第四节《新材料及其应用》教案(北师大版八年级上)doc.pdf
《第四节《新材料及其应用》教案(北师大版八年级上)doc.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第四节《新材料及其应用》教案(北师大版八年级上)doc.pdf(8页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、学科:物理 教学内容:新材料及其应用 探究目标 1.知识与技能了解纳米材料、 “绿色”能源、记忆合金等新材料及应用. 2.过程与方法经历上网查资料了解新材料的过程. 3.情感、 态度与价值观通过了解新材料的应用及新的前景,激发学习兴趣, 扩展视野 . 探究指导 物理宫殿 1.纳米材料 (1) 某些物质的尺度加工到1100nm, 它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比, 发生了异常变化,这些物质组成的材料为纳米材料; (2)纳米技术的应用:纳米技术在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等各个 方面都有广泛的应用,如图2.4-1,我国和世界其他国家都在竞相开发纳米产品.图 2.4-2 是 19
2、93 年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字,标志着我国开 始在世界纳米领域占有一席之地.如:洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属 离子的组合, 就具有抑制细菌生长的功能;普通领带的表面经过纳米方法处理后会有很强的 自洁性能, 不沾水也不沾油;陶瓷中加了纳米陶瓷粉就具有一定的可韧性,如果用它制造发 动机的缸体,汽车会跑得更快. 图 2.4-1 纳米材料的应用领域 图 2.4-2 2.“绿色”能源 新材料能制成各种高效的“绿色”能源.以电源为例,长期以来使用的干电池较轻便, 但只能用一次, 丢弃后会污染环境;铅蓄电池能反复使用,但又太笨重;而新材料做成的锂 电池是
3、有体积小、质量轻、能够多次充电、对环境污染小等特点,已经被广泛地用于移动通 信、小型摄像机等设备上(如图2.4-3) ;硅光电池能够把太阳能直接转换成电能,并且完全 不会造成污染,它广泛应用于人造卫星和照明(如图2.4-4) . 图 2.4-3 图 2.4-4 太阳能汽车的上表面覆盖着很多硅光电池 3.记忆合金 (1)有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲,冷却后可以保持这个形状不变; 当再次加热时,它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状.这种合金叫做形状记忆合金; (2)主要成分是:镍和钛; (3)物理特性:当温度达到某一数值时,材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致 了外形的变化; (4)应用
4、:如将记忆合金制成的弹簧安装在热水器的出水阀门内,当水温超过某一温 度(例如80)时,弹簧自动伸长,将阀门关闭而停止出水,避免发生烫伤人的事故(如 图 2.4-5). 图 2.4-5 【例】在 1989 年 12 月 20 日凌晨,美军的两个中队F-117A 隐形战斗轰炸机,躲过 昼夜处于高度戒备状态的巴拿马对空监视雷达系统,突然出现在巴拿马城西120km 处的一 个军用机场上空, 为美军大规模入侵巴拿马夺取了制空权.雷达能监测普通飞机的飞行情况, 为什么不能发现隐形飞机呢? 思路与技巧雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备,它的天线可以转动,它 向一定的方向发射不连续的无线电波,然后根据
5、反射波的方向和时间判断目标的方位和距离. 隐形战斗机将具有良好的吸波性的隐性材料涂在其表面上,使其具有超凡的隐身能力. 答案隐形战斗机是利用新型的隐形材料制成的重要军事武器,涂有隐形材料的战斗机 能将雷达发射出的无线电波大部分吸收掉,反射回去的却很少,使雷达变成了“睁眼瞎”. 而普通飞机反射回去的无线电波信号很强,雷达接收屏能接收到,因此能显示出普通飞机的 存在(如图2.4-6). 图 2.4-6 探究体验 不同的材料具有不同的物理性质,如导热性、导电性、磁性、密度、弹性、硬度、延展 性等等 .下面探究材料的硬度. 探究器材自选若干待测材料,如肥皂、泥块、塑料、铝片、陶瓷片等. 探究过程组成如
6、图2.4-7 装置; 图 2.4-7 材料硬度测量示意图 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. 分析与结论材料有软有硬,较硬的材料能使较软的材料产生,材料的硬度不 同,不一样 . 探究点拨材料的区分可根据材料的不同性质,通过比较进行区分. 聊天室 话题:纳米材料的应用前景 胖胖:老师,您能介绍一下纳米材料在实际中的应用吗? 老师:纳米材料的应用非常广泛,具体概括为以下几点: 1.在陶瓷领域的应用. 随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,它在1600高温下能像橡皮泥那样柔 软,在室温下
7、也能自由弯曲.因而克服了陶瓷的脆性,使陶瓷具有像金属一样的柔软性和可 加工性 . 2.用纳米技术可以实现天梯. 2002 年 3 月中央电视台新闻联播曾做过报道:科学家能够造出天梯,地点选在太平洋 上.用来做天梯的材料就是碳纳米管.这种材料从1991 年被发现以来, 就一直被誉为未来的材 料.碳纳米管在强度上大约比钢强100 倍,其传热性能优于所有已知的其他材料.它有良好的 导电性, 在常温下导电时,几乎不产生电阻,科学家合成的碳纳米材料在室温下能储存和凝 聚大量的氢气,用于燃料电池以驱动汽车等.它为“清洁能源”氢能的开发、利用提供 了良好条件 . 3.在医学上的应用. 用数层纳米粒子包裹的智
8、能药物进入人体后可立即搜索并攻击癌细胞或修补受伤组织: 在人体器官表面涂上某些纳米粒子可防止器官移植后的排异反应.在生物医学方面,纳米科 技更是潜力巨大.纳米技术可以在微小尺度里重新排列遗传密码,基因生物制作技术就是典 型的纳米和基因生物学结合的产物.人类可以利用基因芯片迅速查出自己基因密码中的错 误,并迅速利用纳米技术进行修正,使人类消灭各种遗传缺陷的理想得以真正实现.仿生学 将是纳米技术大展宏图的领域,人类可以制造出细胞内工作的机器人。并将其放入人体内, 它可以在血液和细胞中工作,帮助我们清除垃圾和病兆,还我们一个健康的身体. 4.在化工领域的应用. 把纳米技术运用到涂料中,使外墙涂料的洗
9、刷性由原来约1000 多次提高到10 000 多次, 老化时间也延长了两倍多.轮胎通常是“一统天下” 的黑色,原因是生产橡胶过程中需要加 入炭黑末提高强度、耐磨性和抗老化性,但运用纳米材料生产的轮胎不仅色彩鲜艳,性能也 大大提高,轮胎侧面胶的抗折性能由10 万次提高到50 万次。纳米级的氧化锌用于橡胶制品, 可防止老化,提高耐磨性、抗摩擦起火,用于高级轿车轮胎、飞机轮胎上可提高安全系数. 添加了纳米氧化锌的陶瓷釉面,具有不擦洗而自清洁的特性,在高层建筑和公路隧道中不便 清洗的地方,这种自洁功能格外受欢迎.有些纳米材料制成纤维布料.不仅可以杀菌、防臭也 可摆脱在脱衣服时因摩擦而引起烦人的静电现象
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 新材料及其应用 第四 新材料 及其 应用 教案 北师大 年级 doc
链接地址:https://www.31doc.com/p-4659223.html