第五章我们周围的物质

我们周围的物质5.1 物体的质量【三维教学目标】1、初步认识质量的概念。熟悉托盘天平的主要结构，会正确使用托盘天平测量固体和液体的质量。2、学习应用分类比较的方法来抽取质量的概念。对质量的单位形成具体的观念，培养并发展学生对物体质量的估测能力。3、培养学生使用产品说明书和上网查阅资料的兴趣，养成他们在多种渠道中，用多种学习方式进行学习的习惯。【教材分析】本节共分三部分：物体的质量，质量的单位，学习使用托盘天平。物体的质量，采取分类比较的方法来抽取质量的概念，让学生认识到质量是物体的一种属性；关于质量单位，书中通过学生熟悉的一些物体的质量与一些质量单位的比较，让学生对质量的单位感性化；托盘天平的使用，主要让学生通过一系列的活动，去体验知识的获取过程和应用过程，以达到正确使用托盘天平的目的。书中安排信息浏览“物体的速度接近光速时，质量会变得很大”。意图有两个：一是满足不同学生的发展要求，拓宽他们的知识面；二是帮助学生学习用辩证唯物的观点认识自然，即：人们认识自然是逐渐逼真的，真理是相对的，规律的应用是有范围和条件的。【教学重点、难点】重点是对质量的概念的理解，难点是学会正确使用托盘天平。【教学用具】托盘天平、乒乓球、篮球、硬币、烧杯等。【教学方法】阅读讨论法，观察实验法。【教学过程】一、引入新课同学们现在用的课桌、板凳都是用什么材料制成的？他们谁用的材料多？谁的质量大？（让学生回答）。我们这节课学习第一节。板书：5.1测量物体的质量二、新课教学1、物体的质量指导学生观察P110的图51，分别进行比较：一碗水比一盆水少，汽车轮胎用的橡胶比自行车轮胎用的橡胶多，篮球中充的空气比乒乓球中充的空气多。由上述事例可归纳出：组成不同物体的物质有的多，有的少。板书：1、质量的概念：物体所含物体的多少。指导学生观察P111的图52，交流讨论，进行分析判断，归纳出物体的质量与物体的位置、形状、状态无关，并完成文中的填空。板书：质量是物体的一种属性。2、质量的单位在实际生活中，你现在知道的质量单位有哪些？让学生交流讨论，然后回答。指导学生阅读课文P80，让学生知道质量单位的由来及单位间的换算关系。板书：2、质量的单位：千克，吨、克、毫克、斤、两等指导学生结合P112的图55阅读课文，让学生形成具体的质量单位概念。指导学生阅读信息浏览：质量阶梯。让学生能从数量级上认识自然界中一些物体的质量的多少，小到电子质量，大到宇宙总质量。3、学习使用托盘天平在实验室里，我们常用托盘天平来测量物体的质量，那么，对于托盘天平，你现在应该了解它的哪些知识？让学生回答（构造、作用、工作原理、正确的使用方法）。指导学生结合P113的图56，认识托盘天平的构造和作用。板书：3、托盘天平1）构造及作用然后，出示实物，找几位同学检查，边指边让学生说出部件的名称，同时说出主要部件所起的作用，如：托盘、平衡螺母、指针和分度盘等。向学生介绍其工作原理。板书：2）原理：杠杆原理指导学生阅读托盘天平的使用说明，然后演示。在演示的过程中对有关注意事项进行解释说明，特别强调：被测物体质量的计算方法为：左盘质量游码质量右盘质量。板书：3）正确使用方法指导学生完成活动1：测固体的质量。指导学生完成活动2：测液体的质量：应先测出容器的质量，再测出容器和液体的总质量，即可得出被测液体的质量。指导学生阅读信息浏览：质量和速度的关系。在实际生活、生产中，测量质量的工具多种多样，指导学生结合P114的图57，了解磅秤、超微量天平、电子天平的有些知识（可上网查询）。三、归纳小结通过本节课的学习，你有哪些收获？让学生自主归纳。四、巩固练习1、完成P115本节的“自我评价与作业”2、完成本节新课堂的“基础训练”。五、教学后记在巩固练习中，有部分学生对托盘天平的使用，不够熟练，易出错，有待强化提高。5.2探究物质的密度【三维教学目标】1、理解密度概念，会用密度知识解释生活中一些与密度有关的物理现象，解决简单的问题。2、通过实验探究弄清密度概念的由来，体验科学探究的全过程，进而熟悉科学探究过程中的主要环节。3、培养学生将知识与生活实际联系起来的学习习惯，进而激发他们的学习兴趣。【教材分析】本节教材主要通过一个完整的科学探究过程来认识物质的密度这一特性。主要介绍了密度的定义、公式、单位及其应用，是本章的重点，也是本章的难点。【教学重点、难点】1、通过物体的质量与体积关系的实验探究，理解密度的含义。2、能用密度的公式进行有关计算、分析、判断。【教学方法】实验探究、交流讨论、讲解分析。【教学过程】一、引入新课：教师直接提出问题：铁块与木块哪个质量大？引起学生的争论。二、进行新课1、“物体的质量与体积的关系”的探究1）提出问题（上面已提出）2）鼓励学生参与教材中三位学生进行的猜想与假设活动。激发他们提出新的猜想与假设，倡导他们对三位学生提出的猜想与假设作出评价。3）在制定计划与设计实验中，一定要让学生根据教材提供的思考进行充分讨论。只有让学生讨论充分，并形成较为成熟的共识，才能顺利地做好实验，以及收集证据的工作。4）在进行实验与收集证据这一环节上，可先鼓励学生自己动手设计实验记录表格，再与文中相比较。5）通过分析与论证，主要让学生能归纳出：同一种物质组成的物体的质量与体积的比值是不变的；不再的物质组成的物体，其质量与体积的比值是不同的。6）最后，引出密度概念。教师应进一步明确：密度是物质的一种特性。7）对上面的实验过程进行评估。2、密度公式与单位1）公式：2）单位：在国际单位制中，主单位是33）指导学生分析“常见物质的密度表”，看一看能得出哪些结论。3、密度知识的应用结合文中例题和学生一块进行分析讨论，练习应用密度的知识解答实际问题的能力。4、让学生阅读“信息浏览”，认识：恒星在演变过程中，会形成密度很大的天体。三、归纳小结通过本节课的学习，你有哪些收获？让学生自主归纳。四、巩固练习1、完成P119本节的自我评价与作业2、完成本节新课堂的基础训练。五、教学后记本节物质的密度知识，是本章的重点也是本章的难点。通过本节学习，学生基本理解并掌握物质密度的有关知识。在练习中，出现的问题与不足有：、密度的符号写法不规范；、计算过程中，代入数据，单位不统一。这些在练习中已予以指正补足。5.3 密度知识的应用三维教学目标【知识与技能】知道密度知识的应用能运用密度知识鉴别物质，计算物体的质量和体积【过程与方法】通过典型的例题掌握密度知识的应用。【情感态度与价值观】培养学生分析问题和解决问题的能力教材分析重点利用密度知识分析和解决实际问题难点利用密度知识分析和解决实际问题课前准备托盘天平、砝码、量筒、一瓶酒精、一把小铝勺、课件教学过程(含板书设计、作业布置)一、复习提问1已知铁的密度为7.8103千克米3，它的物理意义是什么？2铅的密度为11.3103千克米3，与铁的密度不同，这说明了什么问题？ 表达式是什么？体积V的表达式又是什么？二、引入新课运用讨论法，同学之间互相启发，使同学弄清楚，在解决不同的实际问题时，密度知识是如何应用的讨论的问题如下：1教师出示学生体育课上用的4kg的铅球，问学生：你如何判断，这种铅球是否用铅制成的？请说出你的办法来2怎样知道人民英雄纪念碑碑心石的质量？3教师出示一卷细铜丝或细铁丝，问：怎样方便地知道它的长度？学生讨论时，教师要引导学生讲清楚解决每一个问题的过程，可适当地书写副板书并注意学生用词的准确性，如是“测量”，还是“计算”等在讨论的基础上，教师作简要小结，使学生体会到，密度知识在现实生活中，有着广泛的、重要的应用活动1 查密度表“活动1”的目的是让学生学会查密度表，了解一些物质的密度，并且加深对“密度是物质的一种特性”的理解。密度表左边图5-10，用三幅图表述了三个问题，形式直观、活泼、可亲。其中图（a）有利于学生理解密度的物理意义；图（b）和图(c)意在让学生学习密度单位的换算和密度变形公式的应用。为引导学生仔细阅读密度表，理解各物质密度的物理意义，可提出下面的问题，供学生自学思考：（1）金、铜、铁、冰、水银、水、氩、氮的密度各是多少？它们的物理意义各是什么？（2）金与铜、冰与水、氩与氮相比较，哪种物质的密度大？（3）从表格中，你还有哪些新的发现？（4）通过阅读密度表，你对“密度是物质的一种特性”又有哪些新的理解？测物质的密度活动2 测硬币的密度“活动2”的目的有两个：一是通过实验使学生巩固密度的知识，二是让学生学会利用物理公式间接测量某个物理量的方法，并提高学生的实验技能。由于学生上一节有了“探究同种物质的质量与体积的关系”这一实验基础，因此本活动学生有能力自主完成。组织这个活动时，教师要力争做到少讲、精讲，以便给学生留出更多的活动时间和思考空间。教学时可以以学习小组为单位，放手让学生利用教材上列举的实验器材，自己设计实验方案，进行探究活动。教师可以提出一些问题，引导学生设计方案，如：（1）根据密度公式 ，要测量硬币的密度，需要测出哪些物理量？（2）硬币的质量怎样测量？硬币的体积怎样测量？（3）你还有其他设计方案吗？（4）你在实验中采取了哪些措施减小误差？例题：略对于“例题”的教学，要先引导学生审清题意，找到解题思路，培养学生逻辑思维能力和科学思维的方法。另外，这是初中学生第一次做物理计算题，教师应注意强调解答物理计算题的格式、步骤、注意事项（如统一单位）等。对于例题后面的两道求体积和质量的题目，一是让学生练习用密度公式的变形式解题，更重要的是让学生体会到密度知识在生活实际中的应用，培养学生运用所学物理知识解决实际问题的意识。三、小结：（略）四、作业：课本P123 第1.4题教学后记密度知识是初中物理概念的重点，尤其是公式的应用及固体密度的测量，是力学的重点也是难点，本节课主要是让学生练习使用天平和量筒测量固体的密度，从实验过程看，学生对于天平和量筒的使用掌握的还是比较熟练，但是对于使用时，怎样操作才能使实验误差减少到最小，分析的不透彻，这样就导致有些组实验误差较大，可以充分利用这些数据来分析误差产生的原因。5.4认识物质的一些物理属性【三维教学目标】1、能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征，能描述物质的一些属性，尝试将这些属性与日常生活中的用途联系起来，能根据属性、用途对物质进行分类。2、学会用观察和实验的方法去认识物质的一些属性，在参与观察和实验的过程中培养观察和实验的兴趣与习惯、认真细心的品质、实事求是的科学态度。【学法指导】本节教学主要是通过交流和实验活动两种方式完成。1、组织学生利用书中的图文资源对两个问题进行开放性的交流讨论，一是说说图41中的物体由哪些物质组成的，二是讲讲这些物质的属性。讨论的重点不是求得标准答案，而是培养学生交流讨论的兴趣，及用这种方式学习的习惯；知道自然界的物质千姿百态，属性多种多样。这样既能让学生知道要合理地开发利用它们；同时也可使学生建立初步的可持续发展的观念。2、关于物质磁性，重点放在磁性的应用上。【教学重、难点】物质的物理属性：磁性、导电性、导热性、硬度。【教学方法】观察、实验、讲解、讨论。【教学用具】磁铁、晶体二极管、电池、小灯泡等。【教学过程】一、引入新课一切物体都是由物质组成的，物质有很多种，它们的属性多种多样。请同学们讨论如图41所示的各种物体，它们是由哪些物质组成的？这些物质都有哪些属性？把讨论的结果填写在下面的方框中。板书：认识物质的一些物理属性二、新课教学1、物质的磁性结合图517、18、19指导学生学习：1） 磁体的基本性质：指向性2） 指南针的工作原理及它能指示方向的原因。3） 知道地球是一个大磁体。4） 结合生活实际了解磁性材料的有关应用。这里可向学生介绍磁浮列车的工作原理。2、物质的导电性1）做活动1，要求学生认真观察，讨论交流，完成文中的填空。归纳：容易导电的物体叫做导体，金属、酸碱盐的水溶液都是导体；不容易导电的物体叫做绝缘体。2）做活动2，让学生认真观察，认识半导体，知道晶体二极管的单向导电性。3、物质的导热性做活动3，指导学生学习，归纳认识热的良导体和不良导体。4、物质的硬度指导学生自学课文，知道物质硬度的比较方法：就是两者进行“较量”。知道铅笔是用石墨和黏土混合烧制成的。它有17种硬度。三、归纳小结：通过本节课学习，你有什么收获？指导学生对本节知识进行归纳。四、巩固练习：1、课文P128的“自我评价与作业”2、本节“基础训练”。五、教学后记本节内容的学习对学生来说，较为容易，学生掌握的效果较好。但在练习中，有些题目涉及的知识面较广，如：磁极间的作用规律、导体易导电的原因等。对这些知识利用练习的时间，应给予补充。5.5 点击新材料【三维教学目标】1、初步了解半导体、超导体和纳米材料的一些特点。2、经历上网、进图书馆、作社会调查收集资料的过程，学习查文献资料和社会调查研究问题的方法，感悟新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响。3、培养学生对今天人类在高科技领域内的成就的兴趣，激发他们为人类科学事业献身的精神。【教材分析】本节主要包括四部分：纳米材料，超导材料，形状记忆合金，隐性材料。教学过程中主要通过阅读、交流、讨论、提问的活动方式进行，课前可让学生通过上图书馆、上网查询等方式，获得与教科书上“点击”的不同的新材料及其应用带到课堂上交流。教师也要准备一些新的内容，参与学生交流讨论。本节课留给教师和学生发挥的空间很大。本节课还要求讨论新材料的应用，在改变人类今天生活方式、提高生活质量方面有哪些作用，要能做到举例说明。【教学重点、难点】重点是了解这几种新材料的特性及其应用；难点是作为农村学生，由于条件的限制，在自己查询这几种新材料有关知识方面比较困难。【教学方法】阅读、交流、讨论、提问等。【教学过程】一、引入新课各种新材料层出不穷，它们越来越多地进入我们的学习、工作和生活的方方面面，并正在改变我们的生活方式，提高我们的生活质量，促进社会的进步和发展。下面，我们点击几种新材料，初步认识它们。板书：4.4点击新材料二、新课教学板书：1、纳米材料指导学生阅读课文，了解纳米材料的特点及其应用。纳米技术的基本概念。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，是一米的十亿分之一，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法做了超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约2030纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 纳米技术是一种在纳米尺度空间内的生产方式和工作方式，并在纳米空间认识自然、创造一种新的技能。比如进入血管的机器人很小，将来它要工作的工具就必须是纳米材料。最近，科学家已经发明了纳米铲子、纳米勺子，血管机器人可以在血管里用这些工具来进行操作，这就是纳米工具，绝不象现在工具这样。 纳米技术的内涵非常广泛，它包括纳米材料的制造技术，纳米材料向各个领域应用的技术(含高科技领域)，在纳米空间构筑一个器件实现对原子、分子的翻切、操作以及在纳米微区内对物质传输和能量传输新规律的认识等等。但是，我们不要把纳米技术仅仅看作是纳米材料，也不能把纳米材料仅仅理解为是纳米粉体。纳米粉体仅仅是纳米材料的一个内涵，实际上纳米丝、纳米管、纳米线、纳米电缆、纳米薄膜、三维纳米块体、复合材料等等都是纳米材料，范围相当广。另外，纳米材料不单纯是固态的，也有液态，例如纳米水，用高频超声处理，使水分子结成小汽团。板书：2、半导体材料单向导电性，如:硅、锗，应用于电子技术板书：3、超导材料指导学生阅读课文，了解超导材料的特点及其应用。物质在超低温下失去电阻的性质称为超导电，具有这种性质的物质称为超导体，超导体在电阻消失以前的状态称为常导状态，电阻消失以后的状态称为超导状态。早在1911年，荷兰科学家昂尼斯用液氮冷却水银，当温度降到零下269摄氏度左右时，发现水银的电阻空气完全消失，这种现象称为“超导”现象，所有具有这种零电阻的材料称为超导体。超导体具有两大宏观特征，即零电阻和完全抗磁性。零电阻是指可以输送大电流不发热，几乎不损耗能量；完全抗磁性是指即当超导体处于超导状态时，超导体内部磁场为零，对磁场完全排斥，但当外部磁场大于临界值时，超导性被破坏。我们把具有这种特性的物体称为超导体，把电阻突然降为零时的温度称为超导转变温度。如果把电流、磁场、压力等参数维持在很小的值，在这一条件下的转变温度称为超导临界转变温度，用Tc表示。超导材料的特点：(1)当温度低于Tc时，直流电阻为零；(2)当温度低于Tc时，材料具有完全反磁性；(3)当温度低于Tc时，材料具有量子效应。 因此，如何提高T，成为超导材料能否在工业中得到应用的技术关键。（如果把电流、磁场、压力等参数维持在很小的值，在这一条件下的转变温度称为超导临界转变温度，用Tc表示。）超导材料的应用领域较广：电力输送。可以不加压输电，电能损失可减少10以上，电费开支可节省15以上。据测算，单是超导输电的实现就可使美国一年节省价值100亿美元的电力。受控热核聚变反应装置。其反应过程中的温度高达1亿摄氏度，目前还没有任何装置能约束这种极高温的反应过程，而将来用超导体产生的超强磁场可有效地控制这种反应过程。超导磁悬浮列车。这种列车打破了传统的轮轨接触方式，它是在没有轮子的车厢上和轨道上安置线圈，电流通过时使之产生相斥的磁场将车厢抬起悬浮状，以线形电机推动车厢前进。这种列车没有轮轨接触滚动的阻力，列车行驶速度大大提高，时速可达500多公里。如北京到广州，只需要4个多小时。另外，用超导电动汽车取代燃油汽车，全世界每年可节省燃油10亿吨以上，并可大大减少噪音和环境污染。超导电子计算机。用超导芯片将大大提高计算机的运算速度，并减少体积。美国IBM公司研制的一台运算速度为8000万次/秒的超导计算机，体积只有一部电话机大小，其元件不发热，可长时间高效率运行。由清华大学物理系自主研制成功的我国首台CDMA移动通信用的高温超导滤波器系统，至今已连续无故障使用一年半以上，每天24小时不间断地为用户提供优质。板书：4、隐性材料指导学生阅读课文，了解隐性材料的特点及其应用。特点：能将雷达发射出的电磁波大部分吸收掉，反射回去的却很少。应用：常用于飞机、坦克等重要军事目标或武器上。三、归纳小结通过本节学习，你有什么收获？四、巩固练习五、教学后记通过学习、练习，学生基本对文中介绍的四种新材料的特点与应用已经掌握。可鼓励学生多查有关资料，多了解一些与这些新材料有关的知识信息，以扩大知识面。