新滬科物理九年第二十章材料世界學案

1、班級： 組別： 姓名： 組內(nèi)評價： 第二十章材料世界第一節(jié)我們周圍的材料學習目標1知道我們身邊形形色色的材料按不同特點可分為金屬、無機非金屬、有機高分子、復合材料等四類。2能舉例說明材料除具有導熱性、導電性、磁性、密度、比熱容外，材料還具有彈性、硬度、延展性等物理性質(zhì)。3知道材料對人類社會發(fā)展的促進作用。知道新材料的發(fā)展為科技發(fā)展提供物質(zhì)基礎的同時，造成了資源浪費和環(huán)境污染題。自主學習一形形色色的材料活動1：觀察我們周圍的物體及同學們帶來的各種物品，思考討論：1.你能說出哪一物體是由哪些材料制成的嗎？2.你能將制成各種物品的材料進行簡單的分類嗎？并說明你的分類標準。3.各種不同的材料具有哪些特

2、點呢？二材料的物理性質(zhì)活動2：閱讀教材P141143“材料的物理性質(zhì)”。思考討論：1.如何比較不同物體的硬度大??？你有哪些方法？2.列舉生活中一些物品所用材料的名稱，討論其物理性能與用途?；顒?：探究不同材料的硬度。實驗材料：自選待測材料，如肥皂、橡皮泥、塑料片，鋁片、陶瓷片等。實驗裝置如圖197所示。將被測材料置于一個空心豎直管的底部，從管的頂部釋放一鋼釘，鋼釘作用在該材料上會產(chǎn)生一個小小的凹痕。從凹痕的大小和深度判斷材料的硬度并排序。三材料與社會發(fā)展活動4：閱讀教材P143145“材料與社會發(fā)展”并觀察圖1910至1916。思考討論：1材料的發(fā)展及大量使用帶來了怎樣的資源和環(huán)境問題？2地球

3、上的資源在不斷地減少，而垃圾卻堆積如山，如何解決日益惡化的環(huán)境問題呢?最好的出路是什么呢? 3白色污染的危害是什么？目前治理白色污染有哪些技術？小組合作第一小組填一填1人們根據(jù)材料的不同特點將材料分為 、 、 、 。2金屬通常都具有 、 、 、 等特點。第二小組填一填1材料通常具有 、 、 、 、 、 、 、 等不同的物理性質(zhì)。2 是一種很好的彈性材料。第三小組填一填1隨著人類制造技能的不斷提高，人類經(jīng)歷了 和 時代。第四小組3 、 、 、 是常見的無機非金屬材料。具有各種特殊性能的 、 已廣泛應用于 、 及等領域，成為最重要的基礎材料。第五小組3硬度就是描述材料 ，即阻止其被 、 、 或 產(chǎn)

4、生的物理量。第六小組4天然的高分子材料有。人工合成的高分子材料有 、 、 、 等。5復合材料是指 。第七小組4在科學研究和生產(chǎn)實際中常用 來評價材料的堅硬程度。5具有 的材料可以鍛打成片、拉成絲；如 。不具 有的材料在外力的作用下容易破碎、斷裂。如 。第八小組2 的利用為人類大規(guī)模制造機器提供了 。3材料的發(fā)展也為 的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎。課堂展示課后延伸學后反思班級： 組別： 姓名： 組內(nèi)評價： 第二節(jié)半導體學習目標1知道身邊形形色色的材料中按導電性不同可分為導體、半導體、絕緣體三大類。2初步了解半導體的一些特點。3了解半導體材料的發(fā)展對社會的影響。自主學習一材料的導電性活動1：閱讀課本P14

5、6“材料的導電性”，思考討論：1.導體和絕緣體有什么不同，你怎樣辨別導體和絕緣體？2.導體容易導電，絕緣體不容易導電的原因是什么？3.常見的材料中哪些是導體？哪些是絕緣體？哪些是半導體？活動2：探究導體和絕緣體實驗材料：電源、燈泡、導線、接線柱、開關、待測材料（塑料尺、玻璃片、橡皮泥、橡膠條、銅片）實驗設計：在右面的方框中，自己設計一個實驗電路，進行實驗，判定待測材料是導體還是絕緣體。導體有： ；絕緣體有： 。二半導體元件活動3：閱讀P147“半導體元件”并觀察圖1920、1921。思考討論：1.你認識哪些半導體元件？ 2半導體元件有哪些類型及特點？活動4：探究半導體二極管單向?qū)щ娞匦詫嶒灢牧?/p>

6、：電源、燈泡、導線、接線板、接線柱、半導體二極管。實驗設計：自己設計實驗電路，探究半導體二極管的單向?qū)щ娞匦?，并將設計的電路畫入下面的方框中。三半導體的應用活動5：閱讀P148149“半導體的應用”，思考討論：1.半導體的奇妙電學特性有哪些？2.你能說說生活中哪些地方使用了半導體材料嗎？小組合作第一小組1根據(jù)導電性的不同，材料可分為 、 、 。第二小組2材料的導電性能是由材料內(nèi)部的 運動情況決定的。第三小組3半導體材料的導電性介于 和 之間，具有一些特殊的物理性質(zhì)。第四小組4常見的半導體材料有 、 和 等。第五小組1 、 和都是半導體元件。2半導體元件具有許多獨特的功能。半導體二極管具有 即僅

7、允許電流由一個方向通過元件。 可以用來放大電信號。第六小組1科學研究發(fā)現(xiàn)，當光照射到某些 時，半導體內(nèi)將會產(chǎn)生 。第七小組2太陽電池是一種 、 、 的電源。第八小組3在條形碼掃描器內(nèi)有由 、 等元件構成的電路。當照射條碼時， 便測量被條碼反射回來的光，并將變?yōu)?。電腦則依據(jù)獲取的 進行分析，檢測物品 。課堂展示課后延伸學后反思班級： 組別： 姓名： 組內(nèi)評價： 第三節(jié)探索新材料學習目標1.知道超導材料的核心特征是電阻為零。2.了解超導材料的另一重要特性超導磁懸浮現(xiàn)象。3.知道納米材料的界定范圍：1100nm 4.利用互聯(lián)網(wǎng)擴展對超導材料和納米材料的了解。自主學習一超導材料超導現(xiàn)象：有些材料當溫

8、度降低到某一溫度時，材料的電阻突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導現(xiàn)象能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的材料叫超導材料。1933年邁斯納和奧森菲爾德發(fā)現(xiàn)了超導磁懸浮現(xiàn)象，如圖1929。提出問題，如：超導磁懸浮現(xiàn)象是怎么回事？超導材料有哪些應用？活動1：閱讀教材p149150,思考下列問題（1）超導材料的核心特征是什么？（2）遠距離輸電過程中能量損耗的主要形式是什么？現(xiàn)階段是采用什么方法減小這種損耗的？超導輸電有什么好處？（3）普通電磁懸浮列車的懸浮原理是什么？超導磁懸浮有什么好處？超導磁懸浮現(xiàn)象是一個超導體與一個永磁體(或電磁鐵)疊放時，由于電磁感應現(xiàn)象，超導體中產(chǎn)生的感應電流激發(fā)很強的磁場與永磁體(或電磁鐵)的磁場在它們

9、中間因同名磁極互相排斥，磁場的排斥力與被懸起來的物體的重力相平衡時，就形成了穩(wěn)定的磁懸浮現(xiàn)象，超導材料的應用：運用電阻為零的特性制作電動機線圈、輸電導線等，可減少電能損失，提高電能利用率。運用磁懸浮的特性制造磁懸浮列車、超導船等既減少了能量損失，又提高了交通工具的運行速度和安全性能。強調(diào)：只有當溫度在某一低溫(稱轉(zhuǎn)變溫度或臨界溫度)以下才具有超導性。不同材料的轉(zhuǎn)變溫度不同，如汞(4.15K)、鎢(0.012K)、鋅(0.75K)等?，F(xiàn)在的一些高溫超導材料，由一般導體轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢w的溫度已達到100K以上。我國研制的超導材料的轉(zhuǎn)變溫度已達到134K。二納米材料活動2. 閱讀教材P150151,思考

10、下列問題當材料的微粒大小達到納米級(10 -9m)，就是這種材料的微粒由幾個分子組成時，材料的性能會發(fā)生顯著變化，如顏色、導電性、導熱性、硬度、磁性等會產(chǎn)生很大的變化。由納米材料組成的物質(zhì)也就有了許多一般物質(zhì)沒有的特性。（1）納米材料的界定范圍是多少？（2）納米材料在哪些方面表現(xiàn)出與普通材料不同的特殊性能？強調(diào)：納米是長度單位，符號“nm”，1nm 10-9m 不是所有材料達到納米尺度時就一定是納米材料，只有當材料到了納米尺度時性能發(fā)生突變，才能稱為納米材料。只有產(chǎn)品的主導技術或主要材料是由納米結構單元構成的，才是真正的納米產(chǎn)品。分析：納米材料的性能包括提高材料的強度、硬度、改變顏色、增強磁性

11、等。納米技術能制造出納米“機器人”，進入人體殺死病毒細胞，制作的量子磁盤，能作高密度的磁記錄。例1、如圖表示鋁的電阻隨溫度變化的曲線，由此圖像提供的信息可知： （1）_； （2）_。 分析：物理圖像可以把某些物理現(xiàn)象、物理過程以形象直觀、動態(tài)變化的方式顯示出來，使大家能夠既輕松又深刻地理解其所表示的內(nèi)容。 答案：鋁的電阻隨溫度的降低而減??；鋁的電阻有一個突變溫度；當溫度降到一271.76時，鋁的電阻變?yōu)榱恪?方法提煉：圖像分析題注意： (1)自變量變化，因變量如何變化，例如此題的溫度和電阻。 (2)曲線與縱軸和橫輔的交點的特殊意義。 (3)曲線是否有規(guī)律的變化. 小組合作第一小組超導材料是一種 的材料，其應用前景主要有和 。第二小組填一填納米材料是指 的材料，在 等方面表現(xiàn)出特殊的性能。第三小組1. 超導材料通過電流時，它的電阻為零。你認為這種超導材料適合制作( ) A輸電導線B電爐絲C保險絲D電磁鐵線圈第四小組2. 納米材料所特有的性能及應用是（）大大提高材料的強度和硬度降低燒結溫度提高材料的磁性能制作高貯存密度的量子磁盤納米機器人“醫(yī)生”能進入人體殺死癌細胞A只有B 只有C只有D 都是第五小組1“采用最新技術制成的納米機器人小得像跳蚤一樣”，這里提到的“納米”是 的單位。第六小組3科學家們在研究導體的電阻與溫