6.4 探索新材料-2024-2025学年八年级物理下册同步课件（北师大版2024）

第六章 质量和密度 第四节 探索新材料 什么是新材料？新材料具有什么特点？ 观察与思考 新材料 指新出现的或正在发展中的材料，它具有传统材料所不具备的优异性能或特殊功能，如在密度、强度、硬度、耐磨性、耐蚀性、抗辐照等某一方面或多个方面具有优越的性能。 任 务 分 解 1、通过探索材料的发展演变过程，认识材料对社会发展的作用 2、认识新材料，了解新材料的性能 3、通过调查校园或社区垃圾的处理情况，认识材料发展对环境的影响 任务一：认识材料对社会发展的作用 甲骨文 石鼓文 汉简 帛书 东汉蔡伦改进造纸术 电子书写 1、以文字书写为例： 请以小组为单位，通过查阅资料或参观博物馆，调查某一物品或某一领域所用材料的演化变迁，了解材料的发展演化对人类生活的影响，以手抄报或壁报的形式进行展示交流。 要求：1.选择与材料演化相关的主题进行创作。 2.内容要真实科学，切忌杜撰。 3.图文并茂，版面整洁，视觉吸引力强。 实践活动 任务一：认识材料对社会发展的作用 以我国服饰所用材料为例： 最早的衣服由兽皮简单缝制而成，或用树皮、树叶、草编织而成 兽皮、树皮、树叶、草 实践活动：调查某一物品或某一领域所用材料的演化变迁 商代，衣服的材料开始以丝、麻为主，丝即丝绸，由蚕丝纺织而成，麻即麻布，由麻类植物的纤维纺织而成 丝、 麻 丝绸衣服 麻布衣服 棉花在汉代传入我国，明代以后棉花纺织而成的棉布成为我国衣服制作的主要材料 棉 花 棉布 棉布衣服 现代，‌随着化工产业的兴起和加工工艺的发展，出现了化纤、混纺、仿皮毛、仿丝绸等材料，衣服的材料更加多样化 化纤、混纺等 化纤布料 仿皮毛衣服 制作铲子所用材料的演变 石铲 青铜铲 1 任务二：认识新材料 合金铲 嫦娥五号的机械铲 电视机屏幕材料的演变 LED电视 CRT阴极射线管 LCD液晶显示 OLED电视 QLED电视 2 轻质材料 气凝胶 微晶格材料 3 气凝胶是世界上最轻的固体之一，密度仅有0.2kg/cm3，甚至更小，被称为“冻结的烟”。 具有密度小、耐压、熔化温度高、隔热性能好、对光的偏折能力低、绝缘性能好等特点，是航天探测中的重要材料。 用镍金属通过3D打印制成，是世界上最轻的金属材料之一。 具有超强的抗压缩和能量吸收能力，非常适用于抗压减振。 新材料是指新出现的或正在发展中的材料，它具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能，如在密度、强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗辐照等某一方面或多个方面具有优异的性能。 石墨烯 气凝胶 泡沫金属 材料名称 用途 性能 便利 新材料调查 调查一下，在生活和工农业生产中哪些地方用到了新材料，填写表格。 实践活动 4 实践活动：调查生活和生产中的新材料 材料名称 用途 特性 便利 柔性玻璃 柔性显示屏、可折叠手机 柔韧性好 提供更大的屏幕空间 碳纤维 碳纤维自行车、碳纤维钓鱼竿 密度小、强度高 更轻便，且结实耐用 柔性玻璃 折叠手机 碳纤维布 碳纤维自行车 塑料袋 农用地膜 一次性餐具 饮料瓶 这些塑料制品难以降解，会在土壤、水体中存在上百年，被称为“白色污染”，会对生态环境造成严重污染，给野生动植物和人类生命安全带来危险。 任务三：认识材料发展对环境的影响 电池污染 光污染 材料的研发和使用与环境保护并不冲突 通过不断研发更环保的材料，优化生产工艺，绿色发展是能够实现的。 以造纸为例，造纸行业产生的废水量。曾一度占工业废水总量的1/5，如今我国制浆造纸水污染全过程控制循环技术取得突破，让造纸行业走上了清洁生产、循环经济的道路。 调查自己所在学校或社区的垃圾处理情况，结合对学校或社区垃圾处理的调查情况，从环境保护的角度，围绕大家在日常学习和生活中对各类材料的使用提出一些合理建议，形成实践报告，并在班级中进行交流。 要求：1.要实地调查，获取真实信息，切忌网上抄袭。 2.查阅资料，结合自己的思考提出使用材料的合理建议。 3.语言简洁且逻辑性强，图表并用，可读性强。 实践活动 树立环保意识，保护生态环境 为减少材料的使用对环境造成的危害，我们应树立环保意识，不使用对环境有不可逆破坏的材料制品，少使用对环境有严重影响的材料制品，做好日常生活垃圾分类，切实保护生态环境。 课堂小结 （一）认识材料对社会发展的作用 （二）认识新材料 1.制作铲子所用材料的演变 2.电视机屏幕材料的演变 3.轻质材料 4.实践活动 （三）认识材料发展对环境的影响 课堂练习 1.石墨烯是一种由单层碳原子构成的新材料，它具有许多优异的物理性质。以下不是石墨烯特性的是（ ）。 A.高导电性 B.极高的强度 C.透明性 D.低导热性 2.生物降解材料是一种环保新材料，它可以在自然条件下分解，减少对环境的影响。以下物品最可能使用生物降解材料制作的是（ ）。 A.不锈钢餐具 B.玻璃水杯 C.塑料购物袋 D.纸质笔记本 D C 1.纳米陶瓷作为新材料应用广泛，它具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点。下列选项中最不适合使用纳米陶瓷材料的是（ ） A.装强酸性液体的容器 B.切割金属的刀具 C.录音棚内的吸音材料 D.C919 客机的外表涂层 C 自我检测 2.我国的航天事业处于世界领先水平，从地球同步通信卫星到鹊桥中继星的研发与应用，从载人航天到空间站建设，从嫦娥探探月到天问一号探访火星，这些都离不开火箭发射。火箭在发射过程中要穿越稠密的大气层，为此，搭载航天器的火箭要求外壳轻巧、耐高温。火箭外壳材料应具有的物理属性是（ ） A.密度大，熔点高 B.密度小，熔点高 C.密度大，熔点低 D.密度小，熔点低 B 3.膜结构是建筑行业中新发展起来的一种结构形式，它是一种具有一定强度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。国家游泳中心“水立方”是世界上首个完全由膜结构进行全封闭的大型公共建筑。它采用的 ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜只有一张牛皮纸厚，捧在手上轻若鸿毛。ETFE膜的延展性、耐火性、绝热性都非常出色，即便是冰雹撞击薄膜的较大响声也无法传递到场馆之内。通过以上信息可以推断，这种建筑材料不具备的特点有（ ） A.熔点低 B.韧性好 C.密度小 D.隔音性较好 A 4.碳纤维是一种陶瓷纤维类材料，具有强度高、耐高温、耐腐蚀等特性，可以加工成各种织物。将碳纤维与玻璃纤维、金属铝等材料复合后，“复合材料”的耐磨损、耐疲劳等特性可以有效增强。请根据上述信息分析并阐述，碳纤维及其复合材料可以在哪些领域发挥作用。 解：一些领域中部分材料所处的环境较为恶劣，要求这部分材料具有强度高、耐高温、耐腐蚀等特性；部分材料被使用的时间长、次数多，要求这部分材料具有耐磨损、耐疲劳等特性。这些领域包括航空航天、轨道交通、汽车工业等、体育器材等，所以碳纤维及其复合材料可以在这些领域发挥作用。 Lavf57.62.100 $$