课
题
第二章4
新材料及其应用
课
型
新授课
学
科
物理
年
级
八年级
主备人
集备人
审
核
〖课标要求〗
了解人类关于物质属性的研究对日常生活和技术进步的影响。
通过收集信息,了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的发展给人类生活和社会发展带来的影响。
有合理利用资源、保护环境的意识,能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所作为。
〖目标达成〗
1.了解纳米材料、绿色能源和记忆合金等新材料在现代科技、工农业生产和日常生活的应用,提高学习科学的兴趣。
2.了解新材料的未来发展前景,初步认识科技对现代社会生活的影响。
3.能利用不同的渠道收集信息,了解其他新材料的有关应用,体验收集、整理信息的过程,培养收集、整理信息的能力。
学习流程:
〖课前展示〗
1.什么是密度?
2.密度定义式?
3.密度的单位有哪些?换算关系是什么?
4.密度的测量工具有哪些?
5.规则固体密度的测量方法?
6.不规则固体密度的测量方法?
7.液体密度的测量方法?
〖创情激趣〗
新闻
世界科学报道(tech.icxo.com)讯
使用OLED材料做的衣服可通过无线网络的传输随意改变颜色,这在时装界或许有广阔前景。
这个被称作“Urbanhermes”的小东西,是媒体实验室最近研发出的可随穿着者的情绪而改变款式、颜色并能无限共享的时装配件,我们可以称它为“情绪外衣”。这不是一件真正的衣服,而是一个小配件。它造型小巧,可以随意放在衣服或者背包里面。
可见,新材料的研制和应用,给人们的生活带来了无限的惊喜!
21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究,是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。这节课,我们就了解一些新材料以及人类对它们的应用。
〖自学展示、活动探究〗
(一)纳米材料
1nm=10-9m
将某些物质的尺度加工到1~100
nm时,它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时相比,发生了异常的变化,具有一些特殊的用途,这种材料称为纳米材料。
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件:一是材料的特征尺寸在1—100nm之间,二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。它是在1至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。
一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上,产生了神奇的效果。
纳米墙壁漆
纳米领带
纳米电子元件
纳米水杯
纳米能量口罩
超级纳米防弹衣
(二)“绿色”能源
一位学者给我们列出了这样一些数字:根据国际上通行的能源预测,石油将在40年时间内枯竭,天然气将在60年内用光,煤炭也只能用220年。
世界各地的人们已经意识到那种无节制的能源消耗将会导致地球环境条件的进一步恶化,造成对人类生活方式的破坏。现在,世界各国都在积极开发各类新能源,特别是可再生的“绿色能源”。
能源危机让人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源。新材料在这方面扮演重要角色。
比如传统的电池污染环境,还不能重复使用。用锂作电极制造出的锂离子电池,体积小、质量轻、能够多次充电,对环境污染小。已经被广泛地用于移动通信、小型摄像机等设备上。
人造地球卫星上天,卫星和宇宙飞船上的电子仪器和设备,需要足够的持续不断的电能,而且要求重量轻,寿命长,使用方便,能承受各种冲击、振动的影响.利用多晶硅和非晶硅材料做成的太阳能电池完全满足这些要求。
(三)记忆合金
1、记忆合金的主要成份是
和
。
2、记忆合金的物理性质:当物体温度达到一定的数值时,材料内部的会发生
的变化,从而导致了外形的变化。
〖巩固提升〗
1、纳米技术是指纳米尺度内的科学技术,纳米是一个很小的
单位,1nm=
m;
2、我们在日常生活中长期使用的干电池具有轻便的优点,但只能使用一次,丢弃后会
;铅蓄电池能反复使用,但是又
了;用锂做的电极制造出的锂离子电池,它具有体积
,质量
,能够多次充电,对环境污染
等特点。最理想的绿色能源是
。
3、记忆合金的主要成分是
和
,它的物理性质是当温度达到一定的数值时材料内部的
结构会发生变化,从而导致了
的变化。
4、下列属于“绿色能源”的是(
)A.太阳能
B.煤炭
C.石油
D.天燃气
5、关于“绿色”能源和记忆合金中,理解正确的是(?
)
A.所谓“绿色”能源是指颜色是绿色的能源,如包装纸是绿色的锂电池等。
B.硅光电池比锂电池更优越绝对无污染。
C.记忆合金是一种有记忆,能记住原来形状的一种特殊金属。
D.一般金属合在一起,能制成记忆合金。
6、下列电池对环境不会造成污染的是(
)
A.干电池??
B.铅蓄电池??
C.锂粒子电池????
D.硅光电池
7、纳米材料所特有的性能及应用是(
)
①大大提高材料的强度和硬度;
②降低烧结温度;
③提高材料的磁性;
④能制作高储存密度的量子磁盘;
⑤纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞
A.①
??
B.①②
??
C.①②③⑤
????
D.①②③④⑤
〖归纳应用〗
4
新材料及其应用
一、纳米材料及其应用
二、绿色能源的开发和利用
新材料——记忆合金
〖布置作业〗完成书上作业,并完成本课练习册。
【教学反思】
本节课内容为新材料及其应用,属于科技前沿内容,学生比较陌生,知识基础也叫弱,所以本课以介绍了解一些具体的实际应用实例为主,简单介绍一些原理,让学生初步了解高科技的一些应用。
为了激起学生的学习欲望,避免简单枯燥的说教介绍,我上网搜索了相关的图片、新闻、简介、视频等,让学生通过感官上的认识直观激起学生的好奇心,以利于理解记忆本课的相关内容。我先由一则科学报道的新闻为切入点引入新课,让学生触摸科技魅力,愿意进一步接触本课的其他内容。然后引入纳米科技,通过举出生活实例,比如纳米杯、纳米领带等,让学生感觉高科技应用并不那么遥远,就在我们身边。进而利用能量危机,引入各种电池的使用,分析各自的利弊,总结出各种电池的特点。随后举例卫星天线的尴尬问题及解决思路引出记忆合金的应用,开阔学生的视野。最后为了更好的巩固所学内容,趁热打铁,设计一些随堂练习。
课堂上学生积极性极高,参与度也很高,积极动脑解决问题,相互讨论交流,效果好。本课较好的完成了教学目标,达到了预定目的。