北師大八年級(jí)物理上冊(cè) （新材料及其應(yīng)用）物質(zhì)世界的尺度、質(zhì)量和密度教育教學(xué)課件

北師大版初中物理八年級(jí)上冊(cè)課件新材料及其應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)結(jié)論新知導(dǎo)入CONTENTS

目錄01030204拓展練習(xí)實(shí)驗(yàn)探究新知導(dǎo)入01納米材料

納米（nm)是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對(duì)宏觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，納米是一個(gè)很小的單位，這個(gè)單位實(shí)在是太小了，過(guò)去我們?cè)谏钪袥](méi)有關(guān)注它，但現(xiàn)在卻成了人們談?wù)摰臒衢T(mén)話題。原因是人們發(fā)現(xiàn)，將某些物質(zhì)的尺度加工到1～100nm，它們的物理性質(zhì)或者化學(xué)性質(zhì)與較大尺度時(shí)比，發(fā)生了異常的變化，這就稱(chēng)為納米材料。納米布特點(diǎn)：自潔性、不沾水、不沾油納米領(lǐng)帶神奇的納米鏡子納米材料納米水杯特點(diǎn)：抗菌、殺菌、抑菌納米機(jī)器人納米材料納米能量口罩納米防彈衣納米手機(jī)納米陶瓷盆特點(diǎn)：韌性、硬度、強(qiáng)度大納米材料“蚊子導(dǎo)彈”

利用納米技術(shù)制造的形如蚊子的微型導(dǎo)彈即納米導(dǎo)彈，能直接受電波遙控，可以神不知鬼不覺(jué)地潛入目標(biāo)內(nèi)部，其威力足以炸毀敵方火炮。坦克、飛機(jī)、指揮部和彈藥庫(kù)?？萍颊雇麑?shí)驗(yàn)探究02“綠色”能源

人類(lèi)一直在尋找各種高效和“綠色”的能源，新材料在這方面扮演了重要的角色?！熬G色”能源

比如傳統(tǒng)的電池污染環(huán)境，還不能重復(fù)使用。用鋰作電極制造出的鋰離子電池，體積小、質(zhì)量輕、能夠多次充電，對(duì)環(huán)境污染小。已經(jīng)被廣泛地用于移動(dòng)通信、小型攝像機(jī)等設(shè)備上。特點(diǎn)：體積小、質(zhì)量輕，能夠多次充電使用，對(duì)環(huán)境的污染小。鋰電池

人造地球衛(wèi)星上天，衛(wèi)星和宇宙飛船上的電子儀器和設(shè)備，需要足夠的持續(xù)不斷的電能，而且要求重量輕，壽命長(zhǎng)，使用方便，能承受各種沖擊、振動(dòng)的影響。利用多晶硅和非晶硅材料做成的太陽(yáng)能電池完全滿足這些要求特點(diǎn)：把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，效率高，成本小，無(wú)污染。太陽(yáng)能電池（硅光電池）“綠色”能源

特點(diǎn)：無(wú)污染、無(wú)噪聲、高效率。氫燃料電池“綠色”能源太陽(yáng)能咖啡屋利用太陽(yáng)能飛行太陽(yáng)能電池車(chē)太陽(yáng)能路燈太陽(yáng)能電池耳機(jī)科技展望實(shí)驗(yàn)結(jié)論03

記憶合金的主要成分是鎳和鈦。當(dāng)物體溫度達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了外形的變化。

物理性質(zhì)：有些合金在加熱時(shí)能像彈簧一樣被拉長(zhǎng)和扭曲，冷卻后保持這個(gè)形狀不變；當(dāng)再次加熱時(shí)，又恢復(fù)到被拉長(zhǎng)或扭曲前的形狀。這種合金叫形狀記憶合金。記憶合金記憶合金制成的彈簧記憶合金

現(xiàn)在已經(jīng)有多種形狀的記憶合金醫(yī)用支架，用于外科手術(shù)。還可以將記憶合金制成的彈簧安裝在熱水器的出水閥門(mén)內(nèi)，當(dāng)水溫超過(guò)某一溫度（例如80℃）時(shí)，彈簧自動(dòng)伸長(zhǎng)，將閥門(mén)關(guān)閉而停止出水，避免發(fā)生燙傷人的事故。記憶合金制成的“花朵”記憶合金

原來(lái)它的花瓣是用一種特殊的金屬片——記憶合金制成的，它原本是開(kāi)放的，后來(lái)被彎成合攏的，當(dāng)用燈泡把它加熱到一定的溫度時(shí)，就自動(dòng)恢復(fù)原狀，表現(xiàn)出它具有“記憶”能力。記憶合金的主要成分是鎳和鈦，它獨(dú)有的物理特性是：當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了外形的變化。

偏心曲柄型熱機(jī)是利用形狀記憶合金記憶回復(fù)特性，借助記憶合金彈簧在不同溫區(qū)（室溫溫度、熱水溫度）之間產(chǎn)生的力矩差驅(qū)使輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。以熱水為熱源，熱水溫度為65℃~85℃，操作時(shí)，將熱機(jī)置于熱水容器中，使熱水浸至軸心，則大、小雙輪即可連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

科技展望偏心曲柄型熱機(jī)拓展練習(xí)041.“采用最新技術(shù)制成的納米機(jī)器人小得像跳蚤一樣”，這里提到的“納米”是

的單位。4m=

nm。2.經(jīng)過(guò)納米方法處理的領(lǐng)帶具有很強(qiáng)的________性能，不沾水也不沾油。用納米陶瓷粉制成的陶瓷具有一定的________性，不易碎。3.我們?cè)谌粘Ｉ钪虚L(zhǎng)期使用的干電池具有輕便的優(yōu)點(diǎn)，但只能使用一次，丟棄后會(huì)

；鋰離子電池，具有體積

，質(zhì)量

，能夠多次充電，對(duì)環(huán)境污染

等特點(diǎn)。最理想的綠色能源是

。自潔4x109小輕長(zhǎng)度

韌污染環(huán)境小太陽(yáng)能鞏固練習(xí)4．科普展覽會(huì)上有一種神奇的金屬花，它的花瓣是用一種特殊的金屬片——形狀記憶合金制成的(如圖)。它具有記憶能力，制作時(shí)先將記憶合金制成的花瓣制成開(kāi)放狀態(tài)，然后在低溫下將花瓣閉合。當(dāng)燈光一照它會(huì)_________，如_____圖(填“左”或“右”)，當(dāng)關(guān)上燈它又會(huì)_________，如_____圖(填“左”或“右”)。開(kāi)放左閉合右記憶“花朵”5．下列各種能源中，屬于“綠色能源”的是（）A.太陽(yáng)能B.煤炭C.石油D.天燃?xì)?．關(guān)于“綠色”能源和記憶合金中，理解正確的是（

）A．所謂“綠色”能源是指顏色是綠色的能源，如包裝紙是綠色的鋰電池等。B．硅光電池比鋰電池更優(yōu)越絕對(duì)無(wú)污染。C．記憶合金是一種有記憶，能記住原來(lái)形狀的一種特殊金屬。D．一般金屬合在一起，能制成記憶合金。AB課堂小結(jié)特點(diǎn)：某些物質(zhì)尺度加工到1～100nm，物理、化學(xué)性質(zhì)與較大尺度比發(fā)生異常變

應(yīng)用：納米防水布、納米鏡子等

特點(diǎn)：體積小，質(zhì)量輕，無(wú)污染

應(yīng)用：鋰離子電池、硅光電池等

主要成分：鎳和鈦

物理性質(zhì)：溫度達(dá)到某一數(shù)值，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致外形變化

應(yīng)用：記憶花朵、記憶彈簧等

1.納米材料2.綠色能源3.記憶合金

物質(zhì)世界的尺度、質(zhì)量和密度北師大版八年級(jí)物理上冊(cè)第二章新材料及其應(yīng)用

目錄01學(xué)習(xí)目標(biāo)02復(fù)習(xí)引入03新課講授04課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)了解納米材料。認(rèn)識(shí)了解“綠色”能源。了解記憶合金。新課引入新材料：是指新近發(fā)展的或正在研發(fā)的、性能超群的一些材料，具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。

新材料的研制和應(yīng)用，給人們的生活帶來(lái)了無(wú)限的驚喜。21世紀(jì)科技發(fā)展的主要方向之一是新材料的研制和應(yīng)用。新材料的研究，是人類(lèi)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用向更深層次的進(jìn)軍。知識(shí)學(xué)習(xí)一、納米材料將某些物質(zhì)的尺度加工到1nm~100nm時(shí),它們的物理性質(zhì)或者化學(xué)性能與較大尺度時(shí)相比,發(fā)生了異常的變化,這種材料就稱(chēng)為納米材料。知識(shí)學(xué)習(xí)一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：1.材料的特征尺寸在1—100nm之間，2.材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。知識(shí)學(xué)習(xí)納米材料的應(yīng)用(1)洗衣機(jī)桶的表面上用了納米尺度的氧化硅微粒和金屬離子的組合,就具有抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的功能。知識(shí)學(xué)習(xí)(2)普通領(lǐng)帶的表面經(jīng)過(guò)納米技術(shù)處理后,會(huì)有很強(qiáng)的自潔性能,不沾水,也不沾油，可保持領(lǐng)帶永潔常新。納米材料的應(yīng)用知識(shí)學(xué)習(xí)納米材料的應(yīng)用(3)用納米陶瓷粉制成的陶瓷,和普通陶瓷相比,具有一定的韌性。納米陶瓷保溫杯知識(shí)學(xué)習(xí)納米材料的應(yīng)用(4)用金屬納米顆粒粉制成的金屬,強(qiáng)度增大十幾倍,而且可拉伸長(zhǎng)度增大幾十倍。納米電子元件知識(shí)學(xué)習(xí)知識(shí)學(xué)習(xí)納米防水材料，在充滿蒸汽的浴室內(nèi)依然光亮。納米防水布碳納米管納米墻壁漆知識(shí)學(xué)習(xí)二、“綠色”能源“綠色”能源指的是無(wú)污染或低污染的能源。

能源危機(jī)讓人類(lèi)一直在尋找各種高效和環(huán)保的“綠色”的能源。新材料在這方面扮演了重要的角色。知識(shí)學(xué)習(xí)常見(jiàn)的“綠色”能源以電源為例,常見(jiàn)或常用的“綠色”能源有鋰離子電池、硅光電池、氫燃料電池等。干電池不能重復(fù)使用，對(duì)環(huán)境有污染。知識(shí)學(xué)習(xí)（1）鋰離子電池體積小、質(zhì)量輕、能多次充電、對(duì)環(huán)境污染小,已廣泛應(yīng)用到移動(dòng)通信、小型攝像機(jī)等設(shè)備上。知識(shí)學(xué)習(xí)(2)硅光電池能把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,并且無(wú)污染,主要應(yīng)用到人造衛(wèi)星上。知識(shí)學(xué)習(xí)(2)硅光電池多晶硅、非晶硅材料能制造大面積的太陽(yáng)能電池，提高效率、降低成本。1m2可提供100多瓦。知識(shí)學(xué)習(xí)

(3)氫燃料電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,具有無(wú)污染、無(wú)噪聲、高效率的特點(diǎn),可以為汽車(chē)等動(dòng)力設(shè)備提供能量。知識(shí)學(xué)習(xí)三、記憶合金有些合金在加熱時(shí)能像彈簧一樣被拉長(zhǎng)或扭曲，冷卻后可以保持這個(gè)形狀不變；當(dāng)再次加熱時(shí)，它們又恢復(fù)到被拉長(zhǎng)或扭曲前的形狀，這種合金叫形狀記憶合金。1.記憶合金的主要成分是鎳和鈦。2.它獨(dú)有的物理特性是當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí),材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,從而導(dǎo)致了外形的變化。知識(shí)學(xué)習(xí)記憶合金的應(yīng)用

(1)醫(yī)學(xué)上：現(xiàn)在已經(jīng)有多種形狀的記憶合金醫(yī)用支架,用于外科手術(shù)。

（2）生活中：記憶合金制成的彈簧安裝在熱水器的出水閥門(mén)內(nèi),當(dāng)水溫超過(guò)某一溫度(例如80℃)時(shí),彈簧自動(dòng)伸長(zhǎng),將閥門(mén)關(guān)閉而停止出水,避免發(fā)生燙傷人的事故。知識(shí)學(xué)習(xí)(3)航空航天領(lǐng)域：記憶合金在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成