《物理：四、新材料及其应用教学设计（北师大版八年级上）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理：四、新材料及其应用教学设计（北师大版八年级上）（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节第四节 新材料及其应用新材料及其应用教学目标1、初步认识纳米材料的高科技应用。2、常识性了解“绿色”能源。3、常识性了解记忆合金在各种领域的应用4、通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习物理的热情，调动学习的积极主动性。教学重点1、初步认识纳米材料的高科技应用。教学难点1、了解记忆合金的“记忆”能力。学生课前准备学生上网查找有关纳米材料的资料，并分类总结。教学过程一、纳米材料21 世纪是科技高速发展的一个世纪，其主要方向之一就是新材料的研制和应用。新材料的研究是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。我们在本章开始的时候就学习了物质的尺度，知道了纳米这个单位。这个单位实在是太小了，过
2、去我们在生活中没有关注它，但现在却成了人们谈论的热门话题。原因是人们发现，将某些物质的尺度加工到 1100nm，它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上，产生了神气的效果。（投影）纳米材料的应用：（1）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。（2）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。（3）用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性，用于制造发动机的缸体，汽车会跑的更快。教师总结：纳米材料在高科技上还有很多应用，下面就由同学们来介绍吧，请同学们将
3、昨天老师布置的要求你们上网查找有关纳米材料的资料拿出来。学生发言并讨论。教师总结，并对同学们的表现给予肯定和表扬。二、“绿色”能源人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源，新材料在这方面扮演了重要的角色。以电源为例，长期以来使用的干电池具有轻便的优点，但只能使用一次，丢弃后会污染环境；铅蓄电池能反复使用，但是又太笨重了。锂是密度最小的金属，只有 0.534g/cm3,大约是铅的 1/20、镍的 1/16。用锂作电极制造出的锂离子电池,它具有体积小、质量轻、能够多次充电,对环境污染小等特点,已经被广泛地应用于移动通信、小型摄像机等设备上。并且完全不会造成污染。我们在第一章的学习中认识了晶体,最初的
4、光电池就是用硅的单晶体制造的,面积只能做到几十平方厘米。近年来开发的多晶硅和非晶硅材料,能够制造出大面积的太阳能电池,发电的效率提高、成本下降,1m3 的面积可以提供 100 多瓦的电力。人造卫星离不开它，家庭生活中也可以使用它。三、记忆合金（播放录象）：科普博览会上的神奇金属花。同学们刚才看到的这种金属花很奇特吧，它是根据什么道理制成的呢？原来它的花瓣是用一种特殊的金属片记忆合金制成的，它原本是开放的，后来被弯成合拢的，当用灯泡把它加热到一定的温度时，就自动恢复原状，表现了它具有“记忆”能力。记忆合金的主要成分是镍和钛，它独有的物理特性是：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，
5、从而导致了外型的变化。现在已经有多种形状的记忆合金医用支架，用于外科手术。还可以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。四、课堂小结1、我们学习了纳米材料的高科技应用。2、了解“绿色”能源和记忆合金。五、布置作业上网查找有关“绿色”能源和记忆合金的应用，并完成一篇小论文。补充资料神奇的记忆合金1932 年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆“效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。记忆合金的开
6、发迄今不过 20 余年，但由于其在各领域的特效应用，正广为世人所瞩目，被誉为“神奇的功能材料“。记忆合金在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。记忆合金在临床医疗领域内有着广泛的应用，例如人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器、介入导丝和手术缝合线等等，记忆合金在现代医疗中正扮演着不可替代的角色。记忆合金同我们的日常生活也同样休戚相关。仅以记忆合金制成的弹簧
7、为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。利用形状记忆合金弹簧可以控制浴室水管的水温，在热水温度过高时通过“记忆“功能，调节或关闭供水管道，避免烫伤。也可以制作成消防报警装置及电器设备的保安装置。当发生火灾时,记忆合金制成的弹簧发生形变，启动消防报警装置，达到报警的目的。还可以把用记忆合金制成的弹簧放在暖气的阀门内，用以保持暖房的温度，当温度过低或过高时，自动开启或关闭暖气的阀门。作为一类新兴的功能材料，记忆合金的很多新用途正不断被开发，例如用记忆合金制作的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以恢复原状。不久的将来，汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了，只要用电吹风加加温就可恢复原状，既省钱又省力，实在方便。
