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2019-2020年高中物理 《粒子物理與宇宙的起源》教案 滬科版選修3-5 【教學目標】 知識與技能 1、了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次及粒子物理學的發(fā)展簡史； 2、初步了解宇宙的暴脹和恒星的演化過程； 3、初步理解宇觀世界與微觀世界的和諧統(tǒng)一。 過程與方法 1、通過了解人類（科學家）探究宇宙奧秘的過程和方法，了解粒子物理和宇宙起源方面的知識； 2、通過學習能夠突破傳統(tǒng)思維重新認識客觀物質(zhì)世界。 情感、態(tài)度與價值觀 1、讓學生真正感受到自然的和諧統(tǒng)一，了解科學研究的成果和前景方向； 2、培養(yǎng)學生的科學探索精神，樹立辯證科學的世界觀。 【教學重點】 1、了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的層次及粒子物理學的發(fā)展簡史；了解宇宙的暴脹和恒星的演化過程； 2、了解物質(zhì)世界的統(tǒng)一性與和諧性。 【教學方法】 讀書自學法 + 指導(dǎo)性講授 【教學過程】 問題引入 問題1： 現(xiàn)在我們所知的構(gòu)成物體的最小微粒是什么？ 其實直到19世紀末，人們都認為原子是組成物質(zhì)不可分的最小微粒。20世紀初人們發(fā)現(xiàn)了電子，并認為原子并不是不可以再分，而且經(jīng)過許多科學家的探究提出了原子結(jié)構(gòu)模型。 問題2： 現(xiàn)在我們認為原子是什么結(jié)構(gòu)模型，由什么組成？ 現(xiàn)在我們認為原子是核式結(jié)構(gòu)，說明原子可再分。且知道原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成。 指導(dǎo)學生閱讀教材P.81~83\ n 粒子世界 基本粒子概念的提出： 基本粒子是否基本？ 發(fā)現(xiàn)新粒子： 右圖標示了微觀粒子的空間尺度： n 夸克 夸克是什么？ 有哪些種類？ 上夸克（u）：電量 +e 下夸克（d）：電量 - e 奇異夸克（s）： 粲夸克（c）： 底夸克（b）： 頂夸克（t）： n 夸克模型的提出是物理學發(fā)展中的一個重大突破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分數(shù)電荷。科學家們還未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的狀態(tài)單個出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的“禁閉”。能否解放被禁閉的夸克，是物理學發(fā)展面臨的一個重大課題。 n 例析： 質(zhì)子、中子及其它一些粒子的組成： n 加速器和粒子物理 粒子物理學研究的工具： 高能加速器 粒子探測器 指導(dǎo)學生閱讀教材 暴脹的宇宙 宇宙演化的大爆炸假設(shè) n 恒星的演化 星際物質(zhì)→星云→原恒星→恒星的“中年”→紅巨星→恒星的末期（白矮星、中子星、黑洞） n 小粒子與大宇宙 空間尺度： 時間尺度： 聯(lián)系與交匯： 指導(dǎo)學生閱讀教材 n 四種相互作用 強相互作用 電磁相互作用 弱相互作用 引力相互作用 n 物理學家的進一步追求： 把四種各有特色的相互作用再綜合在一個統(tǒng)一的理論體系中。 【課堂小結(jié)】 1、 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的更深層次 2、 暴脹的宇宙和恒星的演化 3、 物質(zhì)世界的統(tǒng)一性 4、 物理學家的追求 【課后作業(yè)布置】 （1） 閱讀教材P.76：多學一點 \ 《反物質(zhì)》 閱讀教材P.74：信息瀏覽 \ 《丁肇中的實驗研究》 （2）課外作業(yè)：思考與探究 教材P.74：家庭作業(yè)與活動 \ 1、2、3