1、第十章 多彩的物质世界第十章 多彩的物质世界本章学习物质的性质和结构。从广阔的宇宙到地球上的高山、大海再到微观的原子和分子，都是本章研究对象。学习本章知识以后，你会知道：宇宙是由什么组成的，物质的三种常见形态：固态、液态、气态，物质的基本性质-质量和密度，质量的测量工具-天平等。同时学会探究物质的密度与质量和体积的关系，会应用质量和密度的知识解决一些实际应用问题。第一节 宇宙和微观世界(一) 学习目标1、知识与能力目标(1) 知道宇宙是物质组成的，物质是由分子和原子组成 的；(2) 了解固态、液态、气态的微观模型；(3) 了解原子的结构；(4) 对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解；(5)
2、 初步了解纳米技术材料的应用和发展前景。2、过程与方法目标(1) 通过对物质从宇宙到微观世界的研究介绍，发现并说明物质是可以分割的；(2) 通过把原子结构与太阳系的类比，建立微观世界的结构模型。3、情感、态度与价值观目标：通过对物质世界的研究，认识并体验我们生活在物质的世界中，宇宙由物质组成。学习物质的世界，体会物质世界的奇妙。(二) 学法点拨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
3、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。课前准备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。3、 查阅、收集有关分子、原子结构的资料。教学过程一、 宇宙是由物质组成 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
4、大？(1) 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：1 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；2 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；3 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；4 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。(4)结论：宇宙是广阔无垠的，大得很
5、难以想象。2、人类对宇宙的探究过程。交流资料：(1) 中国古代关于宇宙结构的学说；(2) 哥白尼与日心说；(3) 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；(4) 美国的“阿波罗”登月计划；(5) 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。3、宇宙的组成问题：宇宙究竟是由什么组成的？ 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。二、 物质由分子组成1、问题：物质又是由什么组成的呢？ 从古到今，人们一直在探寻着这个问题的答案。古希腊人认为宇宙万物是由
6、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。三、 固态、液态、气态的微观模型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
7、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。四、 原子结构 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
8、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达标自查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
9、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=1.2109m B、12nm=1.210-9mC、12nm=12109m D、 12nm=1210-9m9、下列对物质结构的描述，正确的是( )A、 固态物质的排列规则，就像学生做广播体操一样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
10、以后的同学可以自由活动能力提高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：设计、进行实验：选用熟动物油作为探究对象。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。拿开火源，使熟动物油冷却。观察：它的体积是变大了还是变小了？你还可以用什么物质进一步进行探究？写出你的探究结果 ：11、探究：水结成冰以后，体积是变大了还是变小了？猜想：设计、进行实验：分析结论：交流：通过第10题和第11 题的探究，你有什么发现？第二节 质量(一) 学习目标1、知识与能力目标(1) 知道质量的初步概念及其单位；(2) 通过实际操作，掌握天平的使用方法。学会测量固体和液体
11、的质量；(3) 用分子和原子的概念初步理解“物质的量”的含义。2、过程和方法目标通过观察、实验，认识质量是不随物体的形状、状态、空间而变化的物理量。3、情感、态度与价值观目标通过天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度与协作精神。(二) 学法点拨本节内容包括三部分：质量的概念，质量的单位，质量的测量。而质量的测量的重点。要注意“物质”和“物体的区别。物体有一定的形状，占据一定的空间，是有体积和质量的实物。物质是构成物体的材料。例如：桌子是物体。构成桌子的物质是木材，还可以是铁。千克是国际单位。国际单位还有吨、克、毫克。实际生活中还用到斤，它不是法定计量单位。注意记住它们之间的换算关系。质量的
12、测量工具是天平。天平是精密测量工具。教学教程1、质量的概念教师出示一块冰、一颗铁钉、一把教学用木制米尺，一块木板、一把铁锤、一桶水等物体，出示顺序随机，让学生观察。(1) 问题：能否将这些物体进行分类？你分类的理由是什么？(2) 学生交流、讨论。(3) 归纳：上述物体可以分为三类：1 铁钉和铁锤为一类，它们都是铁制成的；2 木板和米尺为一类，它们都是木材加工成的；3 冰块和水为一类，它们都是水，只是状态不同而已。(4) 教师：铁钉和铁锤、木板和米尺、冰块和桶里的水，我们都把它们称为物体。构成这些物体的铁、木材、水，我们都把它们称为物质。从上面的例子我们可以看出物体是由物质构成的。结论：一切物体
13、都是物质组成的。(5) 比较：一把铁锤和一只铁钉都是由铁这一种物质构成的，但两者所含铁这种物质的多少不同，一把铁锤比一只铁钉所含的铁多；一张课桌和一把教学用木制米尺都是由木材这一种物质构成的，但两者所含木材这种的物质的多少不同，一张课桌比一把教学用木制米尺所含的木材多。教师：在物理上为了描述物体所含物质的多少引入质量概念，物理学中把物体所含物质的多少叫做物质。质量通常用字母m表示。2、质量是物体的基本属性演示：(1)把冰块放在烧杯中用酒精灯加热，使其熔化成水；(2) 用铁锤把铁钉敲弯。问题：(1)烧杯中冰熔化成水，所含的水的质量有没有变？(2)铁钉敲弯了，铁钉的质量有没有变？(3) 如果将这一
14、只铁钉由教室里带到宜宾，或带到更远的地方，它的质量会不会发生变化？ 在教师的引导下，学生讨论、交流：冰熔化成水，只是冰的状态变化了；铁钉敲弯了，只是铁钉的形状改变了；铁钉由教室带到宜宾，或更远的地方，只是铁钉的位置变化了在这几种的变化现象中，物质没有从物体中转移出示，也没有发生由一种物质转变为另一种物质的现象，因此，只要物体中含有物质的多少不变，它的质量就不变。结论：质量是物体的基本属性，物体的质量不会随物体的状态、形状、位置的变化而变化。3、质量的单位 质量的单位是千克，符号是：kg。常用 的质量单位还有克(g)、毫克(mg)、吨(t)。 它们的换算关系是：1kg=103g 1mg=103g
15、=10-6kg 1t=103kg二、质量的测量天平是测量质量的常用工具。在物理实验中常见的天平有托盘天平和学生天平。1、天平的测量原理：天平是一个等臂杠杆(有关知识在第十二章学习)天平的两臂长度相等，当两个盘中物体的质量相等时，天平就会平衡，测量物体质量时，天平一个盘放被测物体，另一个盘放质量已知的砝码，天平平衡时，砝码质量就等于被测物体的质量。2、认识托盘天平的构造；平衡螺母：用来调节天平横梁平衡；指针和分度盘：判断天平是否平衡，可以根据指针在分度盘上左右摆动幅度是否相等来判断，而不必等到指针完全停止摆动，只要摆动幅度相同即可；标尺、游码、砝码：指示所称物体 质量。 每架天平都 有自己的“称
16、量”，也就是它所能称的最大质量。称量值就等于这台天平配套砝码盒内砝码的总数加砝码最大的读数所表示的质量。标尺上每小格表示的质量数就是天平的精确程度。3、记住天平使用注意事项达标自查1、50千克最接近下面哪一种物体的质量( )A、新生儿 B、中学生 C、大象 D、老虎2、一台天平的砝码由于使用不当，粘上了许多灰尘并且受潮了。利用它测量的物体质量比使用维护良好的天平测量的结果( )A、偏大 B、偏小 C、相同 D、通过正确的读数，结果会相同3、一个托盘天平未测物体的质量时，指针偏向分度盘的左边。可以( )A、将平衡螺母向右调 B、将平衡螺母向左调 C、先调底座水平，再调节横梁 D、将天平横梁上的“
17、游码“向左移动4、一个物体质量的大小决定于( )A、物体的形状 B、物体中含物质的多少C、物体的空间位置 D、物体的状态5、一台已经调节好的学生天平，移动到另一张桌子上。用这个天平测量质量，应该( )A、不必调节就可以测量 B、只需调节水平底座C、只需要调节横梁 D、需先调节底座水平，再调节横梁6、一个铁锅，在以下哪一种情况下它的质量不会发生变化( )A、把铁锅砸碎 B、把铁锅用旧C、把铁锅带到月球使用 D、给铁锅补上一片铁7、用一台天平称量一个物体的质量，右盘中有50g、20g、 10g砝码各一个，游码的位置如图所示，这个物体的质量是 ，如果把这个实验带到月球上做，测量结果会 (填变大、变小
18、或者不变)。8、完成下列单位换算3105kg= t= g; 2104g= kg= mg9 、填上合适的单位一个苹果的质量大约是100 ，一个成年人质量大约是60 。能力提高10、一个人在用天平测量物体的质量的时候，不小心把被测物体放到了右盘，砝码放到了左盘，砝码有50g一个，20g两个，游码刻度是3g。该物体的质量是( )A、90 g B 93g C 87g D 73g11、使用托盘天平测量物体的质量的时候，可能造成测量结果偏小的是( )A、使用已磨损的砝码 B、使用质量比标准质量大的砝码C、测量的时候，指针偏向刻度盘的右边一点儿D、测量的时候，指针偏向刻度盘的左边一点儿12、有一枚大头针，怎
19、样利用天平测量它的质量？13、探究：一杯水凝结成冰以后，质量是变小了还是变大了？猜想：设计实验：分析论证：第三节、密度(一) 学习目标1、 知识与技能目标(1) 理解密度的物理意义(2) 能用密度知识解决简单的实际问题2、 过程与方法目标(1) 通过实验探究活动，找出同种物质的质量与体积成正比的关系(2) 学习以同种物质的质量与体积的比值不变性(物质的本质特性)来定义密度概念的科学思维方法。3、情感、态度与价值观目标密度反映的是物质本身所具有的特性。通过探究活动，使学生对物质属性的认识有新的拓展。(二) 学法点拨由相同物质构成的物体，如果体积大，质量也大。例如，一盒相同的粉笔，两枝粉笔的体积是
20、一枝粉笔的2倍，两枝粉笔的质量也是一枝粉笔的质量的2倍。这是物质的一个很重要的特性。探究这种特性用到了图像的方法。注意理解用数学的方法解决物理问题，体会这一方法带来的方便和理解上的便利。密度的单位是一个复合单位 ，它由质量的单位和体积的单位组合而成。单位换算：1g/cm3=1000kg/m3.水的密度1.0103kg/m3,要求记住。还要能够记住一些物质密度的大小。例如，金的密度比银大，铜的密度比铁大。计算题要注重格式，要写必要的公式、公式变换、单位、文字说明。还要有必要的计算过程。教学教程一、从鉴别物质说起我们鉴别物质，有很多时候，仅靠气味、颜色、软硬、形状等特性是有一定的局限性。但我们发现
21、物质还有其它的特性，可以用来鉴别物质。思考：用物体的质量来鉴别物质行吗？二、实验探究1、学生实验：调节好天平，用天平称量体积相同的木块、铝块、铁块。看看它们的质量相同是否相同？结论：体积相同的不同物质，它们的质量不同。2、出示：100g水和100g酒精体积，看看它们的体积是否相同？结论：质量相同的不同物质，它们的体积相等。3、提问：以上两个实验用不同的物质进行比较，根据实验结果，受到了什么启示？关于物体质量与体积的关系你们能提出什么问题来进行研究？让学生讨论后提出这样的问题：同种物质的质量和体积会什么关系？4、验证同学们的推测是否正确？请同学们(类比研究同一金属导体两端和电流关系实验)设计一个
22、实验方案，用实验来验证推测的正确性。5、根据实验方案不同实验小组分别用体积大小不同的若干铝块(或铁块、松木块)作实验。学生还可以把操作中出现的问题记在笔记本上。 由此可以得到结论：(1)同种物质质量增加，其体积也增大；质量减少，体积也会减少。质量和体积的比值一定。(2)不同物质的质量和体积的比值是不同的。三、密度1、 密度定义从前面的实验探究我们知道：一种物质的质量和体积的比值一定，物质不同，其比值也不同。这种比值不变性反映的正是物质本身所有的特性，它只跟物质的种类有关。是十分有意义的物理量，物理学中就把它定义为密度。板书：单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。密度公式介绍密度的符号及单位
23、：-密度-千克每立方米(kg/m3)m-质量-千克(kg)V-体积-立方米(m3)密度的单位由质量单位和体积单位组成的，像这种单位叫做组合单位 。 1g/cm3=1103kg/m32、一些物质的密度值 对于同一种物质，如水在不同 的状态下，密度不同，物质密度与温度、压强有关；密度相同的不一定是同一种物质，如冰、蜡、植物油密度都 是0.9103kg/m3；还有煤油、酒精密度都是0.8103kg/m3；金属固体的密度较大。 要求学生记住水的密度值：1.0103kg/m3，表示体积1立方米的水，质量是1.0103kg。 读作：水的密度是1.0103千克每立方米。3、运用密度公式进行计算 例题：课文第
24、14页例题达标自查1、一枝粉笔用掉了一半，剩下的一半与原来的相比( )A、质量减小，密度不变 B、质量不变，密度减小C、质量不变，密度不变 D、质量减小，密度减小2、人们常说：铁比木头重。它的真实含义是( )A、铁的密度比木头大 B、铁的质量比木头大C、木头比铁轻一些 D、铁的质量和木头的质量实际上是一样的3、对于密度公式=m/V,下列说法正确的是( )A、 当质量不变的时候，密度与体积成正比 B、当体积不变的时候，密度与质量成正比 C、物质密度一定，质量与体积成正比 D、密度与体积成正比，密度与质量成正比4、一根均匀的铁棒，去掉1 /2，剩下的一半是原来的质量的 ，剩下的一半体积是原来的 ，
25、剩下的一半密度与原来的 。5、 铝的密度是2.7103kg/m3,读作 。它表示的意思是 。6、一个烧杯质量是50g，装体积是100mL 的液体，总质量是130g.求这种液体的密度？7、下面是调节天平和使用天平的步骤，请把正确的排列序号写在横线上 。A、 把物体放在左盘，砝码放在右盘并移动游码使天平平衡B、 调节天平横梁右端的平衡螺母，使指针指在刻度盘的中线处C、 盘中砝码的总质量加上游码在标尺所对的刻度值，算出被测物体的质量D、 把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻度线处E、 整理器材，把物体放回原处8、一只瓶子能装2kg酒精(=0.8103kg/m3),如果用来装满水，那么瓶内水的
26、质量( )A、小于2kg B、大于2kg C、等于2kg D、 无法判断9、平放在水平地面上的一块砖，切去一半，对剩下的半块砖，正确说法是( )A、质量减少一半，密度减少一半 B、质量减少一半，密度不变C、体积减少一半，密度减少一半 D、以上的说法均不正确10、用托盘天平称量物体的质量时，将被称物体和砝码放错了位置，若天平平衡时，左盘放有100g和20g 的砝码各一个，游码所对的刻度值是4g，则物体的质量为( )A、124g B、122g C、118g D、116g能力提高11、一辆油罐车装了30m3的石油，小明想测量石油的密度，从车上取出30mL石油，测得它的质量是24.6g。求：(1) 石
27、油的密度。(2) 这辆运油车所装的石油的质量。12、探究：物质的质量与体积的关系？猜想：实验器材：一盒粉笔，天平，量筒，细沙，水油。实验步骤： 列表质量/g 体积/mL密度(g/cm3)画图：以横坐标表示体积V，纵坐标表示质量m。作图。分析论证：13、一个质量是40g的容器，装满水后质量变为140g，装满油后质量变为120g。求油的密度。14、参观调查：小明和同学一起参观烈士陵园。他们观察到一块花岗石纪念碑，经测量得知，高4m,宽80cm，厚50 cm，计算它的质量是多少(= 2.6103kg/m3)有机会的话参观调查你见到的纪念碑并实地测量，计算这个纪念碑的质量是多少。15、有一个铁球的质量
28、是316g，体积是60cm3，问这个铁球是实心的，还是空心的？如果是空心的，那么中空部分体积是多大？第四节、测量物质的密度(一) 学习目标 1、知识与技能目标：(1) 通过实验进一步巩固物质密度的概念；(2) 尝试用密度知识解决简单的问题，能解释生活中一些与密度有关的物理现象；(3) 学会量筒的使用方法，一是用量筒测量液体体积的方法；二是用量筒测量不规则形状物体体积的方法。2、过程与方法目标： 通过探究活动学会测量液体和固体的密度。学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法。3、情感、态度与价值观目标： 培养学生严谨的科学态度。(二) 学法点拨本节在学习质量、密度概念及用天平测量质量的基础
29、上，学习测量物质的密度。学习利用公式间接测定某个物理量的方法。量筒的容积单位一般是毫升(mL), 也有使用立方厘米(cm3)作单位的。1mL=1cm3.同许多测量仪器(电流表、电压表、天平)一样，量筒也有量程和分度值。测量物体体积的方法：规则形状物体可以用直尺测量。不规则形状物体可以用量筒测量。用量筒测量体积常用“溢杯法”：将物体浸入盛满水的容器中，同时将溢出的水接到量筒中，读取量筒内水的数值便是该物体的体积。测量石蜡等密度密度比水的密度小的固体的体积，可以采用“悬垂法”：先读取悬挂重物被浸没于量筒中液体对应的体积，再将石蜡和重物系在一起浸没于量筒中，读取此时的液体体积，两者的差便是石蜡的体积
30、。 教学过程一、引入新课通过上一节课学习，我们知道密度是物质的一种特性。在实际应用中有重要的意义。1、问：什么叫物质的密度？怎样计算物质密度？2、出示一块长方体铁块，问：要测这铁块的密度，需要测哪些量？用什么器材测量？记录哪些量？怎样求出铁块的密度？3、再出示一块任意形状的石块和装在小碗的盐水问：能否用测长方体铁块密度的方法测这块石块的密度和小碗里的盐水？用刻度尺不行，那么用什么仪器来测定形状不规则的石块和盐水的体积？出示量筒，指出液体的体积可以用量筒来测量。二、量筒的使用指出：量筒中液面呈凹形时，读数时要以凹形的底部为准，且视线要与液面相平，与刻度线垂直。1、探究怎样用量筒测量不规则形状物体的体积方法：先在量筒中装入适量的水(以待测体积的物体放入量筒后能完全浸没，且量筒中的水上升的高度不超过量筒的最大刻度值为准)，读出此时量筒中水的体积V1；将不规则形状物体浸没在量筒中，读出此时量筒中水面所对应的刻度值V2。V2与V1的差值就是被测不规则形状物体的体积。2、了解这种测量方法的原理：利用等量占据空间替代的方法进行测量。3、尝试测量一个塑料块的体积。4、探究怎样用量筒测量一些形状不规则且无法浸入量筒之内的固体的体积。可采用“溢杯法”测量其体积。所谓“溢杯法”即将物体浸入盛满水的容器内，同时将溢出的水接到量筒中，读取的数值便是该物体的体积。但现有量
