积是否和混合前酒精和水的体积之和相等。如不相等，发生了什么变化？请大家推测可能出现的结果。（简单板画活动3）学生：可能在混合后，水和酒精的总体积会变小。教师：做一个替代实验如下。用两个量筒中分别注入50cm3水和50cm3酒精。然后将50cm3酒精倒入50cm3水的量筒中，用棒进行搅拌使其充分混合。再观察水和酒精混合后的总体积，是否还是100cm3（也可以用黄豆和大米相混合进行实验，操作的效果更加明显。）学生：上讲台进行观察后说出课本上填充结论，并进行填写。教师：科学家们根据上述的现象，设想了三种物理模型。模型1物质是由微小的颗粒组成的，各个颗粒紧靠在一起，形成了我们所看到的连续体。模型2物质是由微小的颗粒组成的，颗粒之间有空隙。模型3固体是由微小的颗粒组成的，液体是连成一片的，固体微粒可以挤进液体中去。请同学们选择一种最合理的模型，对上述和现象2和3进行解释。（讨论2分钟后回答）学生1：选择模型2，物质是由微小的颗粒组成的，颗粒之间有空隙。高锰酸钾在水中溶化成十分微小的颗粒，这些颗粒和水充分的混合后使水的颜色变红。学生2：选择模型2，由于颗粒之间有空隙，所以水的微粒和酒精的颗粒互相进入了对方的空隙中，所以混合以后的总体积小于原来的体积之和。教师：如学生选择另两种模型可以问其他学生是否还有更好的选择。对于其他的模型也应进行鼓励，但应给学生指明模型2是最合理的。教师：科学家们经过世世代代的研究发现，物质的确可以分成十分细小的微粒，但如果一直的分下去，物质就会失去它原有的性质。（如水分到一定的程度后就失去了水的性质了，也就是说水已经不是水了）于是科学家们就把能保持物质化学性质的最小微粒叫分子。学生：阅读第26页相关的最后一段。教师：介绍分子的大小。科学家们发现分子是十分小的，小到什么程度。用肉眼肯定无法看到，用一般的显微镜也无法看到，要用放大几千万倍的电子显微镜才能依稀可见。（学生看图7-3，可告知分子的排列常常是十分有规律的。）如果把2500万个水分子排成一行，只有一厘米；若把分子和乒乓球相比，就好像拿乒乓球和地球相比。如果把1cm3气体装在一个容器中，每秒钟从容器中跑出1亿个气体分子，要跑9000年才能跑完。教师：介绍分子直径数量级如果将分子看作是一个个的小球的话，这个小球的直径只能用10-10m来衡量。人们常将10-10m称为1埃。如水分子的直径为4个埃，氢气分子的直径为2.3个埃。教师：通过刚才的学习，可总结如下结论。物质由分子所组成，分子的体积十分小，而且分子之间有空隙。活动7.2：收集分子运动的实验证据：教师：如果将红墨水滴在水中，会有怎样的现象？要求学生注意观察。学生：发现红墨水在水中扩散开来，不一会儿，整个杯中的水都变红了。教师：这样的现象说明了什么科学道理呢？学生：说明分子并不是静止的，而是在不停的运动着。（填写课本）教师：要求学生进行讨论，在生活中还有哪些事实可以做为分子是运动的证据？学生：讨论后进行如下回答。①烧好的菜一端上桌，香气扑鼻。说明气体的分子在运动。②将糖块投入到水中，糖块会溶化，说明糖的分子在运动。③在桂花树下可以闻到桂花的芳香，说明气体的分子在运动。④放在衣柜中的樟脑丸时间长了会变小甚至消失，说明分子在运动。教师：得出如下结论一切物体的分子都在做着无规则的运动。教师：要求学生阅读28页的对话框。提问小男孩提出了什么问题，小女孩又是怎样回答的？（看书半分钟，回答时不能看书。）学生：小男孩说既然分子间有空隙，而且分子又是运动的，那么为什么我们看到的许多物体却不是一盘散沙？教师：你是怎么想这个问题的呢？学生：很可能是因为分子之间有吸引力的作用。活动7.3支持分子间存在吸引力的证据：教师：要求学生猜测将两个表面光滑的铅块相互紧压后，它们会粘在一起吗？（强调要将表面刮都光滑，且要用力挤压。）再将下面挂上个砝码也不会掉下来。学生：看到两个铅块粘到了一起。教师：这一现象说明了什么道理？学生：分子间的确存在着相互的吸引力。教师：在生活中还有哪些现象可以说明分子间存在着吸引力？学生：讨论后回答如下①一根钢条要将其拉伸是十分困难的，这说明钢的分子间存在引力。②两滴小水珠遇到一起就会自动结合成一滴较大的水珠。教师：既然分子间存在引力，那么物体就应该很容易压缩，但事实是为什么一般的物体都很难压缩呢？如铁块。学生：那是因为分子间存在引力的同时，还存在着斥力。教师：通过这个活动可以得出的结论是分子和分子之间存在着相互的引力和斥力。读一读生活物理社会教师：仔细阅读短文《用分子模型解释固体、液体、气体的性质》，完成如下表格的填写。物质状态分子间的距离分子的运动情况宏观特性固态很小只能围绕某一点做振动即有一定的体积，也有一定的形状。液态气态学生：阅读后完成表格余下部分的填写。教师再做总结。教师：阅读生活物理社会部分回答如下问题。①纳米是什么物理量的单位？②你所了解的纳米材料有哪些特殊的性质？学生：①1nm=10-9m③纳米金属有超塑延展性。纳米陶瓷硬度高、耐高温而且有一定的塑性。纳米材料还有很强的抗菌性。三、宇宙探秘杨泰一、教学目标：1.大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入。2.通过人类对宇宙探索历程的展示，培养学生对科学的追求、认识宇宙