高中物理 《走進(jìn)分子世界》教案 滬科版選修3-3

1、從粒子到宇宙一、走進(jìn)分子世界 設(shè)計(jì)說明 通過對(duì)引言及圖片的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和分析概括能力，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，產(chǎn)生進(jìn)一步探索物質(zhì)世界的愿望。通過對(duì)常見物質(zhì)的介紹，使學(xué)生對(duì)自然界的物質(zhì)有初步的了解，從而引入物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的研究方法建立模型法，并通過活動(dòng)親身體會(huì)建立物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的過程，能自己從日常生活中收集證據(jù)來驗(yàn)證自己的猜想。通過對(duì)課本其他基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與基本技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生初步了解認(rèn)識(shí)自然的基本方法和規(guī)律，學(xué)習(xí)基本的探究方法。培養(yǎng)學(xué)生從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的良好習(xí)慣和科學(xué)實(shí)踐能力。使學(xué)生敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新。教學(xué)目標(biāo) 1、通過活動(dòng)了解人類在認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)過程中采用的

2、科學(xué)方法。知道分子模型的主要內(nèi)容，知道分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小單元，對(duì)分子大小有一定的感性認(rèn)識(shí)，會(huì)用圖形、文字、語言描述分子模型。 2、知道顯微鏡在拓展人們的視覺范圍、探測(cè)微觀粒子方面的重要作用。 3、通過實(shí)驗(yàn)探究及生活中的現(xiàn)象，初步了解分子在做永不停息的運(yùn)動(dòng)，并能定性解釋一些物理現(xiàn)象。 4、了解科學(xué)家是如何探索微觀世界奧秘的，初步體會(huì)探究微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型方法。 5、了解納米科學(xué)技術(shù)的初步內(nèi)容，知道納米材料的一些奇特性質(zhì)及潛在的重要應(yīng)用前景。 6、通過學(xué)習(xí)和活動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，產(chǎn)生進(jìn)一步探究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的欲望，養(yǎng)成學(xué)以致用的良好習(xí)慣。進(jìn)一步體會(huì)生活、物理、社會(huì)之間密不可分的關(guān)系。

3、教具 學(xué)具 粉筆、放大鏡、水、高錳酸鉀、酒精、玻璃管、鉛塊、鉤碼、燒杯、實(shí)物投影儀、各種不同物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)模型圖片、模擬分子間作用力的課件教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1、重點(diǎn)：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出一種模型猜想，收集證據(jù)證實(shí)提出的猜想。 2、難點(diǎn)：建立分子結(jié)構(gòu)模型。課前研究（學(xué)習(xí)）的問題 1、組織學(xué)生在網(wǎng)上及生活中自己收集的有關(guān)分子運(yùn)動(dòng)的資料。 2、組織學(xué)生留心生活中常見的有關(guān)分子運(yùn)動(dòng)及能體現(xiàn)分子間存在作用力的現(xiàn)象。 3、用放大鏡看電視機(jī)的屏幕，記下觀察到的現(xiàn)象。教學(xué)過程教學(xué)階段與時(shí)間分配教 師 主 導(dǎo)學(xué) 生 主 體點(diǎn)評(píng)一、導(dǎo)入 2分鐘師：請(qǐng)同學(xué)們將書翻到25頁，從這節(jié)課開始，我們將進(jìn)入第七章的學(xué)習(xí)，首先看

4、下導(dǎo)語，向物質(zhì)世界的兩極進(jìn)軍。我們知道這個(gè)世界是由形形色色的物質(zhì)構(gòu)成的，教室里的課桌、講臺(tái)、黑板、門窗，我們用的課本、文具等等無一不是這樣，那么物質(zhì)世界的兩極是指什么呢？師：大到什么程度？師：小到什么程度呢？師：這節(jié)課我們首先來探究微觀的世界。 生：極大和極小生：浩瀚的宇宙生：微小的粒子對(duì)語言不夠準(zhǔn)確的回答，請(qǐng)其他同學(xué)糾正，或教師引導(dǎo)。二、通過對(duì)觀察到的現(xiàn)象提出猜想、收集證據(jù)驗(yàn)證猜想的探究方法建立物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型 15分鐘現(xiàn)象1：用粉筆在黑板上畫一直線，再用放大鏡對(duì)筆跡仔細(xì)觀察，你看到什么現(xiàn)象？師：我手里有一杯純凈的水，用放大鏡看水面。師：根據(jù)這兩個(gè)現(xiàn)象請(qǐng)同學(xué)們猜想一下物質(zhì)可能是由什么構(gòu)成的？

5、師：這些微小的顆粒是如何構(gòu)成我們所看到的連續(xù)體的呢？猜想一下師：究竟哪種猜想正確，或者還有其他可能，那么為了驗(yàn)證猜想，我們應(yīng)該怎樣做？現(xiàn)象2：下面請(qǐng)同學(xué)們看一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將高錳酸鉀顆粒放入水中，將會(huì)看到什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)要求：燒杯就放在桌子上既不要拿起，也不要晃動(dòng)。高錳酸鉀顆粒倒入水中的瞬間，立即開始觀察，請(qǐng)注意變化的過程。師：我們來交流在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中所看到的現(xiàn)象。師：水怎么變成紫色的呢？能不能具體描述一下水變成紫色的過程。師：再過段時(shí)間，燒杯中的水會(huì)怎樣？師：這個(gè)現(xiàn)象支持了上述哪個(gè)猜想？ 師：結(jié)合現(xiàn)象解釋一下構(gòu)成水的微粒之間是有間隙的，構(gòu)成高錳酸鉀的顆粒進(jìn)入水的空隙，使水慢慢變成紫色。師：有沒有反對(duì)意

6、見？師：看來通過這個(gè)現(xiàn)象我們還無法弄清物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，爭(zhēng)論在于液體究竟是連成一片的，還是之間有空隙？現(xiàn)象3 ：下面我們繼續(xù)看一個(gè)實(shí)驗(yàn)：向一端封閉的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精，在液面最高處做一標(biāo)記。然后封閉管口，并將玻璃管反復(fù)翻轉(zhuǎn)，使水和酒精充分混合，觀察液面的位置，混合后你們看到了什么現(xiàn)象？師：該現(xiàn)象支持了哪個(gè)猜想？師：具體解釋一下（請(qǐng)學(xué)生回答）師：以上是我們根據(jù)觀察到的現(xiàn)象對(duì)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)提出的猜想，科學(xué)家在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，按照這樣的研究方法提煉出了關(guān)于物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的三種模型,你認(rèn)為哪種模型能夠完善的解釋上述活動(dòng)中看到的現(xiàn)象呢?模型1 物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,各個(gè)顆粒緊靠在一起,形成

7、了我們所看到的連續(xù)體；模型 2 物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,顆粒之間有空隙；模型 3 固體是由微小顆粒組成的,液體是連成一片的,固體微?？梢詳D進(jìn)液體中。師：為什么不選模型1、模型3呢？（請(qǐng)學(xué)生回答） 生：粉筆顆?？吭谝黄鹦纬蛇B續(xù)體。生：水面連續(xù)光滑。生：物質(zhì)可能是由小顆粒組成的。生甲：顆粒是緊密的靠在一起的。生乙：顆粒之間是有空隙的。生：做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。觀看演示實(shí)驗(yàn)生：水慢慢變成紫色。生：高錳酸鉀顆粒沉入杯底，把一部分水染成紫紅色，然后這紫紅色慢慢向四周擴(kuò)散開來。生：整杯水都紫色。生：微粒之間是有空隙的。生：我們看到高錳酸鉀顆粒進(jìn)入了水的內(nèi)部，也可以這樣解釋，固體是由微小顆粒組成的,而液體是連成

8、一片的,固體微粒擠進(jìn)了液體中。生：酒精與水混合后的體積變小了。生：顆粒之間是有空隙的。生：構(gòu)成水的顆粒和構(gòu)成酒精的顆粒之間是有空隙的，兩種顆粒在混合時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)方的空隙，所以混合后總體積變小。如果液體是連成一片的話，混合后這兩種液體的總體積不會(huì)改變。生：模型2生：各個(gè)顆粒之間有空隙，并不是緊靠在一起的，所以模型1不成立，而酒精和水的混合實(shí)驗(yàn)說明液體不是連成一片的，不僅是固體，液體之間也有空隙，所以模型3也不成立。選2。如有其他說法，給予肯定和引導(dǎo)。請(qǐng)其他同學(xué)認(rèn)真聽并及時(shí)糾正請(qǐng)學(xué)生舉手發(fā)言。請(qǐng)其他同學(xué)認(rèn)真聽并及時(shí)糾正。請(qǐng)大家思考請(qǐng)學(xué)生做出正確的選擇和評(píng)價(jià)。三、介紹分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒

9、。 4分鐘師：這樣我們就從宏觀現(xiàn)象入手，通過一次次的猜想和論證建立了物質(zhì)的微觀模型：物質(zhì)是由微小的顆粒組成的,顆粒之間有空隙。這些微粒究竟可以分到怎樣的程度？打個(gè)比方，用噴水壺把水分成一滴一滴的，一滴水能否再分？能分到什么程度不能再分？分到什么時(shí)就不再是水了？師：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)是可分的，許許多多的現(xiàn)象都能用物質(zhì)的微粒模型來解釋。上述三例只是其中的一些。他們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)物質(zhì)分到一定程度后，化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。比如水，分到一定程度就不再保持水的性質(zhì)了。科學(xué)家們把能保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小顆粒稱為分子。四、利用顯微鏡收集到更多證據(jù)支持物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型，觀看顯微鏡下觀察到的細(xì)胞、分子結(jié)構(gòu)圖 5分鐘師：以

10、上我們從宏觀現(xiàn)象出發(fā)建立了物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型，而實(shí)際上我們憑肉眼能看到物質(zhì)的內(nèi)部嗎？師：假如能看到，這個(gè)模型將更有說服力。師：來看一些圖片，這是通過光學(xué)顯微鏡看到的植物細(xì)胞，細(xì)胞之間是有空隙的，細(xì)胞還不是最小的顆粒，要看到分子怎么辦？師：這是用電子顯微鏡觀測(cè)到的金屬微觀結(jié)構(gòu)圖。師：放大鏡、各種顯微鏡的發(fā)明和利用在科學(xué)家收集證據(jù)、認(rèn)識(shí)物質(zhì)微觀世界性質(zhì)方面起了非常重要的作用，它們拓展了人們的視力范圍，收集了更多證據(jù)，支持了科學(xué)家提出的模型。展示苯分子、蛋白質(zhì)分子圖片。生：不能生：利用放大設(shè)備生：利用放大倍率更高的電子顯微鏡對(duì)圖片進(jìn)行講解五、知道分子的直徑，對(duì)分子大小有感性認(rèn)識(shí)并建立分子模型 3分鐘師

11、：由此可見，分子很小，分子直徑的數(shù)量級(jí)：10-10m，水分子的直徑約為4×10-10m ，這是一個(gè)什么概念， 想象一下，如果讓2500萬個(gè)人手拉手站成一行，那么這個(gè)長(zhǎng)度將繞地球赤道一圈，而如果讓2500萬個(gè)水分子一個(gè)挨一個(gè)排成一行，那么這個(gè)長(zhǎng)度就只有1厘米。氫氣分子的直徑是2.3×10-10m ,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,1cm3(比劃一下，一個(gè)食指端的大小)的任何氣體約有2.7×1019個(gè)分子,讓這些氣體分子從容器中跑出,如果1秒鐘跑出1億個(gè),你們猜需要多長(zhǎng)時(shí)間? 約需9000年才能跑完師：既然引入分子概念，我們從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)模型就可以得到分子模型請(qǐng)學(xué)生總結(jié)一下。生：物質(zhì)

12、是由大量分子構(gòu)成的，分子間有空隙。總結(jié)得很好六、收集分子永不停息運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 8分鐘師：請(qǐng)同學(xué)們觀察面前的燒杯，看到整杯水都變成了紫紅色,現(xiàn)在我們知道這是分子之間有空隙造成的，除此之外這個(gè)實(shí)驗(yàn)還能說明什么呢？師：結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋一下師：從日常生活中你們還能找到哪些證據(jù)來證明呢？師：樟腦丸為什么會(huì)變??？師：繼續(xù)舉例。師：氣味分子怎么會(huì)跑進(jìn)我們的鼻子里的？說明什么？師：從以上這些例子得到什么結(jié)論？生：分子是運(yùn)動(dòng)的生：如果分子不運(yùn)動(dòng)，高錳酸鉀顆粒在水中就不會(huì)擴(kuò)散，水就不會(huì)整杯變成紫色。生：(事例1)放在衣柜里的樟腦丸過一段時(shí)間變小了，并且聞到了樟腦丸的味道。生：樟腦丸里面的分子由于運(yùn)動(dòng)跑到了空氣中

13、。生：(事例2)放學(xué)回家聞到廚房傳來的飯菜香味。生：氣味分子由于運(yùn)動(dòng)從廚房跑到我們鼻子里。生：無論是氣體、液體還是固體中的分子都處在永不停息的運(yùn)動(dòng)中。對(duì)語言不準(zhǔn)確的表述及時(shí)糾正。學(xué)生不能回答時(shí)教師引導(dǎo)七、收集分子間存在作用力的證據(jù)。 5分鐘師：分子會(huì)運(yùn)動(dòng)，而分子間又有間隙，那物體有沒有規(guī)則的形狀呢？是不是物體今天是一個(gè)形狀，明天又是個(gè)形狀呢？師：分析圓柱體的鉛塊為什么還能保持形狀？ 我們?cè)倏匆粋€(gè)演示實(shí)驗(yàn)：把二個(gè)表面光滑的鉛塊相互緊壓在一起師：你觀察到了什么現(xiàn)象？師：說明了什么？師：如果我繼續(xù)用勁往里壓，能不能把鉛塊壓短？師：這說明什么？師：生活中還有哪些現(xiàn)象說明分子間有相互作用的吸引力和排斥力

14、？生：兩塊鉛塊緊擠在一起。生：分子之間存在吸引力。生：不能生：分子間存在斥力。生：液體很難被壓縮。生：鐵棒很難被拉長(zhǎng)。生：-給予肯定的評(píng)價(jià)。對(duì)不正確的例子及時(shí)糾正。八、小結(jié)。 3分鐘師：面對(duì)看不見也摸不著的微觀世界，我們是利用：根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出一種模型作為猜想，再搜集證據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。師：利用這種探究方法我們了解到物質(zhì)的微觀構(gòu)成是怎樣的？師：利用分子的模型我們可以來解釋有關(guān)固體、液體、氣體的性質(zhì)。下面請(qǐng)學(xué)生讀一讀課本第28頁的圖片和文字。師：我們可以得到什么結(jié)論？師：學(xué)習(xí)和了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，對(duì)我們的生產(chǎn)和生活有什么作用呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本中的“生活 物理 社會(huì)”師：請(qǐng)同學(xué)們歸納一下文中介紹的內(nèi)容

15、。師：請(qǐng)同學(xué)們課后繼續(xù)查閱資料，進(jìn)一步了解納米材料的知識(shí)。生：1、物質(zhì)由大量分子構(gòu)成；2、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；3、分子間存在相互的斥力和引力。學(xué)生閱讀。生：固體分子靠得很緊，它們有規(guī)律地排在一起，每個(gè)分子只能圍繞某一點(diǎn)振動(dòng)。因此，固體有一定地體積和形狀。液體中分子間距離較固體大，它們有規(guī)律的排在一起，每個(gè)分子除圍繞某一點(diǎn)振動(dòng)外還能在一定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。因此，液體占有一定的體積，但形狀不確定。氣體中，分子離得比較遠(yuǎn)，分子間距離為液體中分子間距離的10倍以上，每個(gè)分子能自由地沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，因而氣體沒有一定的體積和形狀。學(xué)生閱讀生：1、納米材料； 2、現(xiàn)已開發(fā)研制出的納米產(chǎn)品。師生共同完成。 對(duì)回答過程中出現(xiàn)的語言不正確及時(shí)糾正補(bǔ)充?？梢哉?qǐng)幾個(gè)同學(xué)一起完成。九、布置作業(yè)。課本29頁WWW保留板書一、走進(jìn)分子世界 分子模型：1、物質(zhì)由大量分子組成；2、分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；3、分子間存在相互的斥力和引力。教學(xué)評(píng)價(jià)1、本節(jié)課的知識(shí)是我們無法用肉眼觀察的