6.4探索新材料（课件）--2025-2026学年北师大版（新教材）八年级物理下册（45页PPT）

(共45张PPT)
北师大版（新教材）物理8年级下册培优备精做课件6.4探索新材料第六章质量和密度授课教师：Home .班级：八年级（---）班.时间：.
活动
随着时代的发展出现了许多新型材料，例如：
气凝胶
仿生超浸润材料
还有许多还在发展中的以及新出现的材料，同学们还能想到哪些呢？
认识新材料，了解新材料的性能。
1
了解材料对社会发展的作用；认识材料发展对环境的影响。（重点）
2
进行新课
任务一 认识材料对社会发展的作用
以文字书写为例：
早在殷商时期，人们便开始用甲骨作为书写材料。
后经发展，开始使用竹简记录文字信息。竹简造价低廉且容易制作，但过于笨重，不利于保存和传播。
春秋战国时开始出现在绢帛上撰写文字的帛书。帛书轻但造价昂贵，不利于广泛应用。
东汉蔡伦改进了造纸术，之后纸开始被广泛用于文字、图形信息的记录和传递。纸的发明制造极大地促进了人类文明的发展。
实践活动：调查某一物品或某一领域所用材料的演化变迁
请以小组为单位，通过查阅资料或参观博物馆，调查某一物品或某一领域所用材料的演化变迁，了解材料的发展演化对人类生活的影响，以手抄报或壁报的形式与同学交流。
以我国服饰所用材料为例：
最早的衣服由兽皮简单缝制而成，或用树皮、树叶、草编织而成
兽皮、树皮、树叶、草
兽皮衣
树皮衣
商代，衣服的材料开始以丝、麻为主，丝即丝绸，由蚕丝纺织而成，麻即麻布，由麻类植物的纤维纺织而成
丝、麻
丝绸衣服
麻布衣服
棉花在汉代传入我国，明代以后棉花纺织而成的棉布成为我国衣服制作的主要材料
棉花
棉布
棉布衣服
现代， 随着化工产业的兴起和加工工艺的发展，出现了化纤、混纺、仿皮毛、仿丝绸等材料，衣服的材料更加多样化
化纤、混纺等
化纤布料
仿皮毛衣服
任务一 认识材料对社会发展的作用
1. 在古代书写材料的发展过程中，竹简因其____________
_________被广泛使用，而帛书因其____________(填写物理特性，如“轻柔”)而受到青睐。随后，纸张由于其轻便、易得且______________，极大地推动了文化和信息的传播。
造价低廉且
返回
容易制作
轻巧
成本较低
2. 中国古代农具的材质从石材到青铜再进化到铁，是技术发展和生产力需求共同驱动的结果。石器时代，人们使用石质农具，虽然简单易制，但耐用性差且效率低。随着铜矿的开发，青铜器的出现标志着技术的一大进步，其硬度和耐磨性均优于石器，但青铜器制作成本高，普及度有限。铁器因其原料丰富、硬度高、耐磨且易于大规模生产，大大提高了农业生产效率，促进了社会经济的发展和转型。
(1)请根据已知信息，按照时间顺序，梳理农具材质的演变过程：___________________________(可以用“→”来辅助表达)。
石质农具→青铜农具→铁农具
(2)请结合以上信息(或平时的学习、生活)，写出这些不同材质的农具的优缺点(每个至少写一条)。
材质 优点 缺点
石材
青铜
铁
返回
材质 优点 缺点
石材 简单易制 耐用性差且效率低
青铜 硬度和耐磨性均优于石器 制作成本高，普及度有限
铁 原料丰富、硬度高、耐磨且易于大规模生产 容易生锈
任务二 认识新材料
人类早期直接从自然界获取材料，进行简单加工后制成各种器具。
石铲
青铜铲
夏商时期人们通过炼制青铜材料制作青铜铲。
到了现代，人们使用高硬度合金钢材料制作合金铲。
合金铲
如今，高科技领域已广泛使用新材料制品。
嫦娥五号的机械铲
新材料是指新出现的或正在发展中的材料，它具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能，如在密度、强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗辐照等某一方面或多个方面具有优异的性能。
石墨烯
气凝胶
泡沫金属
科学窗
轻质材料
1.气凝胶
气凝胶是世界上最轻的固体之一，密度仅有0.2kg/cm3，甚至更小，被称为“冻结的烟”。
具有密度小、耐压、熔化温度高、隔热性能好、对光的偏折能力低、绝缘性能好等特点，是航天探测中的重要材料。
2.微晶格材料
用镍金属通过3D打印制成，是世界上最轻的金属材料之一。
具有超强的抗压缩和能量吸收能力，非常适用于抗压减振。
实践活动：调查生活和生产中的新材料
材料名称 用途 特性 便利
柔性玻璃
柔性显示屏、可折叠手机
柔韧性好
提供更大的屏幕空间
碳纤维
碳纤维自行车、碳纤维钓鱼竿
密度小、强度高
更轻便，且结实耐用
柔性玻璃
折叠手机
碳纤维布
碳纤维自行车
材料名称 用途 特性 便利
纳米陶瓷
纳米陶瓷刀具
高硬度、耐腐蚀
刀具更加锋利，且不易生锈
压电材料
用在汽车的能量回收系统和减震系统
受到压力作用时产生电压
汽车的减震效果更好，能量回收效率更高，汽车更加节能
环形压电陶瓷
纳米陶瓷刀具
任务二认识新材料
3. 近年来，新材料研制日新月异，以下关于新材料的说法不正确的是(　　)
A．科学家通过模仿北极熊毛的结构，制备出一种封装气凝胶的超保暖人造纤维，可以有效保暖，说明这种纤维具有很好的散热性
B．在护目镜上加一层石墨烯材料，通电后可以解决护目镜起雾的问题。其中利用了石墨烯导电性好的特性
3. 近年来，新材料研制日新月异，以下关于新材料的说法不正确的是(　　)
C．碳纤维复合材料运用于汽车行业，可以使整车的质量减少10%，这是由于碳纤维复合材料的密度比金属材料的密度小
D．科学家基于“藕断丝连”这一现象，研制出一种可用于手术缝线的水凝胶纤维，该纤维具有可拉伸、不回弹、能够有效吸附抗生素药物的特点，说明该纤维具有较高的强度、韧性和吸附性
A
返回
4. 以下是新材料在生活和工农业生产中的应用调查表，综合了多个领域的关键信息，请回答相关问题。
(1)将表格内容补充完整。
材料名称 用途 特性 便利
智能玻璃 建筑等 光控调节透光度，________(选填“导热性”或“隔热性”)良好 减少空调能耗(如办公楼幕墙)，提升室内舒适度
隔热性
材料名称 用途 特性 便利
3D打印金属材料 航空航天、医疗等 复杂结构一体化成型，轻量化设计(如钛合金) 缩短航空发动机零件制造周期，定制化骨科植入体以提高手术匹配度
材料名称 用途 特性 便利
碳纤维复合材料 汽车、 风电叶 片等 ________(选填“延展性”“密度”或“强度”)是钢的5倍，重量轻50% 新能源汽车减重以降低能耗，风电叶片延长使用寿命，使用成本降低
强度
(2)3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，而中国目前已成为全球最大的3D打印机市场，下列说法正确的是________(填字母)。
A．为减轻质量，打印的自行车采用强度高、密度大的材料
B．打印过程中先加热熔化材料再从喷嘴喷出后冷却固化，这个过程材料密度是不变的
C．钛合金是一种常用的3D打印金属材料，密度为2.7 g/cm3，也就是1 cm3＝2.7 g
D．要用3D打印软体机器人，材料必须具有优良的韧性和弹性
D
(3)某新能源汽车使用碳纤维复合材料替代传统铝合金制造车门框架。已知：铝合金密度为2.7 g/cm3，碳纤维复合材料密度为1.6 g/cm3，若车门框架体积为0.02 m3。
①求铝合金车门框架的质量；
【解】车门框架的体积V＝0.02 m3＝0.02×106 cm3＝2×104 cm3，铝合金车门框架的质量 m铝合金＝ρ铝合金V＝2.7 g/ cm3×2×104 cm3＝5.4×104 g＝54 kg。
②求改用碳纤维复合材料制造车门框架后减少的质量；
【解】改用碳纤维复合材料制造的车门框架的质量
m碳纤维＝ρ碳纤维V＝1.6 g/cm3×2×104cm3＝32 kg，改用碳纤维复合材料制造车门框架后减少的质量Δm＝m铝合金－m碳纤维＝54 kg－32 kg＝22 kg。
③从密度角度解释为何选择碳纤维复合材料。
返回
【解】相同体积下碳纤维复合材料的质量更轻，可降低车辆整体重量，减少能源消耗并提升续航能力。(合理即可)
任务三 认识材料发展对环境的影响
某些材料很容易造成环境污染
塑料袋
农用地膜
一次性餐具
饮料瓶
这些塑料制品难以降解，会在土壤、水体中存在上百年，被称为“白色污染”，会对生态环境造成严重污染，给野生动植物和人类生命安全带来危险。
材料的研发和使用与环境保护并不冲突
通过不断研发更环保的材料，优化生产工艺，绿色发展是能够实现的。
以造纸为例，造纸行业产生的废水量。曾一度占工业废水总量的1/5，如今我国制浆造纸水污染全过程控制循环技术取得突破，让造纸行业走上了清洁生产、循环经济的道路。
树立环保意识，保护生态环境
为减少材料的使用对环境造成的危害，我们应树立环保意识，不使用对环境有不可逆破坏的材料制品，少使用对环境有严重影响的材料制品，做好日常生活垃圾分类，切实保护生态环境。
实践活动：调研小区的垃圾处理情况
小区里面都有垃圾收集点，一般将小区生活垃圾分为四类：
可回收垃圾
厨余垃圾
有害垃圾
其他垃圾
垃圾分类处理流程
【点击画面播放视频】
任务三认识材料发展对环境的影响
5. 塑料制品虽为人类带来了便利，但其自然降解缓慢(少则几年，多则上百年)造成了环境问题——白色污染。科研人员为此提出以下两种解决方案：
方案一：对塑料制品进行回收。塑料制品回收箱上应贴的标志的是________(选填字母)。
C
方案二：寻找塑料制品的替代品。科研人员研制出用植物纤维、动物甲壳等材料制成的替代品。针对塑料制品的缺点，这种替代品应该具有的优点是______________
______________(写出一条)。
易降解(或无污
返回
染，合理即可)
6. 某物理兴趣小组连续三天记录校园垃圾投放点的垃圾种类，向后勤主任、保洁人员、食堂负责人等查阅了近三个月垃圾清运记录，整理的相关记录如表所示。
垃圾的 主要种类 厨余垃圾(食堂剩余饭菜、果皮等) 可回收垃圾(作业纸、饮料瓶等) 其他垃圾(混合污染垃圾)
垃圾构成比例(日均量) 45% 30% 25%
垃圾处理 流程 保洁员初次分拣→垃圾车混合清运→处理厂机械分选→堆肥、填埋、焚烧、资源化利用 (1)小组同学从源头减量、分类提升和循环利用三个方面提出了以下建议，其中有助于源头减量的是________(填字母)。
A．回收毕业班闲置文具，建立共享文具角
B．食堂改用可重复使用餐盘
C．开发校园垃圾分类小程序，扫码查询分类指南
AB
(2)学校某日产生的垃圾总质量为2 000 kg，则当天可回收垃圾的质量是________ kg；如果这些可回收垃圾的平均密度为0.2×103 kg/m3，其总体积为________m3。
600
3
(3)请你从循环利用角度，再提出一条可行的措施：______
___________________________________。
返回
将废旧
塑料瓶改造为植物培育容器(合理即可)