【新教材】教科版12.3智慧创造新物质 精品课件（共30张）

(共30张PPT)
智慧创造新物质
第3节
第十二章 我们的物质世界
（教科版）九年级
下
01
学习目标
1.建立物质改造的物理本质观，理解人类通过物理方法，改变物质形态与性能，认识新物质创造对文明发展的推动作用；
2.培养历史推理能力，通过对比古代制陶、冶炼技术与现代新材料，构建“技术演进-物质创新-文明进步”的逻辑链条；
3.通过实验探究物质转化过程，学会观察、记录和分析现象，归纳物质变化规律。
03
激趣导入
视频：火，人类文明之光
04
新课教学
一、陶瓷技术
　　拥有智慧和双手的人类出现了，作为高等生物，通过劳动和技术
实现了自主的物质转化。
火的使用、工具的出现，使人类可以更主动地利用物质、转化物质。
陶器制作是人类利用物理方法和化学变化改变物质天然性质和形态的开端。
花火表演
木牛流马
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新课教学
思考：陶瓷在我们身边随处可见，你的家中常见哪些陶瓷用品？
用途分别是什么？
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新课教学
陶与瓷的区别
材质：陶土
烧制温度：低
质地：疏松多孔，吸水性较强
釉料：不施釉或低温釉
材质：高岭土
烧制温度：高
质地：紧致细腻，基本不吸水
釉料：高温釉，胎釉结合紧密，光滑美观
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新课教学
1.陶器制作：将陶土制作的坯胎经过高温烧结，经历多种化学变化，
制成坚硬的器皿，以满足生产、生活的需要。
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2.传统陶瓷
　　陶器制作已有上万年历史，人类最早用技术手段推动物质文明发展的伟大实践。我国制瓷技术成熟于汉代，唐代瓷开始名扬海外。
新石器白陶壶
唐代陶俑
宋代瓷器
清代瓷器
中国传统陶瓷
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3.现代陶瓷
　　现代陶瓷是根据所需要的产品性能，通过严格的成分和生产工艺控制而制造出来的功能性材料，满足高温、高压、高强度、耐腐蚀的需要，是现代材料科学发展最活跃的领域之一。
输电线路陶瓷绝缘子
陶瓷基复合材料发动机
陶瓷金刚石砂轮
现代陶瓷的应用
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二、冶炼技术
冶炼：冶炼是利用高温、化学反应等方法从金属矿物中提取金属 的过程。
生铁、熟铁炼炉
冶金与制造是国家工业体系的基础
中国钢铁产量位居世界第一
中国造船总量位居世界第一
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青铜器时代
▲四羊青铜方尊
▲曾侯乙编钟
▲青铜面具
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铁器时代：金属矿物→金属
▲生铁、熟铁炼炉
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三、现代材料技术
1.现代材料技术：现代材料技术是推动科技进步和产业升级的核心驱动力之一，广泛应用于航空航天、电子信息、能源、生物医疗、建筑和交通等领域。
2.现代材料技术的核心分类：
结构材料
功能材料
前沿新材料
功能与用途
名称
实例
以高强度、高刚度、耐高温、抗腐蚀等力学性能为主。
碳纤维增强树脂基复合材料因其轻质高强特性，广泛用于飞机机身和航天器结构件。
利用材料的电、光、磁、热、声等物理效应实现特定功能
超材料可通过微结构设计实现电磁波操控，用于隐身装备。
包括纳米材料、智能材料、
生物医用材料、能源材料等。
形状记忆合金、压电材料，被誉为“第四代材料”。羟基磷灰石陶瓷可用于人工骨骼
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材料科学是适应这些领域需要的前沿科技
石墨烯是目前发现的最薄的一种新型纳米材料。
我国在铁基高温超导体基础研究上走在世界前列。
半导体材料主要用于集成电路、LED、光伏发电等。
智能材料是一种能感知、判断并适当处理外部刺激且本身可执行一定操作的新型功能材料。
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视频：盾构机
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四、生物技术
　　生物技术是以现代生命科学为基础，结合化学、物理学、数学和信息学等多学科原理，通过改造或利用生物体及其组成部分，来生产有用产品或提供服务的一项综合性高新技术。
基因工程
通过重组DNA技术定向改造生物遗传特性，是现代生物技术的主导技术。
细胞工程
利用细胞融合、组织培养等手段培育新品种，广泛应用农业育种。
酶工程
利用酶的高效催化作用进行工业生产，如固定化酶生产高果糖浆。
发酵工程
借助微生物代谢过程生产抗生素、酒精、氨基酸等产品。
蛋白质工程
在基因工程基础上设计和改造蛋白质结构，以获得更优功能的新型蛋白。
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品种改良与创新是生物科技的重要研究方向。
袁隆平培育优质高产杂交稻
药物学家研发治病的药物
园艺专家培育漂亮的花卉新品种
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五、物理学的发展促进生命科学的研究
　　物理学的发展深刻促进了生命科学的研究，二者交叉融合催生了生物物理学等新兴领域，推动生命科学从宏观描述迈向微观机制探索。
1.实现生命现象的可视化与精准操控
医学影像技术
X成像、CT、MRI等基于电磁学与核物理原理，实现对人体内部结构无创观测。
微观探测设备
电子显微镜利用电子光学原理，使科学家得以观察细胞亚结构和生物大分子，为分子生物学奠定基础。
实验仪器
离心机（离心力原理）、光谱仪等物理设备成为生命科学实验室的标准配置，支撑从分子分离到信号检测的全过程。
物理学为生命科学研究提供了关键观测与干预手段
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2.揭示生命活动的物理本质
生命过程本质上受物理规律支配
分子结构解析
DNA双螺旋结构的发现依赖X射线晶体学这一物理实验方法。
细胞功能机制
细胞膜电位变化涉及电场与离子流动，肌肉收缩遵循力学规律，能量代谢符合热力学原理。
生物自组织现象
蛋白质折叠、细胞排列等过程可用热力学与统计物理模型解释，如肥皂泡模型类比细胞排列方式。
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物理学的发展促进生命科学的研究
现代物理学
现代生命科学
现代医学
脑电波、心电图、X光、CT、脑磁图、核磁共振、
超声波、激光、红外成像……
量子生物学、分子生物学、基因图谱……
量子力学、X光衍射……
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六、智能化物质系统的构建
　　智能化物质系统的构建，本质上是通过信息技术、物联网、人工智能等手段，实现对物理世界中各类物资、设备、资源的全生命周期高效管理与智能调控。
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七、展望未来
　　科技是把双刃剑，在创造人类文明的同时，也在不断地制造“废物”，如不同步合理解决，就会对环境和生态造成破坏，威胁人类的生存和安全。所以，必须树立科学发展观，切忌盲目地、无度地向大自然索取。
　　全球新一轮科技革命正蓄势待发，我国也在不断贡献中国智慧，为推动构建人类命运共同体作出更大贡献。
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1.人类文明史就是一部不断改造世界、创造世界的历史。
2.当今社会，人类正在不断发明新材料、新物质，创造新的神奇、新的文明。
3.科技是把双刃剑，在创造人类文明的同时，也在不断地制造“废物”。
4.树立科学发展观，切忌盲目地、无度地向大自然索取。
5.人类只有一个地球，我们应当爱护地球、保护好人类共同的家园。
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视频：2025，提“器”！提气！中国芯再有新突破
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新课教学
1. （2024秋 平武县期末）一般分子的直径约为0.4nm。碳纳米管内部是空的，外部直径只有几纳米到几十纳米，密度远小于钢，而强度远大于钢。据此判断，下列关于碳纳米管的说法正确的是（　　）
A．1nm的尺度比1mm的尺度大
B．碳纳米管可以作为制造防弹背心的材料
C．碳纳米管的熔点非常高
D．碳纳米管比一般钢管质量小
B
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2. （2025 成都模拟）2024年6月4日，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面的南极艾特肯盆地成功展开。该面五星红旗是世界上首面玄武岩红旗，采用玄武岩为主的复合材料制造，玄武岩材料具有抗压性强、强度高、耐腐蚀、耐磨、耐高温和低温、隔热、导电性差等特点。下列不适合用玄武岩材料的是（　　）
A．机场跑道 　　B．建筑装饰
C．防火设施 　　D．输电导线
D
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3. （2024春 翠屏区校级月考）近日，西北工业大学开发出一种耐高温达1300℃的纳米线膜材料，具有极高的高温热稳定性且隔热性能优异，很轻，绝缘性能好，可工业化应用，下列关于这种材料应用说法错误的是（　　）
A．消防员防护服
B．家用灭火毯
C．飞机上的机身保温层
D．电饭锅发热盘的电热丝
D
05
课堂小结
陶瓷技术
冶炼技术
现代材料技术
青铜器时代
铁器时代
生物技术
生命科学
传统的杂交技术
现代的基因技术
现代物理学的进步促进了生命科学的发展
传统陶瓷
现代陶瓷
智能化物质系统
智慧创造新物质
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