2021-2022学年度北师版九年级物理下册教案 第16章 第1节 探索微观世界的历程

　粒子和宇宙
第1节　探索微观世界的历程
教学目标
【知识与技能】
1．了解人类对探索物质微观结构的认识过程．
2．了解电子的发现过程和原子的核式结构模型．
3．了解夸克模型．
4．了解纳米材料的应用．
【过程与方法】
通过知识讲解、交流讨论，培养学生探索真理的科学态度、方法．
【情感、态度与价值观】
通过了解人类探索太阳系及宇宙的历程、人类探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入．学生在学习中了解、感受科学发展过程中蕴藏着浓郁的科学精神和人文情操，帮助学生建立科学的物质观和世界观，以科学的态度去看待客观世界和人类的生活空间、生存环境．
重点难点
【重点】
电子的发现及原子的核式结构．
【难点】
夸克模型．
教学过程
知识点一　思维的火花
【自主学习】
阅读课本P192，完成以下问题：
正像绿墙是由树干和枝叶组成似的，大自然中的万物都是由看不见的微小粒子——原子构成．原子不能消失，但也不会无中生有.——德谟克里特．
知识点二　走向科学
【自主学习】
阅读课本P192，完成以下问题：
1．直到17世纪，以“化学之父”道尔顿和玻意耳为代表的科学家通过大量的实验才复活和确立了原子论．
2．1811年，意大利的科学家阿伏伽德罗进一步指出，物质一般不是直接由原子组成，而是由几个原子相结合的分子构成的．
【合作探究】
1．道尔顿和玻意耳等科学家研究测量了大量物质的化学反应，发现并确认了如下事实：
(1)多数物质可由其他物质通过化学反应合成，这些物质称为化合物.
(2)一些物质不能由其他物质通过化学反应来合成，这些物质称为单质，也称为元素.
(3)对应各种元素，存在着各种原子，元素的差异就在于它们的原子是不同的．原子是元素保持化学性质不变的不可再分的最小单元．
2．1 cm3的水分子中含有3.34×1022个水分子．一个水分子的质量约为3×10－26 kg，最小的分子只有10－27 kg，其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一．组成生命的基本组元DNA分子含有几百万个原子．
知识点三　揭开原子的“面纱”
【自主学习】
阅读课本P194－195，完成以下问题：
1．电子的发现表明原子并不是物质的不可再分的最小单元．
2．ɑ粒子散射实验证明了原子中带正电的物质只占很小的体积，但密度很大，几乎集中了原子的全部质量．
【合作探究】
1．1897年，英国的物理学家汤姆孙发现，阴极射线在电场或磁场的作用下可发生偏转，方向与带负电的粒子相同，表明这是一种带负电的粒子流，后来人们称这种粒子为电子.
2．为了探索原子结构，人们用已知粒子轰击薄金属箔，它们会与金属原子作用发生偏转．通过观察这种偏转情况可以获得原子内部信息，这种实验叫散射实验.
【跟进训练】
原子核是由质子和中子组成的，其中质子带正电，中子不带电，所以原子核带正电.
知识点四　探索未有穷期
【自主学习】
阅读课本P195－196，完成以下问题：
1．卢瑟福发现了带正电的质子，查德威克发现了不带电的中子，并最终确定了原子核就是由质子和中子组成的．
2．1964年，美国物理学家盖尔曼提出质子、中子、介子、超子等都由三种基础粒子组成，它们分别是上夸克、下夸克和奇异夸克，这一模型被称为夸克模型.
3．至今为止我们已经知道了6种夸克：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克.
【跟进训练】
关于一些微观粒子的发现或提出，下列说法正确的是(　A　)
A．汤姆孙发现了电子
B．卢瑟福用α粒子从氦原子核中打出了质子
C．查德威克提出夸克的设想
D．盖尔曼发现了中子
知识点五　纳米科技：从幻想到现实
【自主学习】
阅读课本P196－197，完成以下问题：
1．微观粒子的空间尺度：
2．1纳米是10－9m，纳米科技指的是在纳米尺度上了解和控制物质时，发现的新现象，所发明的新技术．
3．纳米科技的思想源自于美国物理学家费恩曼的一次演讲.1986年发明的扫描隧道显微镜使观察和操纵原子变为了现实．
【合作探究】
演示　纳米技术的应用
1．纳米材料涂层
纳米钛可耐腐蚀，用其涂覆的物品既能耐沸水，又能在海水中浸泡10年不损，它还有神奇的自我修复能力，可作为金属、非金属材料通用的修补剂．
2．纳米催化剂
纳米催化剂具有大比表面积、高表面能、高度的光学非线性、特异催化性和光催化性等特性，在一些反应中表现出优良的催化性能．
3．纳米炸药
用纳米颗粒做成的炸药具有更大的威力．
4．展望未来，纳米技术可以应用于生产生活的各个方面，给人类带来巨大的益处，也会引发科学技术史上一场不小的革命．
课堂小结
1．宇宙是由物质组成的，物质由分子、原子组成．
2．人类探索原子的构造的历程
3．原子结构
(1)分子是由原子组成的．
(2)原子是由原子核和核外电子组成的．
(3)原子核是由质子和中子组成的．
(4)夸克组成了所有质子、中子、介子、超子．
4．纳米技术及其应用
练习设计
完成本课对应训练．