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。
○1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。
○2查阅、收集有关太阳系、银河系的资料、人类探索宇宙的资料。
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10.1-1和课本图10.12-1。
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。
3.人类对宇宙的探究过程。
交流资料:
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;
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
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。
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?
○2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。
○1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。)
○2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?
○3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。
○4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。
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……
1.我们人类生活在广阔的宇宙里,太阳是 中一千亿颗恒星中的一员,人类生活的地球在离太阳比较近的第 条轨道上运行。目前发现的太阳系有 大行星。
2.物质由微小的粒子组成。这些微小粒子保持了物质的性质,我们叫它 。由于它的体积很小,一般要用 观察。
3.固态物质中,粒子之间有强大的作用力,具有一定的 和 。
4.液体没有确定的 ,具有 。气体粒子之间作用力小,故气体容易被 ,并具有 性。
5.物质由 组成。分子由 组成。原子核外的电子绕 运动。
6.物质从液态变成气态的时候,体积变化的正确说法是:( )。
A.体积都变小; B.体积都变大; C.有的体积变大,有的体积变小; D.无法判断。
7.下列说法中,不正确的是:( )。
A.固体有一定的形状和体积; B.液体有一定的形状和体积;
C.液体有一定的体积,没有一定的形状; D.气体没有一定的形状和体积。
8.下列单位换算中,正确的是:( )。
A.12nm=1.2×109m; B.12nm=1.2×10-9m;
C.12nm=12×109m; D.12nm=12×10-9m。
9.下列对物质结构的描述,正确的是:( )。
B.液态物质的分子可以移动,就像操场上踢足球的学生一样可以在球场上跑动;
C.气态物质的分子几乎不受力,就像下课以后的同学可以自由活动。
10.探究:物质从液态变成固态的时候,体积是变大了还是变小了?
猜想:
把熟动物油放在烧杯里,用火加热,使它完全熔化,记下液面所在的刻度位置。
11.探究:水结成冰以后,体积是变大了还是变小了?
分析结论:
交流:通过第10题和第11 题的探究,你有什么发现?