北師大版物理八上24新材料及其應(yīng)用(2課時)(已修改)
2024-12-04 21:53 本頁面
【正文】 北師大版物理 《 新材料及其應(yīng)用 》 教 案 2 教學(xué)目標(biāo) 初步認(rèn)識納米材料的高科技應(yīng)用。 常識性了解“綠色”能源。 常識性了解記憶合金在各種領(lǐng)域的應(yīng)用 通過介紹一些新材料的應(yīng)用，激發(fā) 學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極主動性。 教學(xué)重點(diǎn) 初步認(rèn)識納米材料的高科技應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn) 了解記憶合金的“記憶”能力。 學(xué)生課前準(zhǔn)備 學(xué)生上網(wǎng)查找有關(guān)納米材料的資料，并分類總結(jié)。 教學(xué)過程 一、納米材料 21世紀(jì)是科技高速發(fā)展的一個世紀(jì)，其主要方向之一就是新材料的研制和應(yīng)用 。新材料的研究是人類對物 質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識和應(yīng)用向更深層次的進(jìn)軍。 我們在本章開始的時候就學(xué)習(xí)了物質(zhì)的尺度，知道了納米這個單位。這個單位實(shí)在是太小了，過去我們在生活中沒有關(guān)注它，但現(xiàn)在卻成了人們談?wù)摰臒衢T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)與較大尺度時比，發(fā)生了異常的變化，這就稱為納米材料。一些新穎的納米材料被應(yīng)用到某些產(chǎn)品上，產(chǎn)生了神氣的效果。 （投影）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)菌生長的功能。 （ 2）普通領(lǐng)帶的表面經(jīng) 過納米方法處理后，會有很強(qiáng)的自潔性能，不沾水，也不沾油。 （ 3）用納米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韌性，用于制造發(fā)動機(jī)的缸體，汽車會跑的更快。 教師總結(jié)：納米材料在高科技上還有很多應(yīng)用，下面就由同學(xué)們來介紹吧，請同學(xué)們將 昨天老師布置的要求你們上網(wǎng)查找有關(guān)納米 材料的資料拿出來。 學(xué)生發(fā)言并討論。 教師總結(jié)，并對同學(xué)們的表現(xiàn)給予肯定和表揚(yáng)。 二、“綠色”能源 人類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。以電源為例，長期以來使用的干電池具有輕便的優(yōu)點(diǎn)，但只能使用一次，丟棄后會污染環(huán) 境；鉛蓄 電池能反復(fù)使用，但是又太笨重了。鋰是密度最小的金屬，只有 ,大約是鉛的1/鎳的 1/16。用鋰作電極制造出的鋰離子電池 ,它具有體積小 、質(zhì)量輕、能夠多次 充電 ,對環(huán)境污染小等特點(diǎn) ,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于移動通信、小型攝像機(jī)等設(shè)備上。并且完全不會造成污染。 我們在第一章的學(xué)習(xí)中認(rèn)識了晶體 ,最初的光電池就是用硅的單晶體制造的 ,面積只能做到幾十平方厘米。近年來開發(fā)的多晶硅和非晶硅材料 ,能夠制造出大面積的太陽能電池 ,發(fā)電的效率提高、成本下降 ,1m3的面積可以提供 100多瓦的電力。人造衛(wèi)星 離不開它，家庭生活中也可以使用它。 三、記憶合金 （播放錄象）：科普博覽會上的神奇金屬花。 同學(xué)們剛才看到的這種金屬花很奇特吧，它是根據(jù)什么道理制成的呢？ 原來它的花瓣是用一種特殊的金屬片 —— 記憶合 金制成的，它原本是開放的，后來被彎成合攏的，當(dāng)用燈泡把它加熱到一定的溫度時，就自 動恢復(fù)原狀，表現(xiàn)了它具有“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，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致了外型的變化。 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內(nèi)，當(dāng)水溫超過某一溫度（例如 80℃）時，彈簧自動伸長，將閥門關(guān)閉而停止出水，避免發(fā)生燙傷人的事故。 四、課堂小結(jié) 我們學(xué)習(xí)了納米材料的高科技應(yīng)用。 了解“綠色”能源和記憶合金。 五、布置作業(yè) 上網(wǎng)查找有關(guān)“綠色”能源和記憶合金的應(yīng)用，并完成一篇小論文。 補(bǔ)充資料 神奇的記憶合金 1932 年 ,瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到 記憶 效應(yīng)，即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時 ，它又可以魔
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