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第十一章小粒子与大宇宙(帮课堂)(解析版)
【学习目标】
1.知道物质是由分子和原子组成的,了解原子的核式模型,了解人类探索微观世界的历程,并认识到这种探索将不断深入。
2.大致了解人类探索太阳系及宇宙结构的历程,并认识到人类对宇宙的探索将不断深入。
3,对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。
4.能从生活、自然中的一些简单热现象推测分子的热运动。初步认识宏观热现象和分子热运动的联系。
5.能举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道世界处于不停的运动中。
【知识导图】
【基础知识】
知识要点一、走进微观
1.自然的尺度:宇宙的大尺度、我们眼前看到的是尺度是宏观尺度,不能用肉眼直接看到的是微观尺度。
2.物质的组成:通常,物质是由分子或原子组成的。
3.微观粒子:
(1)分子由单个原子组成,“单原子分子”;分子由多个原子组成,“多原子分子”。
(2)原子核式结构模型:原子的中心叫原子核,原子核周围有电子。
(3)原子核的结构:质子和中子,质子带正电,中子不带电。
①1897年,英国物理学家汤姆孙发现电子。
②1911年,卢瑟福在成功地进行了a粒子的散射实验后,提出了原子核式结构模型。原子的中心有一个原子核,带正电,占很小的体积,但其密度很大,几乎集中了原子的全部质量。带负电的电子在不同的轨道上绕原子核运动,就像地球绕太阳运动一样。
③20世纪初,科学家们在探索物质结构的历程中,相继发现了原子核可以释放出质子和中子,质子带正电,中子不带电。由此知道了原子核是由质子和中子组成的。
(4)20世纪60年代,科学家发现质子和中子都是由被称为“夸克”的更小的粒子组成。
(5)20世纪中叶起,人类为了探索微观世界的奥秘,制造了各种类型的加速器。借助于不断完善的粒子加速器,又发现了μ子、π介子、K介子、A超子、∑超子及τ子等400余种粒子。这些粒子是比原子核更深层次的物质存在形式。
知识要点二、看不见的运动
1.分子的热运动:
(1)通常,物质是由大量分子构成的,分子间有空隙;如:水与酒精混合后总体积变小。
(2)分子在永不停息的做无规则运动;温度越高,分子无规则运动越剧烈。
(3)分子间不仅存在吸引力,而且还存在排斥力。
吸引力:铅块挤压吸引;拉断铁丝比棉线难;两滴水银靠近会自动结合成一滴。
排斥力:固体、液体很难被压缩。
2.物质中的分子状态:
物质状态
分子间距
分子间作用力
特征
固体
比较小
比较强
有体积和形状,不能流动。
液体
比较大
较弱
有体积,无形状,能够流动。
气体
更大
更弱
无体积,无形状,能够流动。
要点诠释:
1.不同物质内部分子间空隙的大小不同;同种物质在不同情况下分子间的距离也会不同,比如温度、压强等的变化,都会影响分子间的距离。
2.物体的温度越高,分子的运动越剧烈。由于分子的运动与温度有关,所以分子运动又称为热运动。
3.分子相互作用的情况与分子间距离的大小有关。当分子间的距离等于10-10m时,这个距离称为分子间的平衡距离,此时,分子间的引力和斥力相等;当分子间的距离小于10-10m时,斥力起主要作用;当分子间的距离大于10-10m时,引力起主要作用;当分子间的距离大于分子直径10倍时,分子间的作用力就变得很小。分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力的变化比引力的变化快。
知识要点三、探索宇宙
1.探索的历程:
(1)托勒玫“地心说”。
(2)哥白尼“日心说”。
(3)牛顿“万有引力定律”。
(4)人造卫星的发射,人类进入太空。
2.浩瀚的星空:
(1)太阳系:太阳、八大行星、66颗卫星、2000多颗有正式命名或编号的小行星,以及数量可观的彗星和流星。
(2)银河系:银河系中有非常多像太阳这样的恒星。离地球最近的恒星是半人马座的比邻星。
(3)宇宙中还有很多像银河系这样的星系。
要点诠释:
太阳系处于银河系的边缘,太阳系由八大行星和太阳组成,八大行星是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,月亮是地球的卫星,不是太阳系中的行星。
10ml的水和10ml的酒精混合,混合后的总体积小于20ml。这种现象用微观的分子理论分析,该现象说明了和。小朋友们喜欢“吹泡泡”游戏,五光十色的肥皂泡弹性好,不易破,这是分子间的起了作用。
【答案】分子间存在间隙;分子不停地做无规则运动;引力
【解析】组成物质的分子间存在间隙,10ml的水和10ml的酒精混合,水与酒精分子不停地做无规则运动,彼此进入对方分子间的空隙,因此混合后的总体积小于20ml;组成物质的分子间存在相互作用的引力,肥皂泡分子间在分子间引力作用下结合在一起,因此五光十色的肥皂泡弹性好,不易破。
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