2012【优化方案】精品课件：鲁科物理选修3-3第2章第3节

(共21张PPT)
第3节　材料科技与人类文明
课前自主学案
核心要点突破
课标定位
课堂互动讲练
第3节
知能优化训练
课标定位
学习目标：1.了解材料科学技术的有关知识及应用．
2．体会材料科学技术的发展对人类生活和社会发展的影响．
重点难点：新材料在生产生活中的应用．
课前自主学案
一、材料种类及用途
1．分类：(1)按照材料的特征，可以把材料分为________和________两类．结构材料主要利用材料的____特性．功能材料主要利用材料的___、___、___、___、___等特性．(2)按照材料的应用领域，又可以把材料分为____材料、____材料、____材料、____材料、________材料等．(3)习惯上，人们把材料分为____材料、__________材料、__________材料和____材料．
结构材料
功能材料
力学
声
光
热
电
磁
信息
能源
建筑
生物
航空航天
金属
无机非金属
有机高分子
复合
金属材料一般包括____与____，无机非金属材料主要有____和____等．有机高分子材料是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构成的材料．
2．用途：依据不同材料各自性能的不同，在许多领域都有它们不同的应用．例如：不锈钢材料在制造餐具、手术器械、化工设备等方面得以广泛应用；氮化硅制成的高温陶瓷在现代工业和航空航天领域得到广泛应用；人工合成的有机玻璃可用于制造飞机的座舱盖及车的挡风玻璃，还可用于制造文具和工艺品等．
金属
合金
陶瓷
玻璃
二、新材料及其应用
1．材料科学是研究材料的____、____与____三者之间相互关系的科学．
2．发生形变后几乎能100%恢复原状的材料称为____________．
3．微电子材料：______．
制造
结构
性能
形状记忆合金
半导体
4．纳米是____单位，1 nm＝____ m，颗粒在__________之间的材料称为纳米材料．当材料小到纳米尺度时其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变．
5．____、____、____被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱．
长度
10－9
1～100 nm
材料
信息
能源
三、材料对人类文明进程的影响
人类社会发展的历史证明，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，也是人类社会________的重要标志．在人类历史上，曾经历了____时代、____时代和____时代，这些不同材料的应用体现了不同的生产力水平．
文明进程
石器
青铜
铁器
核心要点突破
新材料及其应用
1．形状记忆合金
(1)定义：将一种含镍55%、含钛45%的“镍钛诺”合金丝加热并弯成各种复杂的形状，然后冷却并拉直，当再次加热时，拉直的合金丝又恢复到原来的形状，因此这种合金被称为形状记忆合金．
(2)应用：工程机械、航空航天、医疗卫生等领域．
2．半导体
(1)定义：导电性能介于金属导体和绝缘体之间，具有优异特性的微电子材料．
(2)应用：通信卫星、电视卫星接收机、移动通信、高清晰度电视以及军用电子装备等领域．
3．纳米材料
(1)定义：把颗粒在1 nm～100 nm之间的材料称为纳米材料．
(2)应用：医药、电子、生物、航空等方面都有广阔的应用空间．
(3)纳米材料的奇特效应
①量子尺寸效应：如银的超细微粒在温度为1 K时，会由导体变为绝缘体．
②小尺寸效应：如当材料超细微粒的尺寸与光波波长相当或更小时，将由超导状态变为正常物态．
③表面和界面效应：如纳米材料活性极高，极不稳定，很容易与其他原子结合．
④宏观量子隧道效应：如低于某一临界温度时，其微观粒子的运动速度基本上与温度无关．
(4)纳米材料的良好性能主要表现在：力学、热学、电学、磁学、光学、化学等方面．
课堂互动讲练
材料的种类及用途
下列关于材料分类的说法正确的是(　　)
例1
A．习惯上，人们把材料分为结构材料与功能材料
B．按材料特性可将材料分为信息材料、能源材料等
C．按应用领域可将材料分为信息材料、能源材料、生物材料等
D．按材料特性可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料
【精讲精析】　习惯上，人们把材料分为金属材料，无机非金属材料，有机高分子材料和复合材料，A、D错误；按材料特征分为结构材料、功能材料，B错误．应选C.
【答案】　C
纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能，以下关于纳米材料的性能的说法中，正确的是(　　)
新材料及用途
例2
A．在力学性能方面，纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性
B．在热学性能方面，纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多
C．在电学性能方面，纳米金属在低温时会呈现超导电性
D．在化学性能方面，纳米材料化学活性低，因此化学稳定性强
【思路点拨】　结构决定性质，人们发现当材料的尺寸小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性质会突变，这也是纳米材料的“神奇”之处．
【自主解答】　在电学性能方面，纳米材料在低温会呈现电绝缘性；而在化学性能方面，纳米材料具有相当高的化学活性，故选项C、D错误．
【答案】　AB
【方法总结】　纳米尺度和原子直径的数量级很接近，因此纳米技术实际上就是重新排列原子而制造出具有新分子结构的技术．当材料小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会突变．
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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