春沪教版九年级物理下册第二十章第三节 材料.docx
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春沪教版九年级物理下册第二十章第三节材料
九年级物理第二十章第三节章材料的开发和利用
1、本章概述
(1)课标要求
●能描述物质的一些属性。
尝试将这些属性与日常生活中物质的用途联系起来。
●了解物质的属性对科技进步的影响。
●初步了解半导体的一些特点。
了解半导体材料的发展对社会的影响。
●初步了解超导体的一些特点。
了解超导体对人类生活和社会发展可能带来的影响。
●初步了解纳米材料的应用和发展前景。
●有保护环境和合理利用资源的意识。
(2)教材分析
本章由“我们周围的材料”、“半导体”、“探索新材料”三节内容组成,是课程标准中一级主题“物质”版块中二级主题的第四部分内容的载体。
根据“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念,教材从身边引导学生认识形形色色的材料,让学生觉得物理就在身边,消除那种“物理=公式+解题”的恐惧感,对物理学产生亲近感。
同时,本章教材还体现了前瞻性,介绍了半导体材料及其探索中的超导及纳米材料。
本章的重点:
材料的物理性质及第二节《半导体》——材料的导电性、半导体的单向导电性及半导体的应用。
本章的难点:
第三节《探索新材料》——超导体的特点及应用,纳米材料的特点及发展前景。
本章知识结构如下图所示:
(3)教法学法指导
本章的教学,目的不在于讲多少知识,对涉及的新名词术语只要求学生初步知道,教学中应该注意科学、技术、社会的关系,要让学生有轻松感,尽量让他们“看一看”、“见一见”,开阔眼界。
(4)课时安排
建议每节1课时,新授3课时,复习1课时,共计4课时
2、教学建议
§20—3.1我们周围的材料
课标要求
1.知识与技能知道材料的分类,知道不同材料具有不同的物理性质.
2.过程与方法通过实验体验不同物质具有不同的物理性质.
3.情感、态度与价值观了解材料在人类发展的历史进程中的作用;认识到合理利用资源,有效保护环境的重要性.
教材分析
本节内容分三个层次:
(1)形形色色的材料,让学生一般了解。
(2)材料的物理性质是本节的重点。
(3)材料与社会发展,注意与科学、技术、社会的教育相联系,注意德育渗透中环保意识的培养,进行环保教育,开展一些有益的环保活动。
课时安排1课时
教学准备
实验器材:
钢钉、空心竖直管、坚硬底座、自选若干待测材料,如肥皂、橡皮泥、塑料、铝片、瓷
片等
教学设计
说明
教师活动
学生活动
引入
第一节我们周围的材料
材料的分类
材料的物理性质
材料的物理性质
材料与社会发展
小结
作业
当今我们的生活中,可以说物质极大丰富,我们周围大大小小的物品都是由各种材料制成的。
板题
探究:
你周围有哪些物品?
是由什么材料制成的?
小结,进行鼓励性评价。
让学生阅读“形形色色的材料”,指出材料的分类及各种材料的特点及应用。
板书材料的分类。
说明材料的分类方法很多.可以从应用性、导电性、导热性等方面分类.
练习1:
根据材料不同的特点将下列材料分类.(铜、陶瓷、半导体、钢、棉花、橡胶、钢筋混凝土、白纸、玻璃钢.)
材料的物理性质包括:
导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性、透光性、状态等
1、什么是弹性?
让学生读P151最后一段,思考回答。
补充有关弹性的说明
练习2弹簧门在推开以后能自己关闭,如图所示,从能的转化来说明这一现象.
2、材料有软有硬。
较硬的材料能使较软的材料产生凹陷、划痕,或切削,磨损较软的材料。
什么是硬度?
让学生读P152思考回答
在科学研究和生产实际中常用莫氏硬度来评价材料的坚硬程度。
实验探究——材料的硬度
实验装置如图,自选若干待测材料如肥皂、
橡皮泥、塑料、铝片、瓷片等,将被测材料置于一个空心竖直管的底部,从管的顶部释放一钢钉,钢钉作用在该材料上会产生一个小小的凹痕。
从凹痕的大小和深度,判断材料的硬度并排序。
说明:
比较物质的硬度最简单的方法就是相互“较量”
3、具有延展性的材料可以锻打成片、拉成丝;不具有延展性的材料在外力作用下容易破碎、断裂.
说明①大部分金属都具有延展性.常见的玻璃、陶瓷等材料不具有延展性.
②实际应用中需要改变物体的形状,则应选用延展性好的材料.
练习3如右图所示物体中,利用材料的延展性制成的是()
分析:
铁门、金属容器靠锻打等方式构成不同形状.因此,本题中只有铁器利用了材料的延展性.答案B
依据课本P153交流与讨论栏目,组织学生交流与讨论:
让学生阅读“材料与社会的发展”后思考:
①材料与社会发展的关系?
②我国在材料发展的历史中有何重要贡献?
③材料的发展与资源浪费和环境污染问题.
对照板书,让学生总结巩固
课内完成:
见附页“当堂训练题”,并进行回馈矫正
课后思考:
课本P155页1、2
探究:
身边的物品及材料
如:
文具盒、钢笔、铅笔、圆珠笔、课本、桌凳、黑板、墙壁、门窗、粉笔、电线、灯具……
进行交流讨论。
阅读“形形色色的材料”,知道
根据材料不同的特点,材料可分为金属、无机非金属、有机高分子材料及复合材料.各种材料的特点及应用
答案金属:
铜、钢;无机非金属:
陶瓷、半导体;有机高分子材料:
棉花、橡胶、白纸;复合材料:
钢筋混凝土、玻璃钢
读P151最后一段,思考回答
材料受力会产生拉长、压缩或弯曲等形变,除去外力后材料又自动回复原状,这就是弹性.
笔记有关弹性的补充说明
①材料的弹性是有限度的,在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比.②弹性具有减震作用.③弹性物体可以储存能量,发生弹性形变的物体具有弹性势能
答案推门时,使弹簧发生弹性形变,具有弹性势能;松开手后,弹簧的弹性势能转化为门的动能,使门关上
读书后明确:
硬度就是描述材料坚硬程度,即阻止其被刮破、刮伤或产生凹陷能力的物理量。
探究结论:
由软
到硬的顺序是:
橡皮泥、肥皂、塑料、铝片、
瓷片
探究实践:
探究你身边的物品的硬度,说出你的实验方法。
阅读课文P153延展性部分,知道具有延展性的材料和不具有延展性的材料的特点。
列举生活中一些物品所用材料的名称,讨论其物理性能与用途
阅读“材料与社会的发展”,思考老师提出的问题。
(社会的发展带动了材料的研究和开发;新材料的出现又促进了社会的发展.合理地利用资源,有效地保护环境是每个人应尽的义务)
对照板书,总结巩固
课内完成“当堂训练题
”
板书设计
金属
无机非金属
有机高分子材料复合材料
§19—1我们周围的材料
一、材料的分类
二、材料的物理性质
材料的物理性质包括:
导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性、透光性、状态等
三、材料与社会发展
当堂训练题
1.下列关于材料的说法正确的是()
A所有的金属都是结构材料
B非金属材料均属无机非金属材料
C钢既是金属材料又是结构材料
D任意两种材料组成的材料是复合材料
2.下列物体中,利用材料导电特性的是()
A铁门B内燃机的散热金属片
C灯泡内的钨丝D电饭煲的金属锅
3.下列物理过程中,防止材料导热的事例是()
A饮具选用金属B.暖气管道外的塑料包层
C电磁铁的芯选用铁D内燃机的冷却液选用水
4.根据图写出物质的属性.
(a);(b);(c);(d)·
5.请你设计一种实验方法,比较图中各种物品的物质的硬度.
6.钢铁、铝合金、塑料、玻璃是几种常见物质.
(1)制造机器一般选用;
(2)制造电器设备的外壳一般选用;
(3)制造飞机多选用;
(4)制造一般的家具多选用;
7.请参照图示,将一双竹筷和一把不锈钢汤匙一起浸在热水中,数秒后,两只手摸到筷子和汤匙的冷热感觉有什么不同,为什么?
8.现在人们上街购物或买菜,商家都将物品用塑料袋包装.请你就这个问题从正反两个方面说明.日常生活中类似的事例还有哪些?
我们在这些事情上应该注意些什么?
教学反思:
3、教学参考
●莫氏硬度标
在科学研究和生产实际中常用莫氏硬度来评价材料的坚硬程度。
1882年德国矿物学家穆尔列出10种矿物作为硬度标准。
其中,钻石的硬度最高,滑石最低。
10种矿物的硬度从高至低依次排列如下:
钻石10、金9、水晶8、石英7、正长石6、磷灰石5、氟石4、方解石3、石膏2、滑石1。
●纳米技术
随着素质教育的深入开展,课程趋于综合,各学科知识相互渗透,学生可能提出教科书外的关于现代科学技术方面的问题。
现对问题简介如下(供参考)。
什么叫纳米技术?
纳米是一个长度的单位,即lnm是lm的十亿分之一(1nm=10-9m)。
纳米技术就是将物质通过复杂的纳米机器制成纳米级粉体,以0.1~100nm的范围为研究对象的前沿科学。
纳米科技,象征着人类对世界的认识和改造能力进入一个新的层次,为人类揭示了一个可见的原子、分子世界。
它能直接利用原子和分子制成具有特定功能的产品。
物质达到纳米颗粒时,它的理化性质都有所变化,具有一些奇异和反常的性质。
如块状金的熔点是10640C,而制成纳米的超细颗粒后,熔点只有330C;铜到了纳米级就不导电;而绝缘的二氧化硅在20nm时却开始导电;通过纳米技术,陶瓷可以变得有韧性;通常在高温下才能烧结的材料,通过纳米技术在低温下就能烧结,而且能将不易互熔的金属冶炼成新的合金。
纳米颗粒具有优异的光、力、电、热、磁性质,应用前景极为广泛。
诸如现在有纳米电子学、纳米微生学、纳米机械学、纳米化学、纳米天文地质学等。
预计纳米技术将超过计算器工业,成为未来信息技术时代的核心。
到那时,纳米电子学将用量子组件代替微电子器,巨型计算机可以装入口袋里;通过纳米技术,将现在几吨重的卫星可以制成几克的卫星;微型机器人可进入人体血管进行工作。
英特尔公司今年已制造出30nm的量子半导体管。
纳米技术将使人类进一步掌握物质的规律,掌握改造微观世界的武器。
2000年10月29日,中国科学院纳米技术科学研究中心成立,进行纳米基础理论与应用开发的研究。
●与物理学知识相关的环境污染现象
物理学作为自然基础科学之一,对推动社会发展有着巨大的作用。
历史上许多与物理学直接有关的重要技术发明,推动了人类社会的发展。
但事物的发展一般具有两面性,这些重要的科技发明对环境也产生了重大的影响。
如18世纪中叶,历史上第一辆蒸汽机车的发明就得益于热学的研究发展。
蒸汽机的使用,促进了手工生产向机械化大生产的转变,并使陆上和海上较大规模的长途运输成为可能,这大大推动了社会的发展。
但同时也将能源的开采及利用所造成的环境问题摆在了世人的面前。
再如,科技发展所生产出的电视、电话、计算机、空调、电传等电器,给人类社会生活带来了极大的便利,大大缩短了人们的空间距离,使很多复杂的事物变得简单。
但同时电器设备也成为新的、隐性的污染,让人担忧。
据科学家们分析,各种电子设备和产品在使用过程中,都会不同程度地释放出波长不一、频率各异的电磁波,这些电磁波纵横交织,相互辐射,彼此干扰,杂乱无章。
这些电磁杂波在建筑物有限的空内充斥着、散射着,构成人们看不见、摸不着,但具有伤害力的“电子雾”,人们形象地称它为现代“隐形杀手”。
长时间处在电子雾污染的环境中,人的神经系统会受到干扰,引起人体生物钟紊乱,人类长期形成的生理规律遭到严重的破坏,导致人体的免疫功能受损,抵抗力下降,从而诱发头昏,无力,缺乏食欲,失眠或嗜睡等病状。
国外曾报导过这样的事实:
生活在电视发射塔附近的居民,得癌症的比率远远高于其它地方。
研究发现,这些居民的其它生活、工作环境与别的居民相近,唯一不同的是受到了太多的电子雾辐射。
此外,诸如光污染、温室效应、噪音污染、放射性污染等都与物理学有直接或间接的联系。
正因为环境污染与物理知识有密切的联系