初中物理-沪科版九年级物理 材料的开发和利用教学课件设计

人们的衣食住行嫦娥三号神舟十号与天宫一号成功分离第三节材料的开发和利用

学习目标1.了解材料与社会的关系，知道人类利用材料的历程。2.掌握导体、绝缘体及半导体的特点及其应用。3.了解新型材料如超导材料和纳米材料的特点与应用。一、材料与社会发展原始人利用石材制造的工具。（1）旧、新石器时代：原始人利用不同性能的天然材料（木材、石头、动物的皮、骨做成工具或生活用品旧、新石器时代青铜时代（2）青铜时代（大约5000多年前）人们学会冶炼金属铜，并用它来制造工具........铸钟。我国是世界上掌握青铜冶炼技术的国家之一。马踏飞燕。我国东汉时期的艺术珍品。铁器时代（3）铁器时代：为制造机器提供了材料基础，开创了人类的新纪元.我国出土的铁制工具。传统拉索桥“?”时代？以高性能钢铁材料为主要建筑原料的现代拉索桥电缆线中的铜芯绝缘手套和绝缘靴绝缘子铅锑合金制成的保险丝1、根据材料的导电性能，材料可分为：导体：二、材料的导电性常见的导体材料有：请思考：站在大地上触摸火线为什么会触电？因电路老化引起的火灾为什么不可以用水扑灭？导体材料的用途：导体、

绝缘体、半导体容易导电的材料（电阻很小）大部分金属材料、人体、大地、石墨、不纯净的水、酸碱盐的水溶液等。制作各种输电线的线芯、连接电路。绝缘体：常见的绝缘体材料有：绝缘体材料的用途：电线杆子上的绝缘子、输电线的塑料外皮、绝缘手套、绝缘靴外层的橡胶等不容易导电的材料。（电阻很大）塑料、陶瓷、玻璃、橡胶等隔离带电物体、防止漏电绝缘体材料在实际中的应用：实验探究：怎样判断材料是导体还是绝缘体1、设计电路2、观察现象被测物体铁钉塑料尺玻璃棒橡皮灯泡发光情况不发光发光不发光不发光3、结论：铁钉是导体，塑料尺、玻璃棒、橡皮是绝缘体。导体导电的原因通过观看视频，用自己的话说出导体容易导电，绝缘体不容易导电的原因。导体中有大量可以自由移动的电荷，绝缘体中的电荷被束缚住了，很难移动。半导体：常见的半导体材料有：3、半导体的用途：半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路半导体硅、锗、砷化镓等。导电性介于导体和绝缘体之间的材料。半导体元件：二极管：半导体二极管又叫晶体二极管，有两根引线，一正极，一负极，如下图。半导体二极管实验探究：半导体二极管单向导电特性

结论：半导体二极管只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极。即半导体二极管具有单向导电性。按甲图连接电路，灯泡_____发光。（选填“会”或“不会”）按乙图连接电路，灯泡_____发光。（选填“会”或“不会”）会不会集成电路集成电路的作用在电路中起减少元器件的个数和提高性能、方便应用。

三极管:可以对电信号起到放大作用。其他半导体元件光敏电阻：电阻随光照强度的改变而改变热敏电阻：电阻随温度的升高而减小思考：光敏电阻和热敏电阻在生活中有什么具体应用？请各举一例。一、超导现象和超导材料三、开发新材料2、超导材料：1、超导现象:当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻突然变为零，这种现象叫做超导现象能够发生超导现象的材料称为超导材料．3、超导材料具有哪些应用前景？观看视频，回答下列问题：4、超导材料在应用中主要存在哪一方面的困难？远距离输电、核磁共振仪、高能粒子加速器等使材料成为超导体需要在很低的温度下进行。二、超导磁悬浮导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。当一个磁体和一个处于超导态的超导体相互靠近时，磁体的磁场会使超导体表面中出现超导电流。此超导电流形成的磁场，在超导体内部，恰好和磁体的磁场大小相等，方向相反。这便产生了一个向上的浮力。这便是超导磁悬浮现象。

超导磁悬浮现象有什么应用前景？有什么优点？应用前景：制造超导磁悬浮列车、超导船等。优点：在悬浮无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性，并有效减少机械磨损。<二>、纳米材料纳米超晶格想象中的纳米“机器人”计算机芯片中的纳米导线纳米(nm):纳米是长度单位，1nm=10-9m，相当于万分之一头发的粗细.纳米技术:是指通过直接操纵单个原子、分子来组装和制造物质的技术。纳米材料:

在纳米量级内调控物质结构制成的具有特异性能的材料.

当物质颗粒小到纳米量级后，这种物质就可被称为纳米材料。神奇的是同一种物质，因为构造上以纳米为单位的变化，其物理性质与化学性质便会产生意想不到的巨变。比如，原来是导体的铜等金属，在尺寸减小到几个纳米时就不导电了；而绝缘的二氧化硅等，当尺寸减小到几个纳米或十几个纳米时，电阻会大大减小，失去绝缘体特性，变得能够导电。通常情况下陶瓷是脆性材料，因而限制了它的应用范围，而纳米陶瓷却变成了韧性材料，在常温下能弯曲，不怕摔，坚固无比。正因为纳米材料具有独特的性质，因此它可能存在奇妙的应用前景。

我们每个人在脱衣服时都曾有过被静电所扰的经历，而应用纳米技术，在化纤布料中加入少量的金属纳米微粒就可以使这一问题迎刃而解，而且将纳米颗粒放到织物纤维中去，做成的衣服不沾水又防污。在食物中添加纳米微粒，可以除味杀菌，聪明的厂家已利用这一技术生产出可以抗菌的冰箱。纳米陶瓷粉体作为涂料的添加剂也得到广泛的应用，这些特种涂料涂在塑料或木材上，具有防火、防尘和耐磨的性能。玻璃和瓷砖表面涂上纳米薄层，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，任何粘在表面上的脏物，包括油污、细菌，在光的照射下，由于纳米的催化作用，都可以变成气体或者容易被擦掉的物质。纳米技术在实际生活中的应用拓展提升——

材料的合理利用

材料的发展及大量使用除了给人类带来极大的物质便利外，也带来了不小的资源和环境问题。材料的发展给我们带来了哪些问题？我们应该怎么做？白色污染、固体废弃物污染、电子产品污染等减少使用一次性薄膜方便袋、垃圾分类处理、集中掩埋等。课堂测试1、以下关于材料与社会发展之间的关系的说法中不正确的是（）A.材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础B.材料的发展促进了社会生产力的提高C.新材料的发现离不开科学技术作保障D.新材料的利用对社会的发展始终是有益的2.自动照相机的感光元件由光敏电阻制成，它能够根据光的强弱自动调节曝光量，其主要材料是（）A.磁性材料B.纳米材料C.半导体D.超导体DC3.超导材料是一种______为零的材料，因此，人们想到用他来实现既能远距离输送极