滬科版九年級(jí)下冊(cè)初中物理 教學(xué)課件 第3節(jié) 材料的開(kāi)發(fā)和利用

1、第二十章 能源、材料與社會(huì)第3節(jié) 材料的開(kāi)發(fā)和 利用1課堂講解2課時(shí)流程材料的導(dǎo)電性材料的特性新材料課后作業(yè)逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)當(dāng)堂檢測(cè)材料在人類(lèi)發(fā)展的歷史進(jìn)程中有著極其重要的作用。原始人利用石材制造的工具。鑄鐘。我國(guó)是世界上掌握青銅冶煉技術(shù)的國(guó)家之一。馬踏飛燕。我國(guó)東漢時(shí)期的藝術(shù)珍品。我國(guó)出土的鐵制工具。傳統(tǒng)拉索橋南昌贛江八一大橋美國(guó)金門(mén)大橋人類(lèi)發(fā)展過(guò)程中先后經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅時(shí)代和鋼鐵材料時(shí)代。人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展與人們對(duì)材料的認(rèn)識(shí)、開(kāi)發(fā)和利用密切相關(guān)。材料的發(fā)展也為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。下面我們學(xué)習(xí)材料的開(kāi)發(fā)和利用的知識(shí)。知1講1知識(shí)點(diǎn)材料的導(dǎo)電性根據(jù)材料的導(dǎo)電性能：材料可分為1. 導(dǎo)

2、體：容易導(dǎo)電的材料 常見(jiàn)導(dǎo)體： 各種金屬；酸、堿、鹽的水溶液；人體、大地、石 墨、水銀等。2. 絕緣體：不容易導(dǎo)電的材料 常見(jiàn)絕緣體： 陶瓷、玻璃、橡膠、塑料、各種油等。知1講3.半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料常見(jiàn)半導(dǎo)體：二極管、三極管、熱敏電阻、光敏電阻、集成塊等半導(dǎo)體的材料：硅、鍺、砷化鎵等知1講實(shí)驗(yàn)探究：發(fā)光二極管的獨(dú)特功能實(shí)驗(yàn)材料：電源、燈泡、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、接線板、接 線柱、半導(dǎo)體二極管 實(shí)物圖 操作現(xiàn)象 結(jié)論發(fā)光二極管A接正B接負(fù)二極管發(fā)光發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦訟接負(fù)B接正二極管不發(fā)光知1講探究：光敏電阻的獨(dú)特功能 實(shí)物圖操作現(xiàn)象 結(jié)論光敏電阻1.光敏電阻接入電路二極管發(fā)

3、光光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度而改變2.再用手指捏住光敏電阻二極管變暗知1講探究：熱敏電阻的獨(dú)特功能 實(shí)物圖操作現(xiàn)象 結(jié)論熱敏電阻1. 熱敏電阻接入電路燈不亮熱敏電阻的阻值隨溫度改變而改變。2. 再用燭焰加熱燈亮知1講知1講【例1】(湖南婁底)下列餐具中，通常情況下屬于導(dǎo)體的是()A玻璃杯B不銹鋼湯匙C瓷碗D竹筷通常情況下，玻璃杯、瓷碗、竹筷是絕緣體，不銹鋼湯匙是導(dǎo)體?！窘馕觥緽總 結(jié)知1講對(duì)于導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體，可以采用比較法進(jìn)行學(xué)習(xí)、理解。類(lèi)別定義導(dǎo)電或不導(dǎo)電原因常見(jiàn)物體應(yīng)用導(dǎo)體容易導(dǎo)電的物體含有大量可以自由移動(dòng)的電荷各種金屬、酸堿鹽的水溶液、石墨、人體和大地用來(lái)制作傳輸電能的導(dǎo)線絕緣體不容

4、易導(dǎo)電的物體內(nèi)部電荷幾乎全被束縛在原子核附近不能自由移動(dòng)玻璃、橡膠、陶瓷、塑料、油、空氣、純凈的水常用來(lái)隔離帶電體半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物體隨光照、溫度、壓強(qiáng)的不同導(dǎo)電能力不同硅、鍺、砷化鎵廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代電子科技中【中考蘇州】 在陶瓷、銅、鹽水、塑料、玻璃、水銀六種物質(zhì)中，通常情況下屬于導(dǎo)體的是()A B C D知1練1D如圖是測(cè)電筆的結(jié)構(gòu)圖，其中由絕緣體構(gòu)成的部分是()A金屬體筆尾B塑料外殼C電阻D彈簧知1練2B2知識(shí)點(diǎn)材料的特性彈性：材料受力會(huì)產(chǎn)生拉長(zhǎng)、壓 縮或彎曲等形變，除 去外力后，材料又看上去回復(fù)原狀，這就是彈性。橡膠是一種很好的彈性材料知2講彈性材料制造的發(fā)條用來(lái)儲(chǔ)存

5、時(shí)鐘運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的能量知2講知2講知2講硬度鉛筆的硬度不同，劃痕不一樣材料有軟有硬，較硬的材料能使較軟的材料產(chǎn)生劃痕、凹陷，或切削、磨損較軟的材料。硬度是描述材料的堅(jiān)硬程度的物理量。知2講延展性知2講銀錠可以拉制成絲。具有延展性的材料可以鍛打成片、拉成絲，大部分的金屬都具有延展性。知2練【中考濟(jì)南】(多選)小麗家今年新買(mǎi)了一輛轎車(chē)。高興之余，她通過(guò)對(duì)自己家車(chē)的觀察和了解，結(jié)合所學(xué)的物理知識(shí)，提出了以下幾種說(shuō)法。其中正確的是( )A輪胎用橡膠制成利用它良好的彈性B避震彈簧在被壓縮時(shí)彈性勢(shì)能會(huì)增加C倒車(chē)?yán)走_(dá)利用超聲波探測(cè)車(chē)后方情況D冬天為車(chē)加注的防凍液凝固點(diǎn)較高1A、B、C知3講3知識(shí)點(diǎn)新材料一、超

6、導(dǎo)材料為了制造物美價(jià)廉、性能更好的物品，人們正在不斷地研究性能更好、更容易制造的材料。其中有一種性能較好的材料叫超導(dǎo)材料。1911年，昂內(nèi)斯在研究汞電阻隨溫度的變化時(shí)，觀察到在測(cè)試溫度降低到4.2K時(shí)，汞的電阻突然降低到測(cè)量不到的微小值。從而發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。知3講超導(dǎo)體1. 超導(dǎo)現(xiàn)象和超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減小到無(wú)法測(cè)量的程度，可以認(rèn)為其電阻率突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)稱(chēng)為超導(dǎo)體。2. 轉(zhuǎn)變溫度TC ：材料由正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的溫度，叫做超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變溫度。3. 超導(dǎo)體的兩個(gè)基本特性：零電阻性、抗磁性。知3講很細(xì)的超導(dǎo)絲就可以輸

7、送強(qiáng)大的電流超導(dǎo)材料出現(xiàn)以后，人們首先想到的是利用超導(dǎo)體的零電阻性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率輸電。知3講超導(dǎo)材料不僅電阻為零，而且還有其他令人注目的特性。超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象使人們想到可以利用超導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)交通工具的無(wú)摩擦運(yùn)行，大大提高交通工具的安全性能和運(yùn)行速度。知3講納米技術(shù)“納米”譯自英文“nanometer”，它并不是什么特殊的物質(zhì)，而是一種度量單位。1納米等于十億分之一米，相當(dāng)于針尖大小的百萬(wàn)分之一，約相當(dāng)于45個(gè)原子串起來(lái)那么長(zhǎng)。納米技術(shù)就是指在納米尺寸范圍內(nèi)，通過(guò)直接操縱單個(gè)原子、分子來(lái)組裝和創(chuàng)造具有特定功能的新物質(zhì)。當(dāng)物質(zhì)顆粒小到100納米以下，這種物質(zhì)就可被稱(chēng)為納米材料。其物理性能與化學(xué)性質(zhì)就

8、會(huì)較原來(lái)有意想不到的巨變，這些“巨變”正在生物學(xué)、材料學(xué)、信息技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)，它們將對(duì)人類(lèi)未來(lái)的生活產(chǎn)生重大影響。知3講納米材料納米顆粒材料碳納米管知3講納米機(jī)械零件知3講計(jì)算機(jī)芯片中的納米導(dǎo)線想象中的納米“機(jī)器人”納米超晶格知3講納米衣服不用洗、“納米水”喝出健康?！凹{米硫磺”，在面膜、膏霜等化妝品中應(yīng)用納米硫材料，對(duì)治療脂溢性皮炎、螨蟲(chóng)、青春痘等有奇效。把用納米材料制成的骨頭構(gòu)架植入裂縫中，結(jié)果5個(gè)月后成功讓骨頭完全愈合。專(zhuān)家預(yù)言，借助納米技術(shù)，未來(lái)我們有可能用基因芯片、蛋白質(zhì)芯片組裝成“納米機(jī)器人”，通過(guò)血管送入人體去偵察疾?。粩y帶DNA去更換或修復(fù)有缺陷的基因片段。有可能用納米藥物

9、來(lái)阻斷血管餓死癌細(xì)胞。使用納米診斷儀只需檢測(cè)微量血液就可從蛋白質(zhì)和DNA上診斷出各種疾病。利用碳納米管，我們可以搭建強(qiáng)度比鋼高一百倍，但重量只有鋼的六分之一的新型建筑，摩天大樓將修得更高。而用碳納米材料替代硅芯片，將引發(fā)電腦行業(yè)的革命知3講【例2】超導(dǎo)體若能應(yīng)用到社會(huì)生活中，會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)很大的好處。各國(guó)科學(xué)家一直在努力尋找能夠在室溫下工作的超導(dǎo)材料。假如科學(xué)家已研制出室溫下的超導(dǎo)材料，你認(rèn)為它可做下列哪種用途()A電爐中的電阻絲B白熾燈泡的燈絲C保險(xiǎn)絲 D遠(yuǎn)距離輸電線D知3講電爐中的電阻絲、白熾燈泡的燈絲和保險(xiǎn)絲都是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的，而超導(dǎo)材料的電阻為零，所以電流在通過(guò)超導(dǎo)材料時(shí)，不會(huì)

10、產(chǎn)生熱量，因此無(wú)法工作；而遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，由于電線有電阻，所以電流在通過(guò)電線時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，會(huì)消耗掉一部分能量，如果用超導(dǎo)材料做輸電線，在電線上不會(huì)消耗能量，故超導(dǎo)材料可以用來(lái)做輸電線?！窘馕觥靠?結(jié)知3講 應(yīng)用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的電器，不能用超導(dǎo)材料來(lái)制作，因?yàn)槌瑢?dǎo)材料的電阻為零，電流通過(guò)超導(dǎo)材料時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱量。對(duì)于超導(dǎo)材料，下列說(shuō)法中不正確的是()A超導(dǎo)材料在一定條件下的電阻為零B超導(dǎo)材料可以用來(lái)制造電爐絲C利用在臨界溫度以下的超導(dǎo)材料輸電，在輸電線路上幾乎沒(méi)有電能損耗D超導(dǎo)材料的應(yīng)用目前主要還在實(shí)驗(yàn)階段知3練1B知3練下列關(guān)于納米材料的說(shuō)法中，正確的是()A納米材料只是尺寸比較小，它的性能與

11、普通材料相同B納米材料做成的存儲(chǔ)磁盤(pán)，貯存的信息量很少C納米材料可以降低材料的磁性D納米材料可以大大提高材料的強(qiáng)度和硬度2D1知識(shí)小結(jié)延展性 硬度 彈性絕緣體半導(dǎo)體 導(dǎo)體三極管二極管材料的開(kāi)發(fā)和利用常見(jiàn)材料半導(dǎo)體材料探索新材料應(yīng)用超導(dǎo)材料納米 材料1. 善于導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體，如：各種金屬、酸堿鹽的 水溶液、石墨、人體、大地等；不善于導(dǎo)電的物體 叫絕緣體，如：玻璃、橡膠、陶瓷等；導(dǎo)體和絕緣 體沒(méi)有明顯的界線。2. 由半導(dǎo)體材料制成的二極管的導(dǎo)電性能很特殊，具 有單向?qū)щ娦?，它只允許電流從正極流向負(fù)極。3. 物質(zhì)的電阻變?yōu)榱銜r(shí)的溫度叫做這種物質(zhì)的超導(dǎo)臨 界溫度。物質(zhì)的溫度高于超導(dǎo)臨界溫度時(shí)失去超導(dǎo)

12、 性，低于或等于超導(dǎo)臨界溫度時(shí)才具有超導(dǎo)性。1. 有關(guān)導(dǎo)體和絕緣體，下列說(shuō)法正確的是()A導(dǎo)體中有多余的電子，而絕緣體中沒(méi)有B導(dǎo)體對(duì)電荷的移動(dòng)沒(méi)有阻礙作用，而絕緣體有C絕緣體中幾乎沒(méi)有自由移動(dòng)的電荷D絕緣體不容易導(dǎo)電是因?yàn)榻^緣體內(nèi)部沒(méi)有電荷2易錯(cuò)小結(jié)C易錯(cuò)點(diǎn)：不能正確理解物體是否容易導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)2. (多選)關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A金屬和酸堿鹽的水溶液都能導(dǎo)電是因?yàn)樗鼈儍?nèi)部都有自由移動(dòng)的電荷B導(dǎo)體能導(dǎo)電而絕緣體不容易導(dǎo)電是因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)有電子，而絕緣體沒(méi)有C碳棒主要靠自由電子導(dǎo)電，而酸堿鹽的水溶液主要靠陰陽(yáng)離子D人體、大地、所有金屬、酸堿鹽的水溶液都是靠自由電子導(dǎo)電的B、D易錯(cuò)點(diǎn)：不能

13、正確理解物體是否容易導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)收集有關(guān)超導(dǎo)材料、納米材料的一些資料。1解：超導(dǎo)材料的應(yīng)用十分廣泛，涉及輸電、電機(jī)、交通運(yùn)輸、微電子和電子計(jì)算機(jī)、生物工程、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域。納米材料在以下領(lǐng)域中正顯示出越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景：材料和制備、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)等。寫(xiě)一篇小論文，談?wù)勀銓?duì)利用某些材料的性能來(lái)改進(jìn)人們生活的設(shè)想與建議。2解：略。提示：論文的內(nèi)容并不一定是生活實(shí)際，但必須符合科學(xué)、尊重事實(shí)，論點(diǎn)要正確，且有一定的高度，論據(jù)可以是實(shí)例，也可以是物理中的理論知識(shí)或科學(xué)推測(cè)等。在尊重事實(shí)和科學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行大膽的想象和推理，相信你能寫(xiě)出一篇好文章，記得要互相交流喲！關(guān)于半導(dǎo)體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能受溫度、光照、壓力等外界因素的影響比較大B收音機(jī)的二極管是半導(dǎo)體制成的C鹽水的濃度對(duì)導(dǎo)電性能有很大的影響