探索更小的微粒
——苏科版物理八年级（下）第七章第2节教案
授课：吴 昊
教学目标：
1、知道分子不是微观粒子的最小单元，分子是由原子构成的。
2、通过“摩擦起电”的实验，认识到原子也不是组成物质的最小单元，原子还可以有更小的微粒组成。
3、通过实探索阅读相关资料，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，知道这种探索还将继续进行下去。
4、对物质世界从微观到宏观的尺度有大致数量级的概念。
教学重点：感知丰富的微观世界，对物质世界从微观到宏观的尺度有大致数量级的概念。
教学难点：通过“摩擦起电”的实验，认识到原子不是组成物质的最小单元。
教学方法：实验法、观察法、探究法、讨论法。
教学用具：金刚石、石墨原子模型，橡皮泥、牙签、塑料尺、纸屑
教学过程:
一、新课引入：
教师边教边导
学生边学边练
教学意图
问：由上节课的学习，我们知道物质是由大量的分子构成的，分子是组成物质的最小微粒吗？你们怎么知道的？
问：“一尺之棰，日取一半，万世不竭。”这句话是什么意思？
此我们知道分子一定不是组成物质的最小微粒，物质一定可以不断往下分。今天，就让我们共同探索更小的微粒。
答：不是。看书、上网查到的资料、以前自然课上讲过……
答：一尺长的木棍，一天截去一半，万世也截不完。说明物质可以不断地往下分。
承接第一节的内容，直接引入课题，
学科的结合，从开始就向学生传递：其实很早以前人们就已经知道物质可以不断分，就已经开始研究相关内容
二、原子和分子的种类：
问：首先请同学们说一说你们都知道哪些比分子更小的微粒？
有选择性的板书：
首先请大家看课本30页的图7-11，请大家思考银幕上的问题。
投影：你们知道水分子是由什么原子构成的吗？你们能用橡皮泥和牙签组合一个水分子的模型吗？
总结：像水分子这样由不同原子构成的分子称为化合物分子。
提问：既然不同的原子可以构成分子，同种原子能否构成分子呢？你们知道什么？
利用已有的材料建立一个氧气分子的模型。
提问：同学们为什么用同一种颜色的橡皮泥？
图片：蛋白质分子模型
提问：蛋白质分子是单质分子还是化合物分子？怎么知道的？
学生汇报：分子是由原子构成的，原子是由带负电的电子和原子核组成的，原子核是由带正电的质子和不带电的中子，中子和质子是由夸克组成的。
实验：“建立水分子模型”实验（牙签、橡皮泥（两种颜色））
请一到两个学生上台做模型实验。
讲解：各种颜色的小球代表什么？
回答：同种原子也可以构成分子。例如：生活中的氧气分子就是由两个氧原子构成的。
实验：“建立氧分子模型”
回答：因为是单质，同种原子构成，所以要用相同颜色的橡皮泥。
回答：由颜色可以看出来。
提供一个让学生充分展示自己科普知识的平台，鼓励学生平时关注这些信息，并加以方法上的指导。
水分子模型和氧气分子模型都是初三化学中会接触到的知识点，在这里通过分组实验能够给学生留下一个深刻、正确的影响，而且这个活动容易调动学生的积极性，具有趣味性。
三、碳原子的介绍:
提问：下面老师想给大家介绍一宗神奇的原子——碳原子，有没有同学知道碳原子在生活中构成的是什么物质？有什么样的用途？
同样都是由碳原子构成，为什么会有那么大的差异呢？是因为他们碳原子排练的顺序不一样。
模型：金刚石、石墨的原子模型
提问：同学们可以形容一下金刚石和石墨原子模型在结构上有什么样的差异吗？
微观上原子排列的顺序不一样，从而宏观上物质的性质有了很大的差异。其实除了这两种物质以外，科学家最近发现了另一种由碳原子构成的物质——富勒烯，请同学们看他的原子排列顺序。
提问：看他的形状像什么？
所以它还有另外一个名字叫碳足球
回答：构成的有金刚石、石墨。金刚石可以用来划玻璃，石墨可以用来做铅笔芯
回答：金刚石是金字塔状的，而石墨是一层层的机构。
回答：像足球
这一段主要以老师介绍为主，可以采用了实物模型、电脑动画、图片等比较先进的手段，使学生能够更清晰的了解，关于碳的一些物质。
四、摩擦起电（电子与原子核）:
提问：无论是单质分子还是化合物分子都是由原子构成的，原子在希腊语中是不可再分割的微粒的意思。同学们你们赞成这个观点吗？
提问：在课堂上，老师没有那么先进的实验仪器能够让大家亲眼看到比原子更小的微粒，但是在第一节中，我们学过一个方法，看不见一个微粒的时候如何来建立它的模型？
下面我们就用这种方法来探索更小的微粒。请同学们回忆一下，在小学自然课中就做得实验——摩擦起电，请大家用塑料尺，和纸屑回顾坐下这个实验。边思考大屏幕上的三个问题。
提问：先请同学说一说，你是如何做这个实验的？为什么摩擦过后的塑料尺能够吸引纸屑？
提问：我们知道，在摩擦前是不带电的，这能够告诉我们什么信息？
提问：分子和原子都不带电了，摩擦后却产生了电，这又能给我们提供什么样的信息？
总结：摩擦的过程中，一定有一个带电的小颗粒跑出来了，这种带电的小颗粒就是电子，他带的电就是负电。
提问：首先发现电子是哪一位科学家？在什么时候发现的？
提问：以前大家都已经学过，自然界中有几种电荷？原子中既然有带负电的电子，那么原子核一定带什么电？
总结：由此我们知道原子是由带负电的电子和带正电的原子核构成的，不但如此，其中正电荷的电荷数，和负电荷的电荷数是相等的。那为什么摩擦后就带电了呢？我们用一个简单的模型解释一下：
展示模型提问：假如这是一个原子，他带正电，在他的周围围绕了很多带负电的电子，在摩擦前他们的电荷数是相等的；摩擦后，有一个电子跑出去了，这个时候哪一种电荷数多了，带什么电？如果摩擦后，一个电子跑进来了，又是怎么样的呢？
总结：所以摩擦起电的本质其实就是电子发生了转移！
图片原子枣糕模型和原子行星模型：我们虽然看不见这个小颗粒，但是可以通过实验现象来研究这些微粒的性质。其实科学家以前也就是用了这样的方法，所以在最初，对于原子内部的结构模型有了很多种猜想，比较典型有1904年，J.J.汤姆逊提出了“枣糕”模型，但后来与其他实验现象不符合，所以就被否定，能被大多数科学家承认和赞同的模型是这样的（图片）
提问：同学们知道，他是谁提出来的吗？看一看它的动态图。它像什么？
回答：不赞成
回答：可以根据观察实验现象进行猜想，再收集证据证明自己的猜想。
学生实验：“摩擦起电”实验
实验仪器：塑料尺、纸屑
思考问题：
（1）没有摩擦过的塑料尺靠近纸屑时，有什么现象？
（2）摩擦过的塑料尺靠近纸屑时，看到什么？
（3）产生这一现象的原因是什么？
回答：将塑料尺在头发上摩擦便可以吸引纸屑，因为摩擦起电了。
回答：分子和原子是不带电的。
回答：原子中一定有一种带电的小颗粒。
回答：是汤姆逊在1897年发现的。
回答：两种，是正电。
学生边听边答
反馈练习：
（1）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，这是因为玻璃棒被摩擦后（ ）
A、得到质子 B、得到电子
C、失去质子 D、失去电子
（2）摩擦起电说明( )
A、分子是原子组成的
B、原子体积很小
C、原子中一定有带电的部分
D、原子核是由中子和质子组成的
回答：这是卢瑟福提出的，它像是行星。
摩擦起电的实验小学的时候就做过，所以在学生动手的基础上再让学生有更深层次的思考。在这里出这三道思考题，是让学生能够通过小实验对微观粒子有一个理解而不是名词的记忆。
同时，这也是经历科学家探究的过程，养成学生科学的试验观。
这里有一个老师的总结，对学生已掌握的知识点可以有一个更加准确、系统的归纳。
这里是一个难点，利用模型可能不能让学生一次性的全部接受，但是利用这个模型和一问一答的方式是学生对摩擦起电本质有一个最初的印象，为初三系统学习奠定一个良好的基础。
这个反馈练习很有针对性，能使学生对摩擦起电本质的了解 得到巩固。
这个比喻形象而深刻，能让学生记忆犹新。
五、科学家与微粒:
图片介绍：从原子到夸克的介绍。
到此，我们对微观世界的粒子有了一个较为系统的认识，其实这些粒子的名称是和科学家的名字紧紧相连的。
一个小故事：大家看了这么多的科学家和他们研究的成果有什么感想？
在这些科学家里面还有一个小故事，卢瑟福是查德威克的研究生导师，有一次卢瑟福在演讲中预言说原子核中还存在一种不带电的微粒，当时查德威克正好在下面听，这样的语言引起了他的重视。遗憾的是居里夫妇没能听到这场精彩的演讲，所以在一次研究中偶然发现一种穿透力很强的射线，当时他们也无法正确解释，认为是一种已知的粒子。查德威克在读了居里夫妇的这篇论文后立即重复他们的实验，最终得出这种可以很容易就穿透2cm的铅板的射线就是中子流。
问：大家听了这个故事后有什么感想？
大家把课本翻到32页，我们来了解一下各种微粒的大小尺寸。
投影：总结：
1、一般分子比原子大，但有的原子比分子大
2、原子与原子核直径大小比值约为，所以，如果原子是一座摩天大楼，原子核就是大楼中的一个樱桃。
3、电子比质子和中子小，质子和中子一样大。
粒子加速器是科学家研究微观粒子的有力仪器，具体的内容请同学们阅读“生活?物理?社会”，并思考几个问题。
看图片：原子（道尔顿）—电子（汤姆逊））—质子（卢瑟福）—中子（查德威克）—夸克<猜想>（盖尔曼）
学生赏析：伟大、不容易、科学、严谨...
学生：做事要严谨、细心，不能粗心、马虎。
思考问题：
（1）我国建立的粒子加速器叫什么名字？
（2）粒子加速器在生活中有那些应用？
（3）“eV”是物理中什么单位？
图文并茂，印象深刻。
课堂已经去了一半以上的时间，学生能够听这样一个小故事，不仅可以解乏，给学生留下一个深刻印象，容易调动学生的积极性，而且这样有趣味性的故事也在向学生渗透做事、学习都要细心和严谨的科学态度。
可以引导学生把结论说出来。一般学生会认为电子比质子、中子大，在这里总结不仅可以使学生学会看图总结，也可以纠正学生在前面学习知识时的错误概念。
在这里出这三道思考题，是让学生能够通过阅读对粒子加速器有一个理解而不是名词的记忆。
六、课堂小结：
化合物分子：不同原子构成的分子。
单质分子：同种原子构成的分子。
微观和宏观：微观上原子排列的顺序不一样，从而宏观上物质的性质有了很大的差异。
摩擦起电的原因：电子发生了转移。
原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，质子和中子由夸克组成。其中：质子带正电，中子不带电，电子带负电。
七、反馈练习：
（1）请你按照从大到小的顺序，将你所知道的组成物质微粒的名称、直径大致大小排列出来。
（2）在人类探索物质结构的过程中发现中子的年代及科学家是( )
A.1897年汤姆逊
B.1919年卢瑟福
C.1932年查德威克
D.1961年盖尔曼
（3）下列各种说法错误的是( )
A、电子的发现使人们认识到原子核也有内部结构
B、质子和中子仍然是由更小的粒子组成电子的发现把人们带入原子的内部世界
C、认识到原子是由原子核和电子组成
D、原子核的质量基本上等于原子的质量
八、作业:
1、评价手册 第七章 第二节 P23—P25
2、有兴趣的同学可以阅读下列书目：
《走向微观世界——从汤姆逊到盖尔曼》，杨建邺，武汉出版社，2000年4月
《从原子到夸克》，郁忠强，福建教育出版社，1997年
3、有兴趣的同学可以查阅下列网址：
http://www.ssrf.ac.cn/9/9.16.htm
http://kx.pyjy.net/source/czhx/FZYZ/767_SR.asp
课件28张PPT。探索更小的微粒授课：吴昊一尺之棰，日取一半，万世不竭。意思：
一尺长的木棍，一天砍去一半，万世也砍不完。说明：物质可以不断地往下分。一、一句古语给我们的启示：你们知道水分子是由什么原子构成的吗？
你们能用橡皮泥和牙签组合一个水分子的模型吗？一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成的二、原子和分子的种类：化合物分子：由不同原子构成的分子一个氧气分子是由两个氧原子组成的。你能用橡皮泥和牙签组合一个氧气分子的模型吗？单质分子：由同种原子组成的分子。二、原子和分子的种类：蛋白质分子模型蛋白质分子是单质分子还是化合物分子？二、原子和分子的种类：三、碳原子介绍微观与宏观：微观上原子排列的顺序不一样，从而
宏观上物质的性质有了很大的差异。石墨的原子模型 金刚石的原子模型 另一种由碳原子构成的物质——富勒烯又称碳足球、足球烯等。三、碳原子介绍四、一个有趣的实验——摩擦起电思考问题：
1、没有摩擦过的塑料尺靠近纸屑时，有什么现象？
2、摩擦过的塑料尺靠近纸屑时，看到什么？
3、产生这一现象的原因是什么？器材：塑料尺、一些碎纸屑请回答：1、摩擦前塑料尺是不带电的，这说明什么？2、分子和原子都不带电，摩擦后却产生电了，是
摩擦制造了电吗？如果不是，那说明什么？原子内部一定有一种带电的小微粒四、一个有趣的实验——摩擦起电分子和原子都不带电。实验分析：
摩擦的过程中，一定有一个带电的小颗粒跑出来了。这种带电的小颗粒就是电子，它带的是负电。1897年，汤姆生发现了电子。四、一个有趣的实验——摩擦起电有正电荷和负电荷两种思考：
1、大家知道自然界有几种电荷啊？
2、原子中一定还有带什么电的粒子？总结：
1、由此我们知道原子是由带负电的电子和带正电
的原子核构成的。
2、正电荷的电荷数和负电荷的电荷数相等。四、一个有趣的实验——摩擦起电那么，摩擦起电的原因是什么呢？分析：四、一个有趣的实验——摩擦起电1、摩擦前：摩擦后：电子的负电荷数和原子核的正电荷数相等，所以原子对外不显电性。如果有一个电子跑出去了，这个时候 原子正电荷数大于负电荷数，整个原 子对外显正电；
如果有一个电子跑近来了，这个时候原子负电荷数大于正电荷数，整个原子对外显负电。2、摩擦起电的两个物体一个带正电，另一个带负电。总结：摩擦起电的本质就是电子发生了转移！四、一个有趣的实验——摩擦起电那么，摩擦起电的原因是什么呢？分析：反馈练习：（1）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，这是因为玻璃棒被摩
擦后（ ）（2）摩擦起电说明( ) A、得到质子 B、得到电子
C、失去质子 D、失去电子A、分子是原子组成的
B、原子体积很小
C、原子中一定有带电的部分
D、原子核是由中子和质子组成的答案：D答案：C原子的“枣糕”模型 比较典型的原子模型
有1904年，J.J.汤姆生提出
了“枣糕”模型。
汤姆生认为：原子就
像蛋糕一样，而电子就是
镶嵌在蛋糕里的枣子，原
子的正电荷均匀分布在整
个蛋糕上。五、电子与原子核、原子模型原子的行星模型 能被大多数科学
家承认和赞同的模型
是这样的：五、电子与原子核、原子模型六、原子核的内部结构原子的行星模型图六、原子核的内部结构1919年，卢瑟福用 粒子从氮原子核中打出了质子。
质子是带正电的粒子。1932年，查德威克
发现了中子，中子
不带电，和质子一
样大小。1961年，盖尔曼提出夸克猜
想，认为质子和中子由更小
的粒子夸克组成。原子电子原子核质子中子夸克总结原子的内部结构：带电情况：
原子：
电子：
质子：
中子：不带电带正电带负电不带电粒子的大小与结构图总结：1、一般分子比原子大，但有的原子比分子大2、原子与原子核的直径大小比值约为104:1~105:1，
所以，如果原子是一座大楼，那么原子核就是
这座楼内的一个樱桃。3、电子比质子和中子小，质子和中子一样大。4、电子比夸克大。七、粒子加速器思考问题：
1、我国建立的粒子加速器叫什么名字？
2、粒子加速器在生活中有哪些应用？
3、”eV”是物理学中什么物理量的单位符号？答案：
1、北京正负电子对撞机； 2、由于医学治疗，医疗用品消毒，工业探伤，食品
防腐与保鲜，复合材料的生产等；
3、能量的单位符号。思考问题：
1、我国建立的粒子加速器叫什么名字？
2、粒子加速器在生活中有哪些应用？
3、”eV”是物理学中什么物理量的单位符号？七、粒子加速器课堂小结：1、化合物分子：2、单质分子：3、摩擦起电的本质是4、粒子世界分子原子质子中子夸克由不同原子构成的分子由同种原子组成的分子。电子发生了转移。反馈练习：3、请你从原子开始，将你所知道的，组成物质微粒的名称
按照直径从大到小的顺序，大致排列出来。答案：
原子，原子核，质子和中子，电子，夸克反馈练习：4、在人类探索物质结构的过程中发现中子的年代及科学家
是( )A.1897年汤姆逊
B.1919年卢瑟福
C.1932年查德威克
D.1961年盖尔曼答案：C反馈练习：5、下列各种说法错误的是( )A、电子的发现使人们认识到原子核也有内部结构
B、质子和中子仍然是由更小的粒子组成，电子的
发现把人们带入原子的内部世界
C、认识到原子是由原子核和电子组成
D、原子核的质量基本上等于原子的质量答案：A作业：1、评价手册 第七章 第二节 P23—P25
2、有兴趣的同学可以阅读下列书目：
《走向微观世界——从汤姆逊到盖尔曼》，杨建邺，
武汉出版社，2000年4月
《从原子到夸克》，郁忠强，福建教育出版社，1997年
3、有兴趣的同学可以查阅下列网址：
http://www.ssrf.ac.cn/9/9.16.htm
http://kx.pyjy.net/source/czhx/FZYZ/767_SR.asp祝同学们：
取得好成绩！
