第二节 探索微观世界的历程（教学课件）物理新教材北师大版九年级全一册

该初中物理课件聚焦“探索微观世界的历程”，系统呈现物质微观结构（分子、原子、原子核、夸克等）及纳米技术，课堂导入从中国古代“无中生有”“一尺之棰”思想切入，通过“猜想-实验-验证”探究支架串联科学家贡献与实验推理。 其亮点在于以核心素养为导向，融合科学史（道尔顿原子论到盖尔曼夸克模型，含赵忠尧、李政道等中国科学家案例）与模型建构（橡皮泥制作原子模型），通过情境问题、典例分析及纳米技术应用，培养学生物质观念、科学推理与探究能力，教师使用可高效落实素养目标，丰富教学形式。

高 效 课 堂 16.2 探索微观世界的历程 【九年级全一册·北师大版2024】 【第十六章 永恒的探索：宇宙和粒子】 千图网千图网 目录 1 【 学习目标】 2 【 新知探究】 3 【 课堂小结】 4 【 提升训练】 5 【课后作业】 2 学习目标 学习目标 新知探究 课堂小结 提升训练 1 课后作业 01 了解物质的微观结构（分子、原子、原子核、夸克等），建立 “物质可分” 的认知 物理观念 1 02 科学思维 通过史料分析，理解 “猜想→实验→修正” 的科学探究逻辑 03 科学探究 体验 “α 粒子散射实验” 的推理过程，学习模型建构的方法 04 科学态度与责任 感受科学家的探索精神，认识微观研究对科技发展的意义 学习目标 学习目标 新知探究 课堂小结 提升训练 1 课后作业 教学重点 教学难点 物质的微观结构层次；原子结构的发现历程 α 粒子散射实验的推理过程；微观粒子的尺度感知 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 情境导入 1.我国古代 “无中生有” 的思想：物质由 “无” 产生，可无限分割； 从“无中生有”到“一尺之棰” 2.战国时期 “一尺之棰，日取其半，万世不竭” 的观点。 你认为物质能无限分割吗？是否存在组成物质的最小单元吗？ 5 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 原子论：从思维的火花走向科学 物质由 “原子” 构成，原子是不可再分的最小单位。 德谟克利特的“原子论” 多数物质可通过化学反应合成（化合物）； 少数物质（元素）不能由其他物质合成（元素） 原子是元素保持化学性质的最小单元。 17-18世纪的实验证据 缺少科学实验基础 原子真的是不可再分的最小粒子吗 道尔顿 6 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 原子的组成：揭开原子的“面纱” 放电管中气体稀薄时，阴极发出射线。 阴极射线的秘密——电子的发现 1.实验现象： 阴极射线 射线在电场中偏转，偏转方向与带负电的粒子相同，证明阴极射线是带负电的电子流。 2.汤姆孙的研究： 原子并不是物质的不可再分的最小单元，包含电子。 3.结论： 汤姆孙 7 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 原子的组成：揭开原子的“面纱” 放射源→金箔→荧光屏 α粒子散射实验：原子的核式结构 1.实验装置： 多数 α 粒子直接穿过金箔，少数α粒子发生偏转，极少数反弹。 2.实验现象： 原子中心有体积小、质量大的 “原子核”（带正电），电子绕核运动。 3.推理结论： 8 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 原子的组成：揭开原子的“面纱” 卢瑟福用 α 粒子轰击氮核，发现带正电的粒子（质子） 原子核的组成：质子与中子 1.质子的发现： 查德威克发现原子核内不带电的粒子（中子）。 2.中子的发现： 原子核由质子和中子构成。 3.结论： 质子和中子是最小的粒子吗？ 9 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 练习 【典例1】如图是氢原子的结构示意图，则该氢原子（　　） A．核外有1个正电荷 B．原子核不带电 C．整体不显电性 D．整体有2个电子 C 原子的组成：揭开原子的“面纱” 10 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 练习 【典例2】如图是某同学在学习物质结构层次后，画出的氮气由多种粒子构成的层级示意图，原子由粒子a、b构成，粒子a由粒子c和中子构成，下列选项中说法正确的是（　　） A．a粒子通常不显电性 B．a粒子是原子核 C．b粒子是质子 D．c粒子带负电 B 原子的组成：揭开原子的“面纱” 11 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 基本粒子：探索未有穷期 安德森在发现正电子的径迹（电子的反粒子） “基本粒子”的家族 2.正电子的发现： μ 子、π 介子、K 介子、超子等。 3.更多粒子： 正、负电子对在适当条件下可以成对地产生或湮灭，意味着物质的各种形态可以相互转变。 4.反物质： 赵忠尧在实验中发现，硬γ射线的高能量光子束在通过重金属铅时出现了“反常吸收”现象，并发生特殊辐射。 1.正、负电子对湮灭： 1956年，李政道和杨振宁提出弱相互作用中“宇称不守恒定律”，后被吴健雄用实验证明。 5.宇称不守恒定律： 12 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 基本粒子：探索未有穷期 夸克：基本粒子的 “积木” 上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克。 2.夸克种类： 质子、中子、介子、超子等都由三种基础粒子组成，分别为上夸克、下夸克和奇异夸克。 1.盖尔曼的猜想： 夸克模型 人们认知的构成物质的最小、最基本的单元称为基本粒子。 3.基本粒子： 夸克是目前已知的最小粒子之一 13 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 纳米技术：从幻想到现实 微观世界的“尺度阶梯” 原子、原子核及更小的粒子统称为微观粒子，简称粒子。 1.粒子： 尺度都小于10-9m 10-9m是一个长度单位，称为纳米。 2.纳米： 14 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 纳米技术：从幻想到现实 从微观到宏观：纳米技术 提供了观察原子的“纳米眼”和操纵原子的“纳米手”。 1.扫描隧道显微镜： 1993年中国操纵原子成功写出“中国”字样 特殊的物理、化学性质（如纳米铜的超延展性）。 2.纳米材料特点： 纳米机器人、纳米防水涂层纳米技术制造分子开关和导线。 3.应用举例： 15 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 练习 【典例3】我国古代典籍《庄子·天下篇》中曾记载：一尺之棰，日取其半，万世不竭。这体现出我国古代人民对物质无限可分思想的认识。随着科学家对物质世界微观领域的不断探索，发现了越来越多的微观粒子。构成物质的下列微观粒子中，尺度最小的是（　　） A．分子 B．质子 C．夸克 D．原子核 C 纳米技术：从幻想到现实 16 新知探究 2 新知探究 学习目标 课堂小结 提升训练 课后作业 练习 【典例4】纳米机器人可进入血管精准清除血栓，它的研制属于“分子纳米技术”的范畴。把纳米机器人和下列微观粒子一起按照空间尺度由小到大排序，其中正确的是（　　） A．纳米机器人 夸克 原子核 质子 B．夸克 质子 原子核 纳米机器人 C．夸克 原子核 质子 纳米机器人 D．夸克 质子 纳米机器人 原子核 B 纳米技术：从幻想到现实 17 课堂小结 课堂小结 新课讲授 核心素养 提升训练 3 课后作业 本节课你学到了什么？ 18 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 1 .原子的中心是原子核，周围有电子绕核运动。如图所示是铍原子（元素符号为Be）的结构示意图。分析正确的是（　　） A．原子核由中子和电子组成 B．电子带负电，中子带正电，质子不带电 C．电子绕核运动，原子核与电子互相吸引 D．原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷在数量上不相等 C 19 2.在图示的原子结构图中，a是（　　） A．分子 B．质子 C．中子 D．电子 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 D 20 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 3.关于小粒子与大宇宙，下列说法正确的是（　　） A．电子的发现说明原子并不是最小的微粒，还可以再分 B．用光年表示宇宙时间，用纳米量度分子大小 C．宇宙是一个有层次的系统，太阳是宇宙的中心 D．银河系、地球、质子、原子核、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的 A 21 4.100多年来，科学家们一直在不断地探究微小粒子的结构与性质，已经取得了辉煌的成果．1897年，汤姆生发现了电子；1919年，卢瑟福用α粒子从氮原子核中打出了质子；1932年，查德威克发现了中子；1961年，盖尔曼提出了夸克的设想．现在，在加速器的帮助下，科学家已经发现了更多的微观粒子，加速器是能够使带电粒子增加速度（或动能）的装置．到目前为止，已经有几十项与粒子物理研究有关的成果获得了诺贝尔物理学奖，人类对于微观世界的探索还将进一步深入。 (1)在以上粒子的发现过程中， 的发现使人们认识到原子是可分的； (2)在人类发现的微小粒子中，电子带 电，质子带 电，中子 ； (3)在电子、中子、质子中，不能在加速器中得到加速的是 。 提升训练 提升训练 新知探究 学习目标 课堂小结 4 课后作业 电子 负 正 不带电 中子 22 课后作业 课后作业 新知探究 学习目标 课堂小结 5 提升训练 拓展作业 查阅资料，写一篇 100 字的短文，介绍 “纳米材料在生活中的一个应用”； 课后 作业 习题作业 完成课本“自我检测”剩余题目 实践作业 用橡皮泥制作 “原子的核式结构模型”（标注原子核、电子的位置） 23 物 究 其 理 物理融生活，留心皆新知 感谢聆听！ 24 $