第三节 探索宇宙
教学目标 知识与技能 1、大致了解人类探索太阳系及宇宙结构的历程。2、认识到人类对宇宙的探索将不断深入。
过程与方法 展示人类对宇宙探索的历程。
情感态度与价值观 通过人类对宇宙探究历程的展示，培养学生对科学的追求、认识宇宙的科学态度、探索宇宙的科学精神。
教学重点 对宇宙的了解。
教学难点 通过人类对宇宙探索历程的展示，培养学生对。
课型 新授课 课时 1课时
教具准备 课件。
教学步骤：
（一）复习引入。
教师活动 学生活动 设计意图
宇宙自古以来就是人类关注、困惑、探索的一个重大问题。在人类漫长的历史进程中，大部分时间人们主要依靠肉眼观察、简单猜想与推理来认识宇宙。他们对宇宙的认识很有限，并具有很浓的神话与宗教色彩。请大家看书第186页的内容。 学生看书第186页的内容。 引入新课。
（二）进行新课。
一、探索的历程
教师活动 学生活动 设计意图
请学生看以下的内容：中国古人很早就对星空进行观察（图10-21），并根据星象制定历法。在欧洲，在宗教的影响下，人们长期认为地球是宇宙的中心。图10-22反映了“地心说”的宇宙观：地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动。这种理论影响人们思想达千年之久。15世纪末期，欧洲末期，欧洲文艺复兴运动解放了人的思想，人类进入了一个崭新的、对宇宙进行科学探索的伟大时代。1543年，哥白尼通过30多年的观察与分析，提出了“日心说”。1632年，伽利略利用望远镜探索宇宙，人类的视线深入到了更为宽广的星空。1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》一书，为探索宇宙奠定了坚实的理论基础。1949年，科学家根据牛顿发现的万有引力定律，预测天王星外还存在一颗未知的行星，并计算出了这颗行星的运动轨道。不久，在预测的轨道上就发现了这颗后来被命名为“海王星”的行星。图10-23“旅行者”还、号探测器飞临海王星。飞向太空一直是人类不灭的梦想。随着科学技术的发展，到了20世纪，人类终于梦想成真，踏上了太空的旅程。1957年10月，世界上第一颗人造卫星发射成功。1961年4月12日，人类第一次乘飞船进入太空（图10-24）。1969年7月20日，“阿波罗”11号飞船首次使人类踏上了地球以外的土地——月球，迈出了人类历史的一大步（图10-25）。2003年10月16日，我国首位航天员杨利伟乘坐中国自己研制的“神州五号”飞船升空，这是中国人对世界航天事业作出的伟大贡献（图10-26）。老师用多媒体展示一些人类探索宇宙的资料片。 学生看书，看多媒体影片。 充分利用物理学发展史的文献资料，客观地介绍人类对宇宙的探索历程，并通过对这些资料的使用，培养学生的情感态度和价值观及科学探索的精神。
二、浩瀚的星空
教师活动 学生活动 设计意图
请学生看书：我们生活的地球是浩瀚星空中太阳系这个大家庭里的一颗相对很小的行星。太阳系除了太阳这个唯一的恒星外，至今已发现还有9大行星，66颗卫星、2000多颗有正式命名或编号的小行星，以及数量众多的彗星和流星。图10-27太阳系示意图。银河系中有众多像太阳这样的恒星。除太阳以外，距地球最近的恒星是半人马座的比邻星。它与地球之间的距离约是40万亿km，光从比邻星出发大约需要4.2亿年才能到达地球。图10-28银河系的想像图。在浩瀚的宇宙中，还有许多像银河系这样的星系。其中，仙女座河外星系是离银河系比较近的一个星系。从仙女座发出的光需要200万年才能到达地球，也就是说，我们在夜空中所见到的仙女座已是200万年以前的仙女座了。图10-29仙女座河外星系。 学生看书上第188页上的内容。 图文并茂地展示宇宙中各种星球的图片，利用多媒体手段或影片让学生观察宇宙的结构。激发学生的学习兴趣。
三、幻想与追求
教师活动 学生活动 设计意图
翻开人类探索宇宙的历史篇章，我们不难发现，无论过去还是现在，无论在东方还是西方，人类对天空一直充满了美好的希望和幻想。展望21世纪，人类探索宇宙的步伐将会不断加快，在太空建立永久性的居住地将不会再是人类的幻想。图10-30科学幻想中的未来太空城市。宇宙还存在着许多奥秘，等待着我们去探索。 学生听讲。 激发学生投身科学，探索宇宙的兴趣。
附录：
太阳系九大行星部分近似数据
行星 行星直径（地球=1） 距离太阳（地球=1） 公转周期（地球=1）
水星 0.39 0.39 0.24
金星 0.97 0.72 0.61
地球 1 1 1
火星 0.53 1.52 1.88
木星 11.2 5.20 11.9
土星 9.5 9.53 29.5
天王星 3.7 19.2 84
海王星 3.5 30 165
冥王星 0.4 39 250
注：地球直径为12735km；地球到太阳的距离为1.5×108km；地球公转周期为365d（天）。
（三）练习：补充。
（四）小结：
教师活动 学生活动
1、这节课你主要学到了什么？2、你还有什么疑惑？3、你还想知道什么？还有什么想法需要和大家交流？ 学生思考并回答。
（五）板书设计：
第三节 探索宇宙1、探索的历程2、浩瀚的星空3、幻想与追求
（六）请提问：
1、宇宙中的其他星球可能存在生命吗？
……
（七）实践活动：
观察星空。
尽可能多地认识所观察到的星星。
（八）作业：补充。
课后反思：
PAGE
1第一节 走进微观
教学目标 知识与技能 1、能简单说明物质是由分子和原子组成的，了解分子运动理论的基本观点。2、对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的数量级的概念。
过程与方法 了解原子的核式模型，大致了解人类探索微观世界的历程，并认识到这种探索将不断深入。
情感态度与价值观 将探索微观世界的历程按物理学史的发展过程逐步展现，使学生通过对物质的微观组成的逐步了解，形成认识微观世界的科学态度、探索微观世界的科学方法，感受科学家探究微观世界的科学精神。
教学重点 物质是由分子或原子组成的；原子的核式结构模型。
教学难点 对微观世界“小”的概念的建立和探索微观世界的科学方法的形成过程。
课型 新授课 课时 1课时
教具准备 课件。
教学步骤：
（一）自然的尺度，引入新课
教师活动 学生活动 设计意图
尘土、树木、水、火焰、空气、星辰，我们周围的一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。从无垠的宇宙到微小的基本粒子，物质以各种各样的形态展现着。以上图片从宏观到微观，展示着各种各样的物质。科学家们正在探索着物质的奥秘。从今天这节课开始，我们将学习新的一章《第十章小粒子与大宇宙》。物质是由什么组成的呢？从古到今，人们一直在探寻着这个问题的答案。让我们走进物质的的微观世界里，即《第一节走进微观》。 学生看书并看图。图10-1浩瀚的星空。仰望天空，群星闪烁。宇宙到底有多大呢？人们还在探索着。图10-2远飞的大雁。在我们的周围，有潺潺的流水，美丽的鲜花，飞翔的小鸟，嬉闹的人群。这便是人们熟悉的世界。图10-3用电子显微镜观察到的SARS病毒。在人们不能直接看到的世界里，同样奥秘无穷。那里有细胞、病毒、分子、原子……目前科学家的研究已进入到了这样的微观领域。 用图片的形式，从宏观到微观，展示小粒子与大宇宙，引入本章的内容。全章引入。引入本节课题。
（二）进行新课。
一、物质的组成
教师活动 学生活动 设计意图
1、请学生看书第179页第二、三自然段。2、交流与讨论：干旱的田龟裂为土块，土块可碎成细泥，细泥又碎成沙尘，沙尘还能继续分裂吗？沙尘随风飘荡，会消失得无影无踪吗？3、请学生看附录中的《信息窗》。 学生看书：希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成，称为“四元素说”；我们的祖先认为宇宙万物由金、木、水、火、土组成，称为“五行说”。后来，人们认识到若将物质无限地分下去，所得颗粒越分越小，小到这种颗粒能保持其化学性质不变为止，通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。1811年，意大利物理学家阿伏加德罗第一个把这种颗粒命名为“分子”。物质是由分子或原子组成的。现代科技可以使人们观察到构成物质的分子或原子。图10-4所示是硅表面的硅原子排列图像，图10-5所示是DNA生物大分子结构示意图。可让学生提出各种自己的猜想与假设，同时教师也可将自己的猜想和假设提供给学生。3、学生看附录中的《信息窗》。 鼓励学生猜想与假设，要对学生的大胆、积极猜想给予肯定。
二、微观粒子
教师活动 学生活动 设计意图
请学生看书P180—181了解微观粒子。老师讲述：目前发现的最小微观粒子还能不能再分，现在还很难说，微观领域还有许多没有解决的问题，需要我们去不断探索。人类对自然界的认识永无止境，探索永不停止，微观世界的神秘面纱还有待于同学们去揭开。 学生看书：分子由原子构成。大约在2400年前，古希腊哲学家德谟克利特相信一切东西都是由微小的粒子组成的。分子也是如此吗？直到19世纪初，英国科学家道尔顿才证明了原子的存在。有的分子由单个原子组成，叫做“单原子分子”；绝大多数分子由多个原子组成，叫做“多原子分子”；例如，水分子是多原子分子，它是由两个氢原子和一个氧原子组成的（图10-7）。19世纪70年代，人们对气体放电现象的进一步研究，发现了阴极射线。1897年，英国物理学家汤姆生（1856～1940）发现阴极射线是由速度很高的带负电的离子组成，这种粒子就是“电子”。1909年，卢瑟福（1871～1937）在成功地进行了α粒子散射实验后，提出了原子核式结构模型。原子的中心叫原子核，占很小的体积，但其密度很大，几乎集中了原子的全部质量；带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动，就像地球绕着太阳运动一样。20世纪初，科学家在探索物质结构的历程中，相继发现原子核可以放出质子和中子，质子带正电荷0，中子不带电。由此知道原子核是由质子和中子组成的（图10-11）。20世纪60年代，科学家发现质子和中子都是由被称为“夸克”的更小的粒子组成（图10-12）。图10-13给出了微观粒子的空间尺度。20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种微型的粒子加速器。借助于不断完善的粒子加速器，又发现了μ子、π介子、Κ介子、Λ超子、Σ超子及τ子等400余种粒子。这些粒子是比原子核更深入一个层次的物质存在形式。学生听讲。 对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的数量级的概念。号召学生继续探索。不提倡给学生今天所学知识都是完美无缺的、已经到头的感觉。
附录：信息窗
氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一，质量只有10-27kg左右。
组成生命的基本组员DNA分子每个都含有几百万个原子。1cm3的水中就含有3.34×1022个水分子；一个水分子的质量只有3×10-26kg。
（三）练习：补充。
（四）小结：
教师活动 学生活动
1、这节课你主要学到了什么？2、你还有什么疑惑？3、你还想知道什么？还有什么想法需要和大家交流？ 学生思考并回答。
（五）板书设计：
第一节 走进微观一、自然的尺度二、物质的组成三、微观粒子粒子——大分子——原子——原子核和电子——质子、中子——夸克
（六）请提问：
1、能看见基本粒子吗？
……
（七）作业：P182：书上的作业。
课后反思：
PAGE
1第二节 看不见的运动
教学目标 知识与技能 1、知道分子之间存在间隙。2、知道扩散现象、扩散的成因、扩散的规律。3、了解分子动理论的基本观点。
过程与方法 1、、能根据实验事实，运用分析推理方法得出科学的结论。2、能用分子动理论解释有关现象。
情感态度与价值观 用演示实验激发学生对大千世界的兴趣。了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的事实。
教学重点 1、分子动理论的理解。2、扩散现象的解释及应用。3、分子间作用力的理解。
教学难点 1、扩散现象的正确识别。2、分子间的引力和斥力。
课型 新授课 课时 1课时
教具准备 量筒、酒精、水、二氧化氮、集气瓶、玻璃片、烧杯、蓝墨水、铅块、注射器。
教学步骤：
（一）复习引入。
教师活动 学生活动 设计意图
物质是由大量分子构成的。肉眼看不见分子，怎样才能知道分子在还是没在运动呢？今天我们将学习《第二节看不见的运动》。 听讲。 引入新课。
（二）进行新课。
一、分子间有空隙吗？
教师活动 学生活动 设计意图
问：又小又轻的分子是不是一个挨一个地挤在一起不动呢？实验探究。实验器材：量筒、水、染色酒精。1、往装有50cm3水的量筒中注入50cm3的染色酒精（图10-15）。2、将结果记录在附录的表中。请你比较上述表格中你预计得到的总体积与实际得到的总体积，你发现了什么？当水与酒精混合时，总体积就比预计的要 。虽然肉眼不能直接看到物质内的分子，但上述实验表明：分子之间确实存在着 。 学生观察实验。答：小间隙。 引语。渗透间接研究方法。通过宏观研究微观。
二、分子是运动的还是静止的？
教师活动 学生活动 设计意图
问：肉眼看不到又小又轻的分子，那么怎样才能知道分子在运动呢？实验探究。1、将2个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶口对口连接，中间用玻璃板隔开，将2个瓶采用3种放置法，如图10-16所示。当中间的玻璃板抽掉后，仔细观察所发生的现象，你看到什么？2、在一杯水中滴入蓝墨水（图10-17），观察所发生的现象，你发现了什么？上面我们观察到的实验现象表明气体、液体的分子是永不停息地 。进一步研究表明，固体中的分子也在永不停息地运动着。 装有空气的玻璃瓶里面也逐渐变成了红棕色。装有二氧化氮气体的玻璃瓶里的红棕色逐渐变淡。慢慢地整杯水都变成了蓝色。答：运动着。 引语。通过看得见的运动间接反映看不见的运动。
三、分子之间存在作用力吗？
教师活动 学生活动 设计意图
实验探究。1、把两块表面干净的铅压紧，下面吊一个重物时 （选填“能”或“不能”）把它们拉开（图10-18）。2、利用针筒抽取半筒水，用食指按住针筒嘴，然后用力推入活塞，看看能否将水压缩（图10-19）。水 （选填“容易”或“不容易”）被压缩。上述实验说明分子之间存在力的作用。物体很难被拉开，说明分子之间存在 ；物体很难被压缩，说明分子间存在 。（均选填“引力”或“斥力”） 学生观察实验，分组讨论，再回答：不能不容易引力斥力 渗透辨证思维。
四、物质中的分子状态。
教师活动 学生活动 设计意图
请学生看书第185页的内容。 学生看书：物质的状态常分为固态、液态和气态。在不同的物质状态中，其分子的状态也是不同的（图10-20）。在固体中，分子力的作用比较强，因而，固体有一定的体积和形状。在液体中，分子力的作用较弱，分子在一定限度内可以运动。因而，液体没有确定的形状，但占有一定的体积。在气体中，分子力的作用更弱了，因此气体分子能自由地沿各个方向运动。因而，气体没有固定的形状，也没有确定的体积。 阐释分子状态与分子力之间的关系。
附录：
混合前水的体积V1/cm3 50
混合前酒精的体积V2/cm3 50
你预计得到的水和酒精的总体积V/cm3
水和酒精混合后实际的总体积/cm3
（三）练习：补充。
（四）小结：
教师活动 学生活动
1、这节课你主要学到了什么？2、你还有什么疑惑？3、你还想知道什么？还有什么想法需要和大家交流？ 学生思考并回答。
（五）板书设计：
第二节 看不见的运动1、分子间有空隙2、分子在永不停息地运动着3、分子之间存在着相互作用的引力和斥力4、物质中的分子状态
（六）请提问：
1、可以用玻璃做分子引力实验吗？
……
（七）作业：补充。
课后反思：
PAGE
1
