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九年级物理参考资料第十一章多彩的物质世界 一、宇宙和微观世界 目 标 1知识与技能 知道宇宙是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。 初步了解原子的结构。 对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。 初步了解纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。 2情感、态度与价值观 通过了解人类探索太阳系及宇宙的历程、人类探索微观世界的历程，认识人类的探索将不断深入，帮助学生树立科学的物质观和世界观。 说明与建议 宇宙是由物质组成的 广阔的宇宙是无边无际的，究竟大到什么程度，学生很难在头脑中形成比较清晰的表象。课本通过两幅模拟图帮助学生来理解宇宙的构成。 课本图10ll展示的是宇宙空间各星系团的情景，目的是让学生知道银河系只是数十亿个星系中的一个，并且银河系的尺度以一束光从这头走到那头需要十万光年的数据给出，显示了银河系之大，宇宙之大。 课本图10.12-1是让学生知道，人类赖以生存的地球置身于太阳系之中，太阳系置身于银河系之中。反过来结合课本图101-1，银河系又置身于整个宇宙众多的星系团之中。这样的关系进一步衬托出了宇宙的巨大。 在教学中，一方面要让学生认识宇宙的宽阔无垠；另一方面，要让学生对人类探索太阳系及整个宇宙的漫长经历有所了解。建议结合本章参考资料的部分内容向学生介绍一些相关的内容，也可以让学生以资料调查研究的形式来完成。目的是让学生认识到随着科学的不断进步，人类的探索也在越来越深入。 初中年龄段的学生往往会思考这样的问题：“宇宙究竟是由什么组成的？”课本直接指出：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。这里“物质”一词是相当宽泛的，在教学中，最好结合一些学生熟知的东西来讲解。如，“在地球上，有空气、岩石、高山、大海，有树木、花草、鸟兽，有人类赖以生存的衣、食、住所需的一切生活用品，这些都是物质。”这样，学生对“物质”的理解会感到很具体，在此基础上，推广到一切天体也都是由物质组成的就比较容易理解了。 物质是由分子组成的 广阔无垠的宇宙大得难以想像，它是由物质组成的。那么，物质又是由什么组成的？构成物质的小微粒究竟小到什么程度？要回答好这些问题，自然需要引出“分子”的概念。 想想议议 课本是通过“想想议议”栏目提出问题：如果把玻璃杯打碎了，其碎片还是玻璃。经过多次分割，甚至碾成粉末，颗粒越分越小。如果不断地分割下去，有没有一个限度呢？ 教学中的难点是对问题中的分割“限度”一词的理解。如何帮助学生理解好课本中“任何物质都是由极其微小的粒子组成的，这些粒子保持了物质原来的性质”这句话的含义？实际上，学生难于把握的是“保持物质原来性质”的确切含义。建议进一步举出一些学生日常生活中能摸得着、看得到的实例。如，可否以分割糖粒为例。开始的分割会仍然保持甜的味道，但是继续分割下去，也就是当把糖粒分到没有甜味的时刻，那时的微小粒子就不再是糖了，我们所说的“限度”就在于此。即，保持糖这种物质原来性质的最小微粒叫做糖的“分子”。这样引出分子的概念学生比较容易理解。 在学生初步了解分子概念的基础上，要让学生知道分子的尺度大小。分子用肉眼是不能看到的，课本图10.14展示了电子显微镜下金分子（单原子）的照片，帮助学生消除对分子概念的神秘感，让学生知道科学技术的进步拉近了我们与物质世界微观结构的距离。 固态、液态、气态的微观模型 物质是由分子组成的。用分子的概念可以帮助学生建立固态、液态、气态的微观模型。课本通过“想想议议”栏目提出问题，针对课本中“物质认液态变为固态时体积变大还是变小？”的问题，学生首先往往会想到的是水变成冰的情况，而这种情况又是特例，不具有普遍性。因此教学中要求学生寻找生活中自己所观察到的现象来支持自己的说法。这对培养学生观察、分析、归纳、概括问题的能力是十分重要的。课本图10l5所示的蜡烛熔化后再凝固成固态的蜡为例，说明该物质从液态变为固态时体积变小。在教学中，应鼓励学生观察生活，列举实例进一步加以说明：多数物质从液态变为固态时体积变小。如，钢水变成钢锭（凝固的面是凹陷的，最好能找到钢锭之类的照片展示给学生看），电路焊接时使用的焊锡（学生可动手操作并观察）等。 液态变为气态时，体积显著变大，这在教学中不会有太大困难。研究结果表明：水在汽化时，体积增大约1700倍；乙醚汽化时，体积增大约250倍。实际教学中，可采用相对比例图表示出液体变成气体后，体积的显著变化。” 当物质的状态发生变化时，体积发生变化是由于构成物质的分子在排列方式上发生了变化，这时分子之间存在的相互作用力也发生改变。教学中的难点是由于学生对“力”的概念还没有完全形成，因此，不要把分子力讲得过细，与八年级中有关问题的处理方法一样，点到为止。 结合课本图10.1-6，分析物质处于不同状态时所具有的不同的物理性质。课本采用拟人的模型图手法帮助学生理解固态、液态、气态的微观模型： 1固态物质中，分子与分子的排列十分紧密有规则，粒子间有强大的作用力将分子凝聚在一起。分子来回振动，但位置相对稳定。就像学生在自己的座位上身子可以来回晃动一样。因此，固体具有一定的体积和形状。 2液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体小。就像学生在自己的教室中交换座位，但又没离开教室一样。因此，液体没有确定的形状，具有流动性。 3气态物质中，分子间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子之间的作用力很小，易被压缩。就好比学生在操场上玩，他们处于完全自由的状态，四处奔跑。因此，气体具有很强的流动性。 有条件的学校，可将该拟人图示做成动态的软件形式加以演示，以提高学生的感性认识。 原子结构 教学中如何让学生知道什么是原子？可以考虑继续举出前面分割糖的例子。倘若分割到分子尺度时，这样的微小粒子仍是糖，因为它还保持着糖的性质。如果再分下去，得到的就不再是糖。即，分子再被分割，得到的就是原子，从而引出原子的概念，并通过图示给出了原子结构模型图。物质是由分子组成的，分子又是由原子组成的，有的分子由多种原子组成（课本图10.17），也有的只由一种原子组成（图1014）。这样处理学生还是比较容易理解的。 20世纪初，科学家发现，原子的结构与太阳系（课本图10.1-2）十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，有一定数目的电子在绕核运动（课本图10.1-8、10.19）。接着让学生了解原子的尺度，原子非常小，研究表明：原子的半径大约为m，人类用肉眼可以看见的最小灰尘，其中也包含了大约个原子！ 有关夸克的知识只要提及一下即可，目的是让学生初步了解人类对物质世界的认识过程。 科学世界 纳米科学技术 纳米技术是很前沿的技术，因此让学生初步了解一些纳米方面的知识是十分必要的。可以让学生阅读栏目中有关“纳米科学技术”的内容，不要求学生一定理解其中的一些术语，而是让学生知道“纳米”只是一个长度的单位，纳米科学技术是人类在认识和探索物质世界微观结构的进程中发展起来的一种技术。科学研究表明：当物质被细分到纳米尺度，即物质小颗粒的尺度小到l100nm时，物质原有的属性一般会发生比较显著的变化。这是由于每一颗粒内只包含几十或几百个原子、分子，所以使得纳米材料在许多物理、化学性质上既不同于日常的大块的固体，也不同于单个的原子、分子。例如，大块金子是黄色的，10nm的金颗粒是绿色的，而1nm的金颗粒是红色的。人们对纳米材料的研究正是利用它在某一特性方面的变化来改变原材料的效能。 由此可见，人类对物质世界的认识经历由宏观到微观的过程，反过来人类又通过对微观物质世界的深入研究，进一步影响着宏观物质世界研究发展的进程。 本节教材内容的结构设计，符合人类对物质世界认识的过程。即，首先让学生通过对摸得着、看得见的宏观物质世界的学习引发兴趣，然后带领学生逐渐走进微观物质世界，了解人类探索微观物质世界的历程，并认识这种探索将不断深入。反过来，对微观物质世界的研究又影响着宏观物质世界研究的发展进程。人类对纳米科学技术和纳米材料的研究就是一例，让学生初步了解这样一种辩证关系的存在是有意义的。 动手动脑学物理 1结合课本中有关固态、液态、气态的微观模型的内容，针对自然界和日常生活中的各种不同状态下物质的特性，归纳、总结出固体、液体、气体的不同特征。让学生通过个性来寻找物质共性的东西，这对培养学生分析问题，归纳推理等方面的能力是十分有意义的。 2目的是考查学生对物质尺度的认识和了解。银河系相当巨大，其尺度在m左右，而用光年的长度单位表示则为十万光年左右，这样表示比较方便。 3略 4.可以考查学生是否了解有关科学家已实现对分子或原子的操纵这一纳米技术，通过计算进一步了解纳米尺度的大小。要求学生在图上标出小人的长、宽、高，这只是一个估测值，约长：25nm，宽：05nm，高：5nm。如果两万个这样的“分子”人排列只有一根头发粗细，那么头发的直径大约是25m。二、质量 目 标 1知识与技能 知道质量的初步概念及其单位。 通过实际操作，掌握天平的使用方法。 用分子和原子的概念初步理解“物质的量”的含义。学会测量固体和液体的质量。 2.过程与方法 通过观察、实验，认识质量是不随物体的形状、状态、空间位置而变化的物理量。 3情感、态度与价值观 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。 说明与建议 本节内容包括三部分的内容，即质量的初步概念，质量的单位和如何用天平测量质量。质量的概念只作“物质的量”的粗浅介绍，重点是质量的单位和用天平来测量质量的问题。 质量 教学时可以举出学生熟悉的几种物体，指出它们都是由物质构成的。学生往往容易把“物质”与“物体”混为一谈，因此教学中要交待清楚。物体是指具有一定形状，占据一定空间，有体积和质量的实物。而在这里所讲的物质是指构成物体的材料。如，木制的桌子和椅子由木材构成；铝锅和铝勺由铝构成；铁锤和铁钉由铁构成。利用学生已有的“东西有多有少”的知识基础，引导学生认识一张木制的大桌子比一把小木椅所含的木材多；一口铝锅比一把铝勺所含的铝多；一把铁锤比一个铁钉含的铁多。有了上节讲过的“物质是由分子组成的”、“分子是由原子组成的”知识基础，让学生从“物质的量”的概念出发，把“物体中所含物质的多少”叫做质量而引出，教学上会比较顺畅和自然。 质量是物理学中的一个基本概念，它是物体惯性大小的量度，质量又与能量相联系，这些知识将在高中物理中学习。在初中对质量的概念讲得很浅显，只是说质量表示了物体所含物质的多少，必须明确一点，这并不是质量的定义，教学中不必过分强调。 质量的单位 课本直接给出了质量的单位千克。并给出相应的克、毫克、吨及换算关系。通过“小数据”栏目列举了一些物体质量的大小，使学生对物体质量的尺度有大致的了解。对物质世界从微观到宏观的质量尺度的了解，有助于学生对1千克形成较具体的观念。 讲过质量的单位后，可以告诉学生，在生活和贸易中，人们习惯上把质量叫做重量，但是物理学中都统一叫做质量。 质量的测量 天平是实验室测量质量工具。课本中主要介绍托盘天平和学生天平。可在让学生观察实物的基础上，通过阅读课本，明确天平的工作原理，熟记并回答课本中提出的几个有关问题。动手操作，学习使用天平测量物体质量的方法及注意事项。 1与许多测量仪器（学过的电流表、电压表）一样，天平也有它自己所能称量的最大质量。即，天平的“称量”。被测物体的质量不能超过“称量”的值。如果超过，就会损坏天平支点处的刀口。 2不能用手触摸砝码是因为手上有汗泥，容易将砝码弄湿、弄脏，从而使砝码生锈损坏。砝码生锈，其质量就会发生变化。 3潮湿的物体和化学药品容易腐蚀天平托盘，不能直接放到天平的盘中。 想想做做 课本以“想想做做”的形式要求学生学会天平的使用方法。学生具体选取什么物体作样品来称量，教师不必强求一致，我们的目的只是让学生在动手操作的过程中掌握天平的使用方法。天平作为基本测量技能训练的测量仪器，不能仅靠阅读和教师讲解来完成，而是要一边思考，一边实际操作，严格按照仪器使用说明书上的操作要求进行操作。课本只将天平的使用方法中主要几项列出，建议教学中学生在认真阅读天平的使用说明书和课本后，要实际进行操作。 1放置天平的台子应该是水平的。 要求学生注意观察自己手中的天平有没有检查天平底座是否水平的装置？ 2天平使用前要使横梁平衡。 每台天平都有一个平衡螺母，用来调整横梁的平衡。要求学生找到天平平衡螺母的位置，思考并动手调试，使横梁水平。 3确认砝码盒中最小的砝码质量是多少？ 要使天平能够分辨出比最小砝码更小的质量，那就要使用游码。让学生知道游码每向右移动一格，就等于在右盘中增加一个小小砝码。天平不同，游码移动一个小格相应增加和减少砝码的质量数也不同。另外，学生必须明确：使用天平之前游码所应停放在标尺的中心位置，使用天平时，要求把待称的物体放到左盘，在右盘中增减砝码，一方面是人习惯上都是用右手来加、减砝码；另一方面砝码有自己固定的位置可保持砝码的清洁不被损坏。 4在左盘放好等待称量的物体，向右盘中尝试着加砝码时，应该先从加质量较大的砝码开始。 5判断天平是否平衡，可以根据指针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。因为摆动幅度相同，表明天平两侧的力矩已经平衡。这样处理可以节省教学时间。 另外，要求学生通过切身的体验，将自己认为天平操作过程中应该注意的事项在课本上标识，真正掌握天平的使用方法。 想想做做 设计这两个实验，其目的一方面是让学生练习使用天平称质量，培养学生使用无平的技能；另一方面是让学生通过实际动手操作获得体验，理解物体的质量不随形状、状态而改变。实验1比较容易理解。实验2对于初中的学生来说，有的学生可能会认为白糖溶于水后而消失，从而总体质量就减少的错误结论。这里需要说明一点：白糖溶于水只是变成了白糖的水溶液，而不是液态的白糖。因此最好还是补充测量将冰块溶成水前后的质量变化的实验。 动手动脑学物理 1本题要让学生知道质量是不随空间位置而变化的物理量。在这里不要求学生弄懂“引力”、“失重状态”之类的术语的确切含义，解决好这个问题的关键是引导学生从“物质的量”、“物体中所含物质的多少”入手。换句话说，照片中的宇航员能像吃地球上的食物一样。组成物质（食品）的分子的个数并没有增加或减少，因此从地球带到太空的食品的质量没有变化。 2.这是实验技能训练方面的问题。测量单个小物体的质量时，由于被测物体的质量比较小，托盘天平和学生天平的精度不够，难以测量出单个小物体的质量，因此采取复数测量的方法，以提高测量结果的准确度。如，要称量一个大头针的质量，一般采用复数法。即数出多个，如数100个大头针一同放到天平上称量，将称量的结果除以100便得到1个大头针的质量。教学中还可以让学生选取其他的被测物体，如测量一枚邮票的质量、一个图钉的质量、一个曲别针的质量等。 3让学生了解测量质量的工具不仅仅是天平，其工作原理与天平相同的台秤就是一种。台秤的秤盘和砝码盘相当于天平的两个盘，课本图1024中标注的“槽码”和“游码”相当于天平的砝码、游码。判定它的横梁是否平衡，是通过秤杆是否水平或根据秤杆以水平线为中心上下摆动幅度是否相等来判断，不必等到指针停止摆动。它的平衡螺母就是在秤盘下面称之为“调零螺丝”的东西。怎样调整才能使横梁平衡？将台秤放平，游码置于秤杆左侧尽头，秤盘和砝码盘不放任何东西，这时调节“调零螺丝”待秤杆水平或秤杆以水平线为中心上下摆动幅度相等。三、密度 目 标 1知识与技能 理解密度的物理意义。 用密度知识解决简单的实际问题。 2过程与方法 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。 学习以同种物质的质量与体积的比值不变性（物质的本质特征）来定义密度概念的科学思维方法。 3情感、态度与价值观 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。 说明与建议 想想做做 首先，让学生用天平称量体积相同的不同种物质木块、铝块、铁块（实际教学中也可选择其他体积相同的不同种物质）的质量。称量的结果会使学生认识到，体积大小一样，但种类不同的物质，质量是不同的。表明物质在这方面性质上的差异。学生进一步会提出如果质量相同的不同种物质体积会怎样？这时可通过演示100g水和100g酒精体积的不相等，使学生再一次认识不同物质性质上的这种差异。 探究学 同种物质的质量和体积的关系 通过上面“想想做做”学生会提出这样的问题： 同种物质的质量和体积会有什么关系？对初中学生来说，无论从生活经验，还是思维能力上的发展，这样的问题不是十分难理解的。例如，将同种物质构成的物体分割成两半，其中体积被分割成了两半，物质的量也被分割成了两半。因此他会有这样的推测：同一种物质，体积越大，质量越大。如果体积增大到原来的两倍，质量是否也会增加到原来的两倍呢。也就是说，同一种物质的质量与它的体积成正比吗？ 课本用铝块作实验样品，取大小不同的若干铝块，分别用天平测出它们的质量，用直尺测出边长后计算出它们的体积，列出表格来，然后以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在方格纸上描点，再把这些点连起来。建议教学中可以根据本校的实际情况来选取实验样品，并非一定要选取铝块。也可选取一组其他物质作样品。 应该说明的是：课本举例以一种物质铝为研究对象，要使学生获得对密度这个反映物质基本性质物理量的认识，最好再选取另一两种物质为样品进行测量，并将测量结果放在同一坐标中。通过定量测量的结果可以直接比较不同物质在这种性质上的差异。为了节省教学时间，建议让学生以小组为单位，每个小组中的测量样品选取12块同种物质。而不同小组之间可以选取不同种物质进行测量。学生测量后要组织好全班的交流，这样学生通过测量数据或图像就可以判断出实验结果与自己的猜想是否一致。从测量数据上看，会得到同种物质的质量增加，其体积也增大；质量减少，体积也会减小的结论。将测量数据图像化，会更直观地得出：同一种物质的质量与它的体积成线性关系，即同一种物质的质量跟体积成正比。 将实验结果图像化，并根据图像的描述找出各变量之间的关系。这种数据处理的方法在初中物理中还是第一次出现。在上一册欧姆定律内容的数据处理上，虽然是研究电流、电压、电阻三者的关系问题，即在电阻一定的条件下，电流跟电压成正比的关系问题，但是没有将实验数据图像化。本课节中实验数据图像化的问题尽管很重要，但对学生要求不宜过高，其主要原因是初中学生的数学知识还没有完全跟上。 想想做做 在上面的探究中，分别计算每个铝块质量与体积的比值，可以得出其比值是个定值。这种比值不变性反映的正是物质本身所具有的特性。对不同物质来说，其质量和体积的线性关系表现在过原点的不同直线上。换句话说，各种物质所对应的比值是不同的。 密度 要引导学生认识到，上述的比值是十分有意义的物理量，它反映了不同物质的不同特性，因此有必要给它起个名字，物理学中就把它定义为密度，它只跟物质的种类有关。这种研究问题的方法和定义物理量的方法是物理学中常用的。密度是初中物理教学的重点内容之一，通过这一知识的教学，不仅使学生学到知识，而且应该渗透一点研究问题的方法。 需要注意，学生在数学中虽然学过比例的知识，但是用到物理中来，理解同种物质的质量跟体积的比值是一个定值的含义，仍是有困难的，所以课文中对此作了解释：质量与体积的比值一定，表示体积增大几倍，质量也要增加几倍，即质量与体积成正比；质量与体积的比值等于单位体积的质量。帮助学生把数学知识用到物理中来理解比值的物理含义。考虑到用比值定义物理量比较抽象，课本在学生“想想做做”的基础上进一步说明比值的含义，仍用某种物质单位体积的质量来定义密度，以便学生理解。并在此基础上给出计算密度的公式和单位。 密度的单位是由质量单位千克和体积单位立方米组成，属复合单位。这是第一次在初中物理中出现，在后续的一些物理量的学习中还会遇到。如速度的单位是由路程的单位米和时间的单位秒组成。因此教学中有必要特殊强调一下，帮助学生理解和掌握。 另外，课本中给出了一些物质（固体、液体、气体）的密度值，要求学生会查密度表中的密度值。这些密度值是科学家经过严格准确的测量得出来的，而且随着测量技术的不断改进和提高而不断提高准确性。 引导学生阅读表中列出的各种物质的密度值，对于那些常见的物质的密度，形成一些具体的认识，例如金比铜的密度大，铜比铁的密度大，冰比水的密度小，记住水的密度等。例题作为示范，教给学生如何运用物理公式进行密度计算。要求学生按一定的格式和步骤进行计算，不能只写公式和数字，一定要把必要的文字说明写出来。特别是对单位的运算要加以强调，提醒学生注意正确地书写，不能遗漏。 动手动脑学物理 1将密度公式变形后，已知体积和密度来求质量的问题。教学中可再补充几道相关的问题，但不宜过多和繁琐。 2属实践类题目。要测量硬币的密度，就必须测量其质量和体积。 用学生天平测量多个硬币的质量，然后求出一个硬币的质量。体积的测量方法也很多，学生自己选定。根据学生测得的密度值对照密度表中的铝的密度，看是否接近。要求写出选用的实验器材和实验方法及实验步骤。 1角、5角和1元硬币所用的金属是否相同，还是要根据实验测量得出其密度值加以判断。 3同第一题一样，已知体积和密度，根据密度公式求质量的问题。 其中汽油的密度让学生从密度表中查出，计算的结果是：装水25kg；装汽油18kg。四、测量物质的密度 目 标 1知识与技能 通过实验进一步巩固物质密度的概念。 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。 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迭。 2过程与方法 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 培养学生严谨的科学态度。 说明与建议 在前面学习质量、密度概念及用天平测量质量的基础上，学习测量物质的密度。学习利用物理公式间接地测定某个物理量的方法。规则形状固体物质的体积可以用刻度尺等测量工具来测量，液态物质的体积应该使用量筒来测量，不规则形状固体物质的体积也可以使用量筒来测量。 想想做做 怎样使用量筒？ 可在让学生观察实物的基础上，通过阅读课本，回答课本中提出的几个有关问题，并动手操作，学习使用量筒测量液体和不规则固体体积的方法及注意事项。一方面培养学生的自学能力；另一方面，通过这种技能的训练，培养学生注意观察事物和动脑思考问题的能力，以及严谨的科学作风。 1量筒上的单位刻度多是以毫升（mL），也有一些是用立方厘米(cm3)来标度的。 2与许多测量仪器（学过的电流表、电压表、天平等）一样，量筒也有它的最大测量值。实验室中常用的有：50mL、100mL、500mL、1000mL等。 3量筒的分度值也各不相同，根据你测量精度的要求和被测物的尺度等因素来选择量筒的大小和分度值。 4视线与液面水平，与刻度线垂直。 5怎样用量筒测量不规则形状物体的体积？ 不规则固体物质体积的测量，需用量筒或量杯。这里利用等量占据空间替代的方法。要求学生较好地掌握，有助于后面浮力部分内容的学习。 另外，对于有余力的学生可在此基础上提出这样的问题： 1如果要测量的不规则物体的体积过大或无法浸入现有量筒之内， 你有什么办法测量出它的体积？ 可采用“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。如果现有量筒一次仍不能盛取溢出的水量，可慢慢将物体浸入，并多次盛接和读取数据，最后相加得到物体的体积。 2.如何用量筒测量密度小于水的不规则物体（石蜡）的体积？ 可采用“悬垂法”。先读取悬挂重物浸没于量筒中液体时对应的体积，然后将石蜡和重物系在一起浸入量筒中读取此时的体积。两者的差值便是石蜡的体积。 该问题一方面是对量筒使用方法的拓展；另一方面是对学生处理实际问题能力的培养。 探究 怎样测量物质的密度？ 课本选择盐水和形状不规则的塑料块为研究对象，具体教学中也可选择其他种类的液体和固体为研究对象测量其密度。 要求学生自己设计实验数据记录表格，用于记录测量盐水和塑料块（或其他样品）密度时所用的数据及所得的结果。注意不要强求一致，关键是要让学生明白需要记录哪些数据。让学生把所测得的有关数据填入其表格中，并根据测量数据进行数据处理，通过物理公式计算，间接得出被测物质的密度值。 从实验原理、实验仪器的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集、并根据数据得出结果，这对学生实验能力的培养是十分重要的。课本上没有现成的实验步骤，而是要求学生有目的、有计划地进行设计并实际操作，正确地记录数据得出结果。由于有上一节探究同种物质的质量与体积的关系这一实验的基础，因此本节的探究活动学生是有能力自主完成的。 动手动脑学物理 这两个问题属综合性的问题。有关物质的声特性、光特性、热特性、电特性等初步知识已在八年级中学习，处理该问题需综合考虑金属物质的各种属性，如，熔点、密度、物质的导热性能和导电性能等物理特性以及产量和市场价格。教学中建议以小组讨论形式，学生可以各抒己见，教师不要定些条条框框，这样会限制学生的思维空间，要求学生阐明自己的观点，同时要清楚说明其理由。这对培养学生思维能力、判断能力、分析问题和解决问题的能力、语言表达能力等是十分有意义的。参考资料 第十二章运动和力 一、 运动的描述 目 标 1知识与技能 知道参照物的概念 知道物体的运动和静止是相对的 2.过程与方法 体验物体运动和静止的相对性 3情感态度与价值观 认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止是相对的，建立辩证唯物主义世界观。 说明与建议 想想议议 课本图11ll出示了一组有趣的图片，分别表示了几种不同的运动。在课文中也列举了许多物体做机械运动的例子。教师应引导学生结合身边实例，认识运动是宇宙中的普遍现象。教师还可引导学生结合思考以下问题，由浅入深地提高对机械运动概念的认识：足球场上正在进行比赛，场上哪些物体是运动的，哪些物体是静止的？（运动员、足球是运动的，球门是静止的。）运动的物体有什么特点？（它们相对于地面的位置在改变。）静止的物体是绝对不动的吗？（不是。球门相对于地面的位置虽然没有改变，但随地球的运动，它相对于太阳的位置在改变，因此也在运动着。）通过回答这些问题，学生可以认识到机械运动的特点就是“物体位置的变化”，然后过渡到对“参照物”的讲解。 课本图111-2是地壳板块移动影响地貌的示意图。 20世纪初期德国科学家魏格纳提出了“大陆漂移学说”，后来发展为“板块构造学说”，并得到了古生物学、古地磁学等方面证据的支持。可与地理知识整合，扩大学生的视野。研究表明，日本茨城县鹿岛町与中国上海市的距离，由于板块运动每年缩短2.9cm；而科学家们发现欧亚大陆板块在与邻近板块互相碰撞、挤压作用下，每年平均上升约02cm0.5cm。 参照物 通过阅读课文，或放映教学VCD，使学生回忆类似的场景，而后提问：“为什么乘客会产生错觉？”经学生讨论，初步明确乘客判断动、静所选的标准不同以后，会产生不同的判断。为了加深这一认识，可让学生做下面的实验：把课本平放在桌上，课本上放一把尺子，推动课本使它沿桌面缓缓移动，让学生思考回答： a选取课桌作标准，尺子和课本是运动的还是静止的？ b选取课本作标准，尺子、课桌是运动的还是静止的？ c选取尺子作标准，课桌和课本是运动的还是静止的？ 通过以上讨论，使学生认识相对于不同的标准，物体的运动和静止情况不同，因而描述物体的运动情况需要选定一个标准，这个标准就是参照物。 最后给出参照物的概念及运动和静止的相对性，强调一下：我们通常说的静止或不动，是相对于地面说的是相对静止。两个物体运动方向、运动快慢相同，它们彼此就是相对静止。 课本图1114给出了几种不常见的情景，以扩展学生的视野。 动手动脑学物理 1略。 2地球同步通信卫星也叫同步轨道通信卫星，它绕地球转动一周的时间与地球自转周期相同，约为24小时。这种卫星发射到赤道上空与地球自转同向运行，因此，从地面上任一观察点看去，卫星是静止不动的。目前绝大多数的卫星通信系统采用静止通信卫星。 3如果以电视机为参照物，运动员确实可以近似看做是不动的。但实际上我们根据经验，会很自然地选取相对地球不动的物体作参照物，例如观众、跑道等作为参照物，因此会感觉运动员是运动的。 二、运动的快慢 目 标 1知识与技能 能用速度描述物体的运动。 能用速度公式进行简单的计算。 知道匀速直线运动的概念。 2.情感、态度与价值观 感受科学与艺术结合所带来的美感。 说明与建议 想想议议 教师可以首先说明，研究物体运动的快慢是个重要问题。赛跑时，谁得冠军，看快慢。汽车、火车、飞机运动的快慢也是人们所关心的。然后组织学生讨论“想想议议”中的问题，围绕如何比较运动的快慢进行思考。 在学生讨论过程中，教师可以提出以下问题来引导学生的思路。 问：蜗牛在地面上沿直线爬行，自行车在笔直的公路上行驶，飞机在空中沿直线飞行，它们做机械运动的情况有何区别？ 答：运动的快慢不一样。 问：步行人和骑车人同时由同地出发，假如手中没有钟表，怎样比较他们运动的快慢？ 答：只须观察他们哪个在前。 教师归纳：在相等的时间内，走的路程远的人运动得快。 问：同是百米运动员，如何比较他们运动的快慢？ 答：测量出100m的距离，让运动员们同时起跑，比较哪个运动员先到达终点。 教师归纳：通过相等的路程，用的时间短的人运动得快。 问：一位同学百米跑用了12S，而一万米跑世界冠军的成绩大约是28min，怎样比较他们运动的快慢？ 教师可启发学生回答：在运动的时间、通过的路程都不相等的情况下，1s内跑的路程多的人运动得快。 通过以上讨论引入速度的计算公式。在此过程中，还要注意结合学生在小学数学中已学到的知识。 速度 关于速度的单位，教学中要说明它是依据公式得到的。速度等于路程除以时间，所以速度的单位是路程的单位除以时间的单位。如果路程的单位用米，时间的单位用秒，速度的单位就是“米秒”。如果路程的单位用千米，时间的单位用小时，速度的单位就是“千米时”。“时”是小时的简称，在计算和用中文符号书写单位时，要用简称。千米、米、分米、厘米、毫米和秒、分、小时、天（日）、年都是我国规定的法定单位，由它们组合成的速度单位，如千米时、毫米天、厘米年等，也是法定单位。但教学中只介绍物理学中常用的“米秒”和日常生活中常用的“千米时”就够了。 教学中要注意纠正有些学生说“速度是每秒XX米”或“速度是每小时XX千米”的习惯。 想想议议 “频闪摄影”技术在科学研究有一定的作用，例如帮助运动员改进动作（课本图1124丙）。课本图1122是网球运动的频闪照片，在图甲中，网球在相同的时间间隔内运动的距离相同，因此运动的速度是不变的；在图乙中，网球在相同的时间间隔内运动的距离越来越大，也就是说，它的运动速度越来越快。由此引入下面的内容：我们把类似于图1122甲的运动叫做匀速直线运动。 科学世界 当今的科技摄影集科学与技术于一身，二者的结合创造了奇迹般的作品。教师可结合参考资料中的“高速摄影与频闪摄影”，也可以自己搜集整理一些文字及图片资料，供学生阅读，使学生在探究科学世界的奥秘的同时欣赏到科学中蕴涵的美。 1要做对这道题，学生首先要能看懂列车时刻表，会计算列车在两个车站之间运行的距离和所用的时间，然后再利用公式。这道题的目的是联系实际、贴近生活，在情感、态度和价值观方面向学生渗透：科学就在身边。 2.这里介绍了一种实用的估测速度的方法，可让学生尽量做一做。 3尽量实际做一做，通过观察，为思考提供丰富具体的实际材料；激励学生重视实验，敢于发表自己的见解。 4.如果以航空母舰为参照物，鱼雷相对于航母的速度为140kmh。由公式变形，得，则鱼雷击中航母所需时间为 三、时间和长度的测量 目 标 1知识与技能 会使用适当的工具测量时间和长度。 知道测量有误差，误差和错误有区别。 2过程与方法 体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法。 3情感、态度与价值观 认识计量时间和长度的工具及其发展变化的过程，培养对科学技术的热爱。 说明与建议 想想议议 课本图1131介绍了几种测量时间的工具，教学中可引导学生说一说各种工具测量时间的方法，鼓励学生用科学的眼光认识周围的事物。 时间的测量 关于测量的知识操作性较强，建议教学中多做随堂活动。 活动建议： （1）学习停表的使用方法。 （2）测量自己一分钟内脉搏跳动的次数，然后用脉搏近似估算一段时间。 （3）测量一个摆摆动一个来回所用的时间。怎样能测得更准确？ （4）自制口晷。 科学世界计时标准 用于扩展视野，让学生了解“秒”的准确定义。 长度的测量 长度的单位课本上介绍得比较多，让学生了解这些单位与主单位的数量级关系。 测量长度的工具中，直尺、卷尺在生活中很常见，要让学生了解它们的使用方法。对于卡尺和螺旋测微器，仅让学生了解它们也是测量长度的工具即可，不必要求了解使用方法。 活动建议： （l）测量课本的长度、宽度和厚度。 （2）伸开手掌，从大拇指到中指指尖的距离，称为“一柞”。测一测自己的一柞有多少，并用它来估计一段长度，比如自己的身高。 （3）怎样能较正确地测量硬币的直径、一页纸的厚度、细铜丝的直径？ 关于刻度尺的正确使用方法，安排在“动手动脑学物理”中学生总结归纳。 动手动脑学物理 l3题可安排在课堂中进行。 1探究的目的并不一定都要获取物理规律，仪表的使用方法也可以通过探究来掌握。 2测出小铁块摆动若干次所用的时间，然后除以摆动次数，这样测量的结果更准确。对于后一个问题，可让学生通过不断尝试，认识到小铁块的摆动周期只与绳的长度有关。 3略。 4由于白天人们多处于站立姿势，自身的重量使得骨骼间缝隙变小，因此临睡前的身高要低于起床后的身高。 5使用刻度尺常出现的错误有：刻度尺没有贴近被测物体；刻度尺没有放正；读数时视线与尺面不垂直等。四、力的作用效果 目 标 1知识与技能 知道力的概念和力的单位。 知道力的三要素，能用示意图表示力。 2过程与方法 通过活动和生活经验感受力的作用效果。 了解物体间力的作用是相互的，并能解释有关现象。 说明与建议 力的作用效果 力改变物体的运动状态以及改变物体形状的现象很普遍，学生接受起来并不困难。教材通过探究活动入手，以学生熟悉的体育运动项目为基础，通过学生讨论得出结论。 想想做做 在做活动1和活动2时，老师要引导学生思考：根据前面所学的知识，运动是宇宙中的普遍现象，物体的运动和静止是相对的，静止是一种特殊的运动状态。因此，无论物体是从静止到运动，还是运动速度或者方向发生变化，都可以认为是物体的运动状态发生了变化。由此得出结论：力可以改变物体的运动状态。 关于力的单位，教师可直接说明国际上力的通用单位是牛顿，简称牛，让学生记住。并通过举例使学生对1N的大小形成具体的概念。除课本中的例子外，还可以补充一些常见的例子，例如：托起两个鸡蛋所用的力大约为1N；成年男子右手的握力大约是700N；一个质量是40kg的同学对地面的压力大约是400N等等。 力的大小、方向、作用点 力的三要素是从影响力的作用效果的因素引出的。关于力的作用点不同会影响力的作用效果，除了“想想做做”中的例子外，还可以通过类似下面的例子来说明：用扳手拧螺母的时候，手握在把的末端比握在把的中间更省力。 在物理学习中，我们常常把有关的现象和过程用图来表现。例如光学中的光路图，电学中的电路图等。通过这些图可以简单直观地表现有关的内容，因此要让学生重视图的作用，在教学中要注意培养学生的识图和画图技能。要明确画力的示意图的要领：确定受力物体、力的作用点和力的方向，从力的作用点沿力的方向画力的作用线，用箭头表示力的方向。力的作用点可用线段的起点，也可用终点来表示。表示力的方向的箭头，必须画在线段的末端。 探究力的作用是相互的 第一个活动可安排在课堂上进行。对于第二个活动，还可举出类似的情形，如冰场上一个静止的人推另一个人时，两个人会向相反的方向运动。这也说明一个物体们另一个物体施加作用力时，也受到另一个物体的作用力，即力的作用是相互的。 动手动脑学物理 1力的大小和方向影响力的作用效果，这样的例子很多，不再列举。关于“力的作用效果与力的作用点有关系”的例子，如：用扳手拧螺丝时，作用点越靠近扳手的末端就越省力等。 2略。 3略。 4如果把磁铁放在桌面上，由于摩擦力的原因，很难观察到铁钉吸引磁铁的效果。应尽量减少摩擦力的影响，例如可以将磁铁悬挂起来，然后用铁钉靠近磁铁。 5略。五、物体的惯性 目 标 1知识与技能 知道牛顿第一定律的内容。 知道惯性的概念。 知道二力平衡。 2过程与方法 通过活动体验任何物体都具有惯性。 探究摩擦力对物体运动的影响。 3情感、态度与价值观 通过活动和阅读感受科学就在身边。 说明与建议 运动的物体最终会静止下来，这是生活中常见的现象。对同一种现象，亚里士多德和咖利略给出了截然不同的解释。到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，必须通过实验。在这里可以向学生渗透实验的重要性。 探究 摩擦力对物体运动的影响 做课本图1153的探究活动，使学生认识物体受到的阻力越小，速度改变越慢。每次实验前向学生交代清楚实验的条件和做法：三种粗糙程度不同的表面；每次实验用的是同一个小车，让它从斜面的同一高度上滑下，以保持小车在三种表面上开始运动时的速度相同。使学生知道实验中的哪些条件保持不变，变化的是什么条件。渗透研究方法。同时提醒学生注意观察三种情况下小车运动变化的情况和变化的条件，分析引起变化的原因。使学生明确实验目的，动脑筋思考问题。根据实验观察的结果，小车受到的阻力越小，它运动得越远，引导学生推理：如果小车不受任何阻力，它的速度将保持不变，永远运动下去。 介绍伽利略的推理方法和得出的结论。突出他的理想化实验和推理方法，理想化实验虽然不能实现，但都是有可靠的事实基础的，因而推理是合理的。可以介绍笛卡儿对伽利略推理结论的补充；物体如果不受力，运动方向也不会改变。 牛顿第一定律 学生对牛顿第一定律的文字表述比较陌生，常不能很好地理解定律的含义，主要是对“将保持静止状态或匀速直线运动状态”这句话的含义不清楚。教师应加以解释，使学生明白：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。 讲完牛顿第一定律后，可简要说明定律的重要性，它是研究物体运动规律的三大定律之一，有重要的实际应用；它说明了物体的运动不需要靠力来维持，纠正了人们认为力是维持运动的原因的错误认识，使人的认识由直观的感觉上升到科学的理性。 讲述伽利略的推理时，要强调他是在分析大量事实的基础上进行合乎逻辑的科学推理的，不是凭空想象。即使这样，由推理得出的结论也必须经过实践的检查。注意对学生进行科学态度和科学方法的教育。 想想做做 让学生自己动手做做这两个小实验，可以为下面具体讲解惯性作好铺垫。前者表现运动物体的惯性，后者表现静止物体的惯性。此外还可以补充其他有趣的惯性实验。 科学世界 汽车安全带 安全带是汽车和飞机等快速交通工具上用来防止和减小意外伤害的设施。学生通过阅读可了解其工作原理。应鼓励学生阅读其他课外资料，了解汽车上还有哪些保护措施与惯性有关，以拓宽视野。 惯性 生活中的惯性现象很多。课本中详细分析了汽车中的惯性现象。在讲明白这个例子的基础上，还可以联系其他的例子，说明惯性的利用和不利的情况。 二力平衡 可以先举静止和做匀速直线运动的物体的例子，让学生分析它们受到的力。通过这些例子使学生认识物体在受到几个力作用时，也可以保持静止或匀速直线运动状态。然后给出力的平衡的概念。指出这时作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果互相平衡，或者说几个力互相平衡。 物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，所以先来研究这种简单的问题。应使学生认识物体受两个力作用时并不总能保持静止或匀速直线运动状态，可举出例子来说明。由此引出研究二力平衡的条件。 探究 二力平衡的条件 提醒学生注意观察作用在木块上的两个拉力在什么条件下互相平衡。实验之后，引导学生根据观察结果自己得出结论。学生开始得出的结论可能不完整，例如首先注意的是两个力大小相等，而未注意方向是在同一直线上，逐渐引导学生补充完善。 动手动脑学物理 1利用惯性，运动员起跳后还要保持原来的速度继续前进，以增大跳远的距离。 2例如：用力拍打衣服，可以把衣服上的尘土拍掉；停止蹬自行车后，车还能向前运动一段距离；用铁锹往车上装上时，土会沿着铁锹运动的方向抛到车上。 3汽车受到两对平衡力的作用。在竖直方向汽车受到重力和地面的支持力。由于汽车在竖直方向上没有运动，因此这两个力是一对平衡力。在水平方向上受到牵引力和地面的摩擦力。由于汽车在水平方向上做匀速直线运动，因此这两个力也是平衡力。参考资料 第十三章力与机械 一、重力 目 标 1知识与技能 知道重力是如何产生的。 知道重力的大小和方向。 知道重心的概念。 2过程与方法 通过观察和实验，感知重力的存在。 通过探究，了解重力与质量的关系。 说明与建议 重力是一种最常见的力，人类生活在地球上，时时刻刻都受到重力的作用。可以通过蹦极、瀑布、苹果落地等现象引入新课。 想想做做 做课本图121-1的实验，让学生联想：橡皮绕手做圆周运动时，需要用线拉住，也就是说，橡皮绕手做圆周运动时，需要一个力把它拉住才不会跑掉。天上的月亮绕地球转动而不会抛掉，是不是也有一个力把它拉住呢？答案是肯定的。 地球和月亮之间存在相互吸引的力，这个力跟地球吸引地面的物体使物体下落的力是同一种力，也就是万有引力。这里可以向学生们讲述牛顿发现万有引力的故事。 需要强调的是：地面附近物体受到