第十一章 多彩的物质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 宇宙和微观世界学习目标：（一）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。（二）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。（三）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。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：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。查阅、收集有关太阳系、银河系的资料、人类探索宇宙的资料。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？综合观察课本图11.1-1和课本图11.12-1。 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：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；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；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；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。3人类对宇宙的探究过程。交流资料：中国古代关于宇宙结构的学说；哥白尼与日心说；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；美国的“阿波罗”登月计划；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。4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。物质由分子组成问题：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？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。固态、液态、气态的微观模型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。)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？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。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。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课后小记：第二节 质量说课： “质量”一词在我们的生活中很常见，而且在不同的地方其含义也不同通过本节课的学习，要使学生明确物理学中“质量”的含义 本节将质量的概念以“物质的量”“物体所含物质的多少”来作为标准使学生理解，是考虑到初中学生的年龄特点，因此在“质量”的概念上不作过多的讲述在第一节的基础上，理解“物质的量”与“物质的多少”是比较容易的，必须使学生明白：这不是质量的定义 本节课还介绍了一下天平的使用，应该给学生详细地介绍天平的使用和使用时的注意事项，由学生自己动手操作天平教学目标： 一、知识目标 1知道质量的概念及其单位 2了解质量是物质的一种属性 3通过实验操作掌握天平的使用方法 二、能力目标 1通过实际操作天平，培养学生自己动手的能力 2通过使用天平，学会测量固体的质量 3培养学生的空间想象能力 三、德育目标 通过天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度和协作精神教学重点： 1质量的单位及其换算关系 2托盘天平的使用方法及应注意的事项教学难点： 1对质量的单位形成具体的认识 2质量的单位换算、科学计数法的应用教学方法： 观察法：形成对质量概念的初步认识 比较法：使学生进一步理解质量的概念 实验法：培养学生自己动手的能力教具准备： 投影仪、天平、砝码、钢尺、钢钉、铁块、铁锤等课时安排：1课时教学过程： 一、导入新课 教师出示课前准备好的钢尺、钢钉、铁片、铁锤、玻璃杯、琉璃球，列举教室中的桌子、椅子等 师老师列举的这些东西，我们给它一个统一的名称该叫什么呢? 生这些东西都是物体 师铁钉、铁锤是用什么做成的，教室里同学们用的桌椅又是用什么做成的? 生铁钉、铁锤是用铁做成的，桌子、椅子是用木材做成的，钢尺是用钢做成的 师如果我们也给钢、铁、木材一个统一的名称是什么呢? 生钢、铁、木材都是制造物体的材料叫物质 生我明白了，物体是由物质构成的 师非常正确物体是指具有一定的形状、占据一定的空间、有体积的实物，而物质是构成物体的材料 师同学们用的课桌、椅子及教室的门都是由同一种物质构成的，老师这儿的钢尺、钢钉是用钢做成的，铁块、铁钉及铁锤也是由同一种材料铁做成的那么桌、椅和门，尺和钉有什么不同呢? 生它们的形状不同，大小不同 生它们的用途也不相同 师还有什么也不同呢? 二、新课教学 1质量 生门、桌、椅中用的木材不一样多 生钢钉和钢尺中用的钢的多少也不一样 生应该说是物体中含(用)的物质的多少是不同的 师物理学中，物体所含物质的多少叫做质量(mass)质量用“m”表示同学们说我们刚才列举的那些物体中还有什么不同呢? 生物体的质量不同 师大家表现得非常好!大家想想，我们日常生活中哪里听说过质量这个词呢? 生甲电视质量优 生乙保证质量 师今天我们学习的质量和那些质量相同吗? 生不同，今天所学的质量表示物体所含物质的多少，而生活中提到的质量表示品质的意思，不可混为一谈 师好，刚才我们学习了质量的概念，总结了它所代表的含义接下来，我们看看质量这个物理量有什么特性 我们还以这把尺子为例 师首先，我们把它弄弯，质量发生变化了没有? 生没有 师为什么呢? 生因为尺子弄弯以后，里面所包含的钢这种物质是不会变的，而且钢的含量也没变 师很好，我们可以得出一个结论，是什么呢? 生物体的质量不随物体形状的改变而改变 师然后我们给这把尺子加高温度，让它熔化掉，质量变了吗? 生没有 师为什么呢? 生尺子熔化了，就是说这把尺子由固态变为液态，但里面所含钢的量不会有所变化，因此质量不变 师那么我们又可得出一个什么结论呢? 生物体的质量不随物体形态的改变而改变 师把尺子交给同学，让大家往后传递这把尺子，在传递过程中，尺子发生什么变化? 生空间位置发生变化 师尺子的质量变了吗? 生没有，因为虽然尺子的空间位置发生了变化，但尺子本身所含的钢的量没有变，因而尺子的质量没有变 师我们又可得出一个什么结论呢? 生物体的质量不随物体空间位置的改变而改变 师综上所述，我们可以得出质量的属性，大家总结一下 生质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、形态、位置的改变而改变 师大家总结得非常好我们知道，质量是物体的一种属性，质量有大有小，既然有大小就会有比较，有比较就要有单位，那么质量的单位是什么呢? 生甲千克 生乙不对，是克 生丙不对，是两、斤 师大家说得都对，质量的单位很多，而且各国都有自己的一套单位，这样交流起来很不方便，1900年，国际计量大会统一出了一套国际单位制在国际单位制中，质量的主要单位是千克，用字母“kg”表示，除此之外还有一些辅助单位：如克(g)、毫克(mg)、微克(g)、吨(t) 刚才同学们说的斤和两是我国的质量单位，大家知道我国的质量单位和国际单位之间的换算关系吗? 生1斤= 05 kg 1斤=10两 师很好，在国际单位制中，质量的单位换算是以千分制递进的大家可以根据这一点，再联系你的日常生活中的实际经验，想想质量的单位换算应是什么关系呢? 生1吨=1000千克 1t=1000 kg=103kg 1千克1000克 1kg=1000g=103g 1克1000毫克 1 g=1000 mg=103mg 1毫克=1000微克