2021人教版选修《粒子和宇宙》word教案1
人教版高中物理教案-粒子和宇宙
第十九章原子核新課標要求1．內容標準（1）知道原子核的組成。
知道放射性和原子核的衰變。
會用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統計意義。
（2）瞭解放射性同位素的應用。
知道射線的危害和防護。
例1 瞭解放射性在醫學和農業中的應用。
例2 調查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，瞭解相關的國家標準。
（3）知道核力的性質。
能簡單解釋輕核與重核內中子數、質子數具有不同比例的原因。
會根據質量數守恆和電荷守恆寫出核反應方程。
（4）認識原子核的結合能。
知道裂變反應和聚變反應。
關注受控聚變反應研究的進展。
（5）知道鏈式反應的發生條件。
瞭解裂變反應堆的工作原理。
瞭解常用裂變反應堆的類型。
知道核電站的工作模式。
（6）通過核能的利用，思考科學技術與社會的關係。
例3 思考核能開發帶來的社會問題。
（7）初步瞭解恒星的演化。
初步瞭解粒子物理學的基礎知識。
例4 瞭解加速器在核子物理、粒子物理研究中的作用。
2．活動建議：（1）通過查閱資料，瞭解常用的射線檢測方法。
（2）觀看有關核能利用的錄影片。
（3）舉辦有關核能利用的科普講座。
新課程學習19.8 粒子和宇宙★新課標要求（一）知識與技能1．瞭解構成物質的“基本粒子”及粒子物理的發展史2．初步瞭解宇宙的演化過程及宇宙與粒子的和諧統一（二）過程與方法1．感知人類（科學家）探究宇宙奧秘的過程和方法2．能夠突破傳統思維重新認識客觀物質世界（三）情感、態度與價值觀1．讓學生真正感受到自然的和諧統一並深知創建和諧社會的必要性。
2．培養學生的科學探索精神。
★教學重點瞭解構成物質的粒子和宇宙演化過程★教學難點各種微觀粒子模型的理解★教學方法教師啟發、引導，學生討論、交流。
★教學用具：1．Internet網路素材、報刊雜誌、影視媒體等。
2．多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件（基於網路環境）播放等。
★課時安排1 課時★教學過程（一）引入新課教師：宇宙的起源一直是天文學中困難而又有啟發性的問題。
19.8 粒子和宇宙 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (4)
8 粒子和宇宙★新课标要求（一）知识与技能1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一（二）过程与方法1．感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界（三）情感、态度与价值观1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。
2．培养学生的科学探索精神。
★教学重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学方法★教学用具：1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。
★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。
宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。
（二）进行新课1．“基本”粒子“不” 基本教师：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。
继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。
那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。
（可以不按教材顺序介绍，接着介绍新粒子的发现）2．发现新粒子教师：20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。
请学生看教材（“发现新粒子”）思考下面的问题：（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？这些粒子有什么特点？（2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？（3）什么是反粒子？（4）现在可以将粒子分为哪几类？在老师的引导下学生带着问题阅读教材。
学生回答：（1）1932年发现正电子；1937年发现μ子；1947年发现K 介子与π介子（2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。
高中物理第十九章原子核粒子和宇宙课堂互动学案新人教选修
8 粒子和宇宙课堂互动 三点剖析一、现代粒子理论媒介子：传递各种相互作用的粒子.主要是光子和胶子，光子传递电磁相互作用，胶子传递强相互作用.强相互作用比电磁相互作用强得多.如核子之间的核力就属于强相互作用.轻子：不参与相互作用的粒子.主要有电子、电子中微子、μ介子和μ子中微子、τ子和τ子中微子、轻子目前认为也没有内部结构.强子：参与强相互作用的粒子.主要包括质子、中子、介子和超子.强子有内部结构，由更基本的粒子——夸克组成.二、夸克模型的理解夸克是带分数电荷的，每个夸克带e 32+或e 31-电荷(e 为质子电荷单位).现代粒子物理学认为，夸克共有6种，它们组成了所有的强子，如一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，则上夸克带e 32+电荷，下夸克带e 31-电荷.上、下夸克的质量略微不同.中子的质量比质子的质量略大一点点，过去认为可能是由于中子、质子的带电荷量不同造成的，现在看来，这应归于下夸克质量比上夸克质量略大一点点. 三、宇宙的演化过程1.现今的宇宙起源于大爆炸，宇宙演化的早期体积很小，温度极高，演化非常快，演化时体积不断迅速膨胀，同时温度不断迅速下降.当温度从极高降到一定范围时，出现夸克、轻子、胶子和其他规范粒子.体积再膨胀，温度再降低后，夸克、反夸克又结合而成各种介子和重子，从而形成强子物质.这些迅速演化过程都发生在宇宙大爆炸之后的第1 s 内.温度继续降低，质子和中子结合成较重的原子核.以后体积继续膨胀，温度继续降低，一步步出现各种原子、分子，一直演化到现在的世界.2.大多数恒星内部每时每刻都在进行着激烈的系列核反应，在处理这类问题时，大都可以采取这种等效的处理方法，同时结合质能方程和能量守恒定律求解. 各个击破【例1】 1959年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用Co 6027进行了实验验证.次年，李、杨二人为此获得了诺贝尔物理学奖.Co 6027的衰变方程是：e A Z v e Ni Co ++→-016027，其中e v 是反中微子，它的电荷为零.静止质量可认为是零.(1)在上述衰变方程中，衰变产生Ni AZ 的质量数A 是__________，核电荷数Z 是_________.(2)在衰变前Co 6027是静止的，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni A Z 和e 01-的运动径迹不在同一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni A Z 和e 01-，那么衰变过程将违反________守恒定律. 解析:(1)根据质量数守恒可知A=60，根据核电荷数守恒可知Z=28.(2)由衰变前后动量守恒判断Ni 6028与e 01-必在同一直线上，否则将违反动量守恒定律.答案：(1)60 28 (2)动量【例2】 已知π+介子、π-介子都是由一个夸克(夸克u 或夸克d)和一个反夸克(反夸克u 或反夸克d)组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e 为元电荷.下列说法正确的是( )A.π+由u 和d 组成 B.π+由d 和u 组成C.π-由u 和d 组成D.π-由d 和u 组成解析：由电荷守恒可知，π+由u 和d 组成，π-由d 和u 组成.答案：AD【例3】 某恒星内部发生的一系列核反应如下：N C p v e C N N C p e 147136136137137126,,→+++→→++, α+→+++→+++N N p v e N O O N p e 126157157158158147,,.其中，p 为质子，α为α粒子，e +为正电子，v e 为一种中微子，已知m p =1.672 648×10-27kg,m α=6.644929×10-27 kg,me=9.11×10-31 kg ，中微子质量不计.真空中的光速c=3×108m/s ，试计算该系列反应完成后释放的能量.解析：将各核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终可等效为：4p→α+2e ++2v e根据质能关系和能量守恒有4m p c 2=m αc 2+2m e c 2+Q ，得释放的能量Q=3.95×10-12J.答案：3.95×10-12J【例4】 太阳放出的大量中微子向地球飞来，科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变为一个μ子和一个τ子，若在衰变中发现μ子速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向( ) A.可能与μ子同方向 B.可能与μ子反方向C.不一定与μ子在同一条直线上D.一定与μ子在同一条直线上解析：在衰变中动量守恒，发现μ子速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向一定与μ子在同一条直线上，可能与μ子同方向也可能与μ子反方向. 答案：ABD2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．下列说法正确的是（ ）A ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的B ．铀核（23892U ）衰变为铅核（20682Pb ）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 C ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的2．下雨天，大量雨滴落在地面上会形成对地面的平均压强。
人教版高中物理选修- 粒子和宇宙(省一等奖)
（选修3-5）§ 粒子和宇宙一．教学目标1．初步了解粒子物理学的基础知识2．初步了解恒星的演化3．让学生在学习中了解并感受科学发展过程中蕴藏着的科学和人文精神二．教学过程1．“基本粒子”不基本（1）1897年：汤姆孙发现电子1918年：卢瑟福发现质子1932年：查德威克发现中子（2）随着科学的进一步发展，科学家们发现了数以百计的不同种类的新粒子，它们多不是由质子、中子、电子组成的；科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的复杂结构。
2．发现新粒子（1）1932年：安德森发现正电子1937年：安德森又发现μ子1947年：法国物理学家发现K 介子和π介子1950年：开始关于超子的研究（2）简单介绍：粒子加速器、大型粒子对撞机（3）按照粒子与各种相互作用的不同关系，可以将粒子分为三大类：①强子：是一种亚原子粒子，参与强相互作用的粒子（如质子），有介子和重子两类。
①轻子：是不参与强相互作用的粒子（如电子和电子中微子、μ子和μ子中微子、τ子和τ子中微子），每种轻子都有对应的反粒子。
①媒介子：是传递各种相互作用的粒子（如光子、中间玻色子、胶子），光子传递电磁相互作用，中间玻色子传递弱相互作用，胶子传递强相互作用。
（4）补充介绍：希格斯玻色子（Higgs boson ），被称为“上帝粒子（God particle ）”，是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。
它是标准模型中最后一种未被发现的粒子，它可以帮助解析为何其它粒子会有质量。
3．夸克模型（1）夸克（quar ）是一种基本粒子，也是构成物质的基本单元。
夸克互相结合，形成一种复合粒子，叫强子，强子中最稳定的是质子和中子，它们是构成原子核的单元。
由于一种叫“夸克禁闭”的现象，夸克不能够直接被观测到，或是被分离出来；只能够在强子里面找到夸克。
就是因为这个原因，我们对夸克的所知大都是来自对强子的观测。
（2）夸克有6种：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克，它们所带电荷量分别为元电荷的32+或31-，每种夸克都有对应的反夸克。
粒子与宇宙教案初中物理
教案：粒子与宇宙教学目标：1. 了解物质的组成和微观粒子结构；2. 掌握宇宙的起源和结构；3. 理解相对论和量子理论的基本概念；4. 培养学生的科学思维和探索精神。
教学重点：1. 物质的组成和微观粒子结构；2. 宇宙的起源和结构；3. 相对论和量子理论的基本概念。
教学准备：1. 教材或相关教学资源；2. 投影仪或白板；3. 教学PPT或幻灯片。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引导学生思考：我们周围的一切都是由什么组成的？2. 学生回答：物质。
3. 教师总结：是的，物质构成了我们周围的一切，那么物质又是由什么组成的呢？今天我们就来探索物质的组成和宇宙的奥秘。
二、物质的组成（10分钟）1. 介绍分子和原子的概念，引导学生理解分子是由原子组成的。
2. 介绍原子核和电子的结构，解释原子是由原子核和核外电子组成的。
3. 介绍夸克的概念，解释质子和中子是由夸克组成的。
4. 引导学生思考：物质的不同组合形成了不同的物质状态，那么这些状态有什么特点呢？三、微观粒子的性质（10分钟）1. 引导学生思考：微观粒子有哪些性质？2. 学生回答：微观粒子的运动、相互作用等。
3. 教师总结：微观粒子的运动和相互作用是物理学研究的重要内容，例如分子动理论就是研究分子运动的规律。
四、宇宙的起源和结构（10分钟）1. 介绍大爆炸理论，解释宇宙的起源和膨胀。
2. 引导学生思考：宇宙中有哪些天体？3. 学生回答：恒星、行星、星系等。
4. 教师总结：宇宙中有许多天体，它们构成了复杂的结构，例如星系和星系团。
五、相对论和量子理论（10分钟）1. 介绍相对论的基本概念，解释时间膨胀和质能等价。
2. 引导学生思考：相对论对我们有什么启示？3. 学生回答：相对论改变了我们对时间、空间和物质的认识。
4. 教师总结：相对论是物理学的重要理论之一，它对我们理解宇宙的本质起到了关键作用。
六、总结（5分钟）1. 引导学生回顾本节课所学内容，总结物质的组成、微观粒子的性质、宇宙的起源和结构以及相对论和量子理论的基本概念。
粒子和宇宙教案
粒子和宇宙教案教案：粒子和宇宙导语：在物理学中，粒子物理学是研究基本粒子和它们之间相互作用的学科，而宇宙学则关注的是宇宙的起源、演化与结构。
本教案将介绍粒子物理学和宇宙学的基本概念和关系，并提供相关实验和活动来帮助学生更好地理解这些概念。
学习目标：1. 了解基本粒子的概念和分类；2. 了解宇宙的起源和演化；3. 了解粒子物理学与宇宙学的关系；4. 进行实验和活动，加深对粒子物理学和宇宙学的理解。
教学内容：1. 基本粒子的分类a. 引导学生了解什么是基本粒子；b. 介绍基本粒子的分类，包括费米子和玻色子；c. 示例：通过配合图表和实物模型，让学生理解不同类型的基本粒子。
2. 宇宙的起源和演化a. 简要介绍宇宙大爆炸理论；b. 解释宇宙中的星系、恒星和行星的形成；c. 示例：观察星系和行星的照片，让学生理解宇宙的演化过程。
3. 粒子物理学与宇宙学的关系a. 解释宇宙中的粒子如何相互作用；b. 解释黑洞、暗物质和暗能量的概念；c. 示例：展示实验数据和数学模型，说明粒子物理学对宇宙学的重要性。
4. 实验和活动a. 实验：使用阴影摄影板观察放射性衰变，了解粒子衰变的过程；b. 活动：让学生设计一个宇宙模型，展示宇宙的起源和演化过程；c. 实践：观察天体、星系的照片，学生亲身体验宇宙的广阔和神秘。
课堂讲解：1. 关键概念的解释和说明；2. 利用示意图、实物模型和实验展示让学生感性认识粒子物理学和宇宙学。
学生实践：1. 学生进行实验和活动，加深对粒子物理学和宇宙学的理解；2. 学生通过观察和设计宇宙模型，提高对粒子物理学和宇宙学的学习兴趣。
课堂讨论：1. 学生就粒子物理学和宇宙学的关系进行讨论；2. 学生交流实践过程中的观察和体验。
小结：通过本节课的学习，我们了解了基本粒子的分类、宇宙的起源和演化，以及粒子物理学与宇宙学的关系。
通过实验和活动的实践，我们深入体验了粒子物理学和宇宙学的奥妙。
在今后的学习中，我们将继续深入探索粒子物理学和宇宙学的知识。
19.8 粒子和宇宙 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (1)
8 粒子和宇宙★新课标要求（一）知识与技能1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一（二）过程与方法1．感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界（三）情感、态度与价值观1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。
2．培养学生的科学探索精神。
★教学重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。
★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。
宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。
问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？学生：构成物体的最小微粒为“原子”（不可再分）。
点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。
教师：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。
20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。
问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。
点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。
（二）进行新课1．“基本”粒子“不” 基本教师：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。
继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。
那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？学生思考并惊奇。
点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。
8粒子和宇宙-人教版选修3-5教案
粒子和宇宙-人教版选修3-5教案一、知识目标1.掌握粒子的概念及其中的基本粒子的分类。
2.了解宇宙的结构以及宇宙演化的简要历程，了解天文学、宇宙学等前沿领域的研究进展。
3.理解宇宙大爆炸理论，能够解释宇宙演化中产生物质的原理。
4.了解引力波的产生及探测方式，掌握引力波探测技术的原理。
二、教学重点1.宇宙演化的简要历程。
2.宇宙大爆炸理论及其产生物质的原理。
3.引力波探测技术的原理。
三、教学难点1.粒子物理领域的概念及分类。
2.引力波的探测技术及其原理。
四、教学过程1. 粒子的概念及其分类概念：粒子是物质的基本组成部分之一，是构成物质的微观单位。
分类：基本粒子分为费米子和玻色子，前者包括夸克、轻子等，后者包括光子、胶子等。
2. 宇宙的结构及其演化宇宙的结构：宇宙由星系、星云、恒星等组成。
宇宙的演化：主要有三个阶段，即宇宙膨胀、胶子湮没和核合成。
3. 宇宙大爆炸理论及其原理宇宙大爆炸理论认为宇宙起源于一次巨大的爆炸，因此宇宙是不断膨胀的。
过去的宇宙越来越小，未来的宇宙越来越大。
宇宙大爆炸产生物质的原理：由于宇宙开始时极度热，宇宙中的物质不断相互碰撞和湮灭，最终产生物质，使宇宙中的物质密度不断增加。
4. 引力波的产生及探测方式引力波是宇宙中产生的重力波，源源不断地从黑洞、中子星等处波动出来，并传播到宇宙各处。
引力波的产生与物体之间的引力相互作用有关。
引力波的探测方式：主要有两种，即激光干涉引力波天文台和千里镜引力波天文台。
五、教学方法1.讲授法：介绍粒子和宇宙的基本概念及其基本分类和演化。
2.实验法：通过引力波实验的方式，让学生亲身感受引力波的探测过程。
3.讨论法：组织小组讨论，让学生多方面、全面地了解粒子和宇宙的基础知识。
六、教学反思本节课主要目的在于让学生通过学习了解粒子和宇宙的基本知识，理解宇宙的演化过程以及探究引力波的探测技术，帮助学生了解到物理学的发展及研究前沿领域，提高学生的物理学综合素质。
高中物理 第十九章 8粒子和宇宙教案 新人教版选修3-5
粒子和宇宙★新课标要求（一）知识与技能1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一（二）过程与方法1．感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界（三）情感、态度与价值观1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。
2．培养学生的科学探索精神。
★教学重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。
★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。
宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。
问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？学生：构成物体的最小微粒为“原子”（不可再分）。
点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。
教师：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。
20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。
问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。
点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。
（二）进行新课1．“基本”粒子“不”基本教师：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。
继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。
那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？学生思考并惊奇。
点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。
2021年高中物理 2020-2021.8粒子和宇宙教案 新人教版选修35
2021年高中物理 19.8粒子和宇宙教案新人教版选修3-5新课标要求1．内容标准（1）知道原子核的组成。
知道放射性和原子核的衰变。
会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。
（2）了解放射性同位素的应用。
知道射线的危害和防护。
例1 了解放射性在医学和农业中的应用。
例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。
（3）知道核力的性质。
能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。
会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
（4）认识原子核的结合能。
知道裂变反应和聚变反应。
关注受控聚变反应研究的进展。
（5）知道链式反应的发生条件。
了解裂变反应堆的工作原理。
了解常用裂变反应堆的类型。
知道核电站的工作模式。
（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。
例3 思考核能开发带来的社会问题。
（7）初步了解恒星的演化。
初步了解粒子物理学的基础知识。
例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。
2．活动建议：（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。
（2）观看有关核能利用的录像片。
（3）举办有关核能利用的科普讲座。
新课程学习19.8 粒子和宇宙★新课标要求（一）知识与技能1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一（二）过程与方法1．感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界（三）情感、态度与价值观1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。
2．培养学生的科学探索精神。
★教学重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。
★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。
高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：19.8《粒子和宇宙》
底 数
顶 数
d 下夸克
0.00 8
-1/3
u 上夸克
0.00 4
2/3
-1/2 0 +1/3 0 0 0 1/2
1/2 0 +1/3 0 0 0
s 奇夸克 0.15 -1/3 1/2 1/3
-1 -2/3 0 0 0
c 粲夸克 1.5 2/3 b 底夸克 4.7 -1/3
00
0 +1/3 +1 0 0 0 +1/3 0 +1 0
整数 0或1等
不服从
玻色— 爱因斯 坦统计分布
2. 共振态粒子— 寿命极短 （约10-23s）
3. 正粒子、反粒子 正、反粒子物理量的绝对值都相同，但某些物理量 ( 如电荷、磁矩等 ) 的符号相反。
4. 按相互作用分类(＋ —— 参与)
万有引力 电磁力 弱相互作用 强相互作用
引力子
＋
光子
＋
＋
轻子
＋
t 顶夸克 174 2/3
0 +1/3 0 0 +1
d
1/3
1/2
1/3
1/2
3.π+ 介子 电荷 Q 2 e 1 e e
33
(ud) 重子数 B 1 1 0
33
0
奇异数 S 0 自旋 J 1/ 2
同位旋分量 Iz 1
四种基本相互作用
1. 四种基本相互作用的性质
类别 相对强度 力程(m) 作用时间(s) 参与离子
强作用
1
< 10-15
10-23
强子
电磁作用 ~10-2
长程
10-20 ~ 10- 强子 轻子 光
粒子与宇宙教案 [教师教案第七章-从粒子到宇宙](共8页)
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粒子与宇宙教案 [教师教案第七章:从粒子到宇宙][模版仅供参考，切勿通篇使用]广洋湖中心初中九年级物理“学思导学”教师教案【导学】1．知道物质是由分子和原子组成的；2．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；3．通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本观点，并能用其解释某些热现象；4．大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入；5．对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解．【导疑】1.物质是由大量组成的，分子之间有。
2.分子处在永不停息的。
分子之间有和。
3.自然界中只有种电荷。
用摩擦过的带的电荷叫正电荷，用摩擦过的带的电荷叫负电荷。
电荷的基本性质是能够吸引；同种电荷互相，异种电荷互相。
4.一个物体不带电时，是由于物体中原子核所带的与核外电子总共所学的在数量上相等，整个原子呈性，也就是对外不显的性质。
5.摩擦起电并不是创造了电荷，只是电荷从一个物体另一个物体。
所有带电体均有吸引的特性。
6.在探索微小粒子的历程中人们首先发现了，进而认识到原子是由和构成。
原子核是由和构成的，其中带正电，带负电。
7.宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是系中的一员，地球是系中的一员。
8.能够证明宇宙在继续膨胀的有力证据是：星系光谱的现象。
【导思】【例1】小丽同学在课外探究学习的过程中，收集到下列现象。
现象1：打开一盒香皂，很快就会闻到香味；现象2：在量筒中装入一半清水，在水底注入浓硫酸铜溶液，开始时，可以看到清水和浓硫酸铜溶液之间的明显界面，静放几天后，界面逐渐模糊，并最终消失；并且液面有所降低；现象3：把磨得很光的铅片和金片紧紧压在一起，放置5年后，再将其切开，发现它们相互渗透了1mm深。
通过这些现象，你能总结出哪些规律。
规律1：；规律2：。
【拓展变式1】下列实例中，不能说明“分子在不停地做无规则运动”的是A．湿衣服在阳光下被晒干B．炒菜时加点盐，菜就有了咸味C．扫地时地面扬起的灰尘D．防治“SARS”时，喷洒的消毒水气味刺鼻【拓展变式2】分子很小，看不见摸不着，但我们可以通过一些直接感知的现象，经过合理的推测来认识，下列推测既合理又符合事实的是A．现象：花香扑鼻；推测：分之在做无规则运动；B．现象：空气中沙尘飞舞；推测：分之在做无规则运动；C．现象：注射器中的水很难被压缩；推测：水分子之间没有间隙；D．现象：磁铁吸住了很多铁屑；推测：分子间有引力作用。
19.8《粒子和宇宙》学案全集1(人教版选修3-5)
19.8粒子和宇宙【学习目标】1、知识与技能（1）了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史；（2）初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。
2、过程与方法（1）感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法；（2）能够突破传统思维重新认识客观物质世界。
3、情感、态度与价值观（1）让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性；（2）培养学生的科学探索精神。
【自主学习】1、按粒子与各种相互作用的关系，可以将粒子分为三大类、和。
2、夸克又称为层子，共有6种，分别是上夸克、夸克、奇夸克、夸克、底夸克和夸克，而夸克目前被认为是内部结构的。
【典例剖析】例1：已知π+介子、π-介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克u或反夸克d）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。
下列说法正确的是（A．π+由u和d组成 B．π+由u和d组成C．π-由u和d组成 D．π-由u和d组成解析：根据各种粒子带电情况，π的带应为u和d（“+”或“-”）所以选“AD”归纳：基本粒子不基本（列出框架图）点评：逐步突现物质世界的微观与宏观的和谐统一。
【课堂训练】1、19世纪末，人们认为光子、_____________、_____________和_____________是组成物质的不可再分的最基本的粒子，20世纪后半期，科学家发现组成原子核的___________和___________等也有着自己的复杂结构，于是基本粒子不再“基本”。
2、在实验中发现，对应着许多粒子都存在着质量与之___________，电荷电性与之___________的粒子叫反粒子。
如电子的反粒子是___________。
3、物理学中将粒子分为_____________、_____________和_____________三类。
4、科学家认为强子由更小的成分组成，这种成分叫_____________，它的电荷量为元电荷的_____________。
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2021人教版选修《粒子和宇宙》word教案1
★新课标要求
（一）知识与技能
1．了解构成物质的“差不多粒子”及粒子物理的进展史
2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一
（二）过程与方法
1．感知人类（科学家）探究宇宙隐秘的过程和方法
2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界
（三）情感、态度与价值观
1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。
2．培养学生的科学探究精神。
★教学重点
了解构成物质的粒子和宇宙演化过程
★教学难点
各种微观粒子模型的明白得
★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：
1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。
★课时安排
1 课时
★教学过程
（一）引入新课
教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。
宇宙学中大爆炸论的差不多观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情形，我们必须研究组成物质的差不多粒子。
问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？
学生：构成物体的最小微粒为“原子”（不可再分）。
点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的爱好，积极回答。
教师：事实上直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。
20世纪初人们发觉了电子，并认为原子并不是不能够再分，而且提出了原子结构模型的研究。
问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？
学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。
点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。
（二）进行新课
1．“差不多”粒子“不”差不多
教师：1897年汤姆生发觉电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。
继而我们发觉了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，因此把它们叫“差不多粒子”。
那么随着科学技术的进展“它们”依旧不是真正意义上的“差不多”粒子呢？
学生摸索并惊奇。
点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，因此这节课引起了学生的爱好。
（能够不按教材顺序介绍，接着介绍新粒子的发觉）
2．发觉新粒子
教师：20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发觉了一些新的粒子。
请学生看教材（103页“发觉新粒子”）
摸索下面的问题：
（1）从宇宙线中发觉了哪些粒子？这些粒子有什么特点？
（2）通过科学核物理实验又发觉了哪些粒子？
（3）什么是反粒子？
（4）现在能够将粒子分为哪几类？
在老师的引导下学生带着问题阅读教材。
学生回答：
（1）1932年发觉正电子；1937年发觉μ子；1947年发觉K介子与π介子
（2）实验中发觉了许多反粒子，现在发觉的粒子多达400多种。
（3）许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。
（4）按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类：强子、轻子和媒介子。
教师（讲授评析）：
强子：是参与强相互作用的粒子。
（强子又分为介子和重子）
轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。
媒介子：传递各种相互作用的粒子。
学生举例：
强子：质子、中子…
轻子：电子、电子中微子
媒介子：光子、胶子…
点评：激发学生了解相关知识，更进一步了解那个世界。
比较三类粒子，让学生形成直观的认识，明白三类粒子的要紧作用。
3．夸克模型
问：上述粒子是不是最小单位，有没有内部结构呢？
请学生看教材（第104页“夸克模型”）
学生：在老师的引导下学生带着问题阅读教材。
教师：1964年提出夸克模型，认为强子由更差不多的成分组成，这种成分叫做夸克（quark ）。
夸克模型通过几十年的进展，已被多数物理学家同意。
那么，现代科学认为夸克有哪几种？有什么特点？
学生回答：
（1）上夸克、下夸克、奇特夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。
（2）夸克带电荷为元电荷的3
2+或31-倍 点评：提示学生现代科学不仅发觉6种夸克而且发觉了反夸克存在的证据。
使学生明白知识的学习和科学的探究是无止境的。
教师（提示）：科学家们还未捕捉到自由的夸克。
夸克不能以自由的状态单个显现，这种性质称为夸克的“禁闭”。
能否解放被禁闭的夸克，是物理学进展面临的一个重大课题。
夸克模型的提出是物理学进展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。
而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的进展。
例：已知π+介子、π-介子差不多上由一个夸克（夸克u 或夸克d ）和一个反夸克（反夸克u 或反夸克d ）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e 为元电荷。
下列说法正确的是（ ）（2005全国）
A ．π+由u 和d 组成
B ．π+由u 和d 组成
C ．π-由u 和d 组成
D ．π-由u 和d 组成
解析：依照各种粒子带电情形，π的带应为u 和d （“+”或“-”）因此选“AD ” 归纳：差不多粒子不差不多（列出框架图）
点评：逐步突现物质世界的微观与宏观的和谐统一。
粒子 媒介子 轻子
（6种） 强子
参与强作用 光子（传递电磁相互作用） 胶子（传递强相互作用） 电子 电子中微子 μ子和μ子中微子
τ子和τ子中微子
质子
中子 上夸克 下夸克 夸克
4．宇宙的演化、恒星的演化
前面我们提到要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论难道相互沟通、相互支撑。
阅读教材（第105页“宇宙演化”）并要求学生初步了解宇宙演化的进展过程。
点评：培养学生自学的适应。
学生简单了解宇宙演化和恒星演化过程。
教师：讲授“宇宙演化过程和恒星演化过程”：
宇宙大爆炸后，“粒子家族”（宇宙形成之初）：
10-44秒后，温度1032K ，产生夸克、轻子、胶子等→
10-6秒后温度1013K ，夸克构成了质子和中子等（强子时代）→
温度为1011K 时，少量夸克，光子、大量中微子和电子存在（轻子时代）→
温度109K 时进入核合成时代→
温度降到3000K 时，电子与质子复合成氢原子→
冷却，显现了宇宙尘埃−−
−−→−万有引力作用
密集尘埃→ 星云团−−
−→−温度升高
开始发光→
一颗恒星产生。
恒星收缩升温→
热核反应成氦→
氢大部分聚变为氦→
收缩→
氦聚合成碳→…
（类似）直到产生铁元素。
恒星最后的归宿：
恒星质量小于太阳1.4倍→白矮星
恒星质量是太阳1.4~2倍→中子性
恒星质量更大时(无法抗击)→黑洞
教师：引导学生阅读课外材料“科学足迹”，课本第106页“华人科学家在粒子物理领域的杰出奉献”,了解科学进展史。
学生：了解华人对物理科学的奉献，增强学生的爱国主义热情和热爱科学的高尚的道德情操。
点评：激发学生的求知欲，让学生有一种探究科学隐秘的愿望。
5．课堂练习（可选为例题）
练习1、目前普遍认为，质子和中子都由被称为μ夸克和d 夸克的两类夸克组成，μ夸克带电量为2e/3，d 夸克带电量为-e/3，e 为元电荷，则下列论断可能的是（ ）
A ．质子由1个μ夸克和1个d 夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d 夸克组成
B ．质子由2个μ夸克和1个d 夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d 夸克组成
C ．质子由1个μ夸克和2个d 夸克组成，中子由2个μ夸克和1个d 夸克组成
D ．质子由2个μ夸克和1个d 夸克组成，中子由1个μ夸克和1个d 夸克组成 答案：B
练习2、-K 介子衰变方程为：-K →π-+πo 其中-K 介子和π-介
子带负的基元电荷，πo 介子不带电，如图所示，一个-K 介子沿垂直于
磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧A p ，衰变后产生的π-介子
的轨迹为圆弧p B,两轨迹在p 点相切，它们半径R k-与R π-之比为2：1
（πo 介子的轨迹未画出）由此可知π-的动量大小与πo 的动量大小之比为（ ）
A ．1：1
B ．1：2
C ．1：3
D ．1：6
答案：C
（三）课堂小结
1．明白组成物质的粒子的进展史
2．了解粒子的种类及特点。
3．明白宇宙演化和恒星的演化过程
4．明白得物质世界粒子与宇宙的和谐统一。
学生：整理课堂笔记，进一步回忆巩固所学知识。
点评：要求学生梳理知识，进行课堂小结。
（四）作业：
（1）查找有关华人科学家在粒子物理领域的更多成果和事迹与其他同学交流。
（2）“问题与练习”中的1~2题。
★教学体会
粒子和宇宙是近现代物理学重要内容，让学生了解人类对物质结构的认识过程从而进一步认识到物质世界的进展过程：粒子→宇宙。
本节内容有专门多知识相对抽象，课堂教学以讲授为主，并加以适当的补充介绍，使内容更象形象。
一方面让学生了解科学知识，另一方面通过进展名的介绍（专门是华人在粒子物理学方面的奉献）激发学生爱国主义的精神，培养学生热爱科学、热爱自然的高尚的道德情操，并鼓舞他们为祖国、为科学而努力学习，争取更大奉献。