5.5 新材料及其应用（教学课件）物理沪粤版2024八年级上册

该初中物理课件聚焦纳米材料、半导体材料、超导材料的特性及应用，通过纳米自洁玻璃、发光二极管等生活实例导入，帮助学生建立“材料特性决定应用”的认知，作为连接物质属性与科技应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究（如“探究二极管单向导电性”实验）与科学态度（我国铜氧化物超导材料134K成果），通过特性推导应用（纳米吸波性→隐形飞机涂层）培养科学思维，练习题结合5nm芯片等科技前沿，学生能提升探究能力与民族自信，教师可高效落实核心素养教学。

沪粤版 八年级上册 第五章 质量与密度 5.5 新材料及其应用 学习目标 1．科学观念：了解纳米材料、半导体材料、超导材料的基本特性（如纳米材料性能显著变化、半导体单向导电、超导材料零电阻）；掌握三种新材料的典型应用场景，建立 “材料特性决定应用” 的认知； 2．科学思维：通过分析新材料特性与应用的对应关系（如纳米材料吸波性→隐形飞机涂层），培养从特性推导用途的逻辑推理能力；对比三种材料的差异，提升分类归纳能力； 3．科学探究：参与 “浓墨涂层吸收电磁波”“探究二极管单向导电性” 等跨学科实践活动，掌握实验设计、现象观察、结果分析的基本方法；能通过查阅资料了解新材料研究进展，提升探究能力； 4．科学态度与责任：认识我国在超导材料等领域的世界先进成果（如铜氧化物超导材料零电阻温度 134 K），增强民族自信心；体会新材料对科技发展的推动作用，培养关注科技前沿的意识。 重点难点 1．三种新材料的核心特性：纳米材料：微粒达纳米尺寸时性能显著变化；半导体材料：导电性能介于导体与绝缘体之间，晶体二极管具有单向导电性；超导材料：温度降至临界值时电阻接近于零； 2．新材料的典型应用：纳米材料：纳米陶瓷、碳纳米管、隐形飞机涂层等；半导体材料：电子表、计算机、数码设备等电子元器件；超导材料：节能输电、医学成像设备等。 1．材料特性与微观结构的关联：理解 “纳米尺寸”“临界温度” 等概念对材料性能的影响，如纳米材料微粒尺寸缩小为何导致性能突变； 2．抽象特性的具象化：将 “单向导电”“零电阻” 等抽象特性与实际应用（如二极管整流、超导输电节能）建立直观联系。 情景引入 随着人类对物质属性的研究的不断深入，各种新材料层出不穷，它们越来越多地进入到我们的生活，正改变着我们的生活方式和提高我们的生活质量。比如纳米自洁玻璃、纳米芯片、发光二极管、半导体材料、隐形材料等等，你了解它们吗？ CONTENTS 探究新知 01 03 超导材料的特性及其应用 02 半导体材料的特性及其应用 纳米材料的特性及其应用 PART ONE 纳米材料的特性及其应用 阅读感悟 纳米材料的特性及其应用 1、纳米是一个长度单位：1nm=10-9m 2、1nm小到什么程度？(10个分子紧密排布 的尺度，大约是一根头发丝的1%) 3、纳米材料除了其基本单元空间尺度小 外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。 当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化。 黄金 黄金的纳米颗粒 阅读感悟 纳米材料的特性及其应用 PART TWO 半导体材料的特性及其应用 阅读感悟 半导体材料的特性及其应用 此时闭合开关，小灯泡不会亮。 改变电流的方向，再闭合开关，小灯泡就会亮起来了。 介于导体和绝缘体之间的物体，锗、硅、砷化镓等都是半导体材料 半导体材料做成的晶体二极管具有单向导电性 阅读感悟 半导体材料的特性及其应用 数字电视机 选择数字电视便是选择了一种高品质，新时代的生活方式。 半导体材料的发展历程及应用领域 半导体材料是半导体工业的基础，是信息技术和产业发展的“粮食”。 半导体材料应用已经成为衡量一个国家经济发展科技进步和国防实力的重要标志。 PART THREE 超导材料的特性及其应用 阅读感悟 超导材料的特性及其应用 当温度降到一定时，材料的电阻变为零的特性称为超导体 2、超导材料的应用： （１）利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。 （２）超导材料种类多，应用广泛。 课堂小结 结束语 同学们，物理的学习之旅已然启航，这一学期，老师会始终陪伴在你们身旁，与你们共同探索物理世界的奥秘。在这过程中，老师会像朋友一样，倾听你们的疑问，分享你们的收获。当你们遇到难题时，别着急，老师会和你们一起分析，引导你们找到解决问题的方法；当你们有了新的发现，老师会为你们鼓掌，鼓励你们继续深入探究。 老师也期待着能和你们共同成长。在课堂上，希望你们积极发表自己的见解，因为你们独特的想法，说不定会给老师带来新的启发。让我们一起在物理的知识海洋里，相互学习，共同进步。老师相信，只要我们携手共进，这一学期，你们在物理学习上一定会取得让自己满意的成绩。未来的日子，愿你们在物理学习中保持热情，收获知识，不断成长，去发现更多物理世界的精彩！ 布置作业 1．纳米技术及其应用。 “纳米（nm）”是长度的度量单位，假设一根头发的直径是0.05mm，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是一纳米。0.05mm=________nm。纳米技术，是研究结构尺寸在1纳米的材料，强度和硬度大大高于原来的材料，且有良好的韧性。如图是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线________（选填字母“a”或“b”或“c”）；由于纳米尺度的特殊性，则纳米粒子进入人体的途径可能是________。（选填字母“A”“B”或“C”“D”）①皮肤直接接触纳米粒子 ②呼吸时把纳米粒子吸入肺部 ③进食含有纳米粒子的食物 A．只有①和②    B．只有①和③     C．只有②和③    D．①、②和③ 【答案】5×104 c D 【答案】 5×10-9 半导体 导热 2．华为Mate60Pro的发布标志着我国在高端制造领域又一次超越，其搭载的麒麟9000S处理器为5nm制程芯片。5nm可换算成________m，芯片的主要材料是________（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。部分手机的散热材料是石墨烯晶体，用石墨烯做散热材料是因为它具有优良的________（选填“导热”或“导电”）性能。 3．关于超导材料，下列说法正确的是（　　） A．是绝缘体材料 B．是半导体材料 C．常温常压下电阻为零 D．用来输电可减少电能损耗 【答案】D 4．阅读下面的短文： 材料与社会发展 我们周围的生活用品是由各种材料制成的：金属、陶瓷、玻璃、塑料等等。一般来说，不同的材料具有不同的物理性质。除密度不同外，材料的导电性、磁性、弹性、硬度、延展性等也往往各不相同。生活、生产中，人们利用各种材料的优点，设计出所需的物品。某一种新材料的问世，往往会引起人类社会的重大变革。当今，问世的新材料及其特性有： ①铌钛：实用超导材料的代表。 ②太阳能电池材料：多层复合太阳能电池，转换率可达40%。 ③气凝胶：具有低密度、低热导率，隔热保温优异等特性。 ④钕铁硼：高性能永磁材料。 ⑤离子液体：在热稳定性、导电性等方面具有独特的优势。 …… 仿照示例，对短文中提到的某种新材料的应用及优点，说出你的设想（示例除外）： 【示例】用铌钛材料制成导线 导线没有电阻，导电时不会发热。 （1）________________________________________________________。 （2）________________________________________________________ 。 【答案】(1)利用②中太阳能电池材料的光电转换效率高，可以制成太阳能汽车的太阳能电池板。 (2)利用③中气凝胶的密度低、低热导率，隔热保温优异，可以制成保温箱；或利用④中钕铁硼的高性能永磁，可以制成高性能电动机的永磁体；利用⑤中离子液体的优异导电性，可以制成电池的电解液。 时光总在不经意间镌刻下成长的印记。当学期的尾声如轻雪般悄然而至，我们站在 2025 与 2026 的交汇点上，既怀揣着对过往的感恩，更满载着对未来的憧憬。 这个时代总在以波澜壮阔的姿态向前奔跑，让每个追光者都在思考：如何在时代洪流中锚定方向？如何让青春的力量在探索中绽放光芒？答案或许就藏在我们这学期的每一节课堂、每一次讨论、每一份坚持里。正是那些未知的挑战与求知的渴望，让成长之路变得丰盈而深刻。 此刻最想铭记的，是知识传递中那些温暖的注脚。特别感谢那位独具匠心的物理老师，是您选择的 “物理怪怪怪” 课件，让抽象的公式变成了灵动的思维密码。那些凝聚着编者心血的课件页面，不仅搭建了知识的桥梁，更点燃了我们对科学的好奇 —— 它们像星群般照亮课堂，让知识在交流中生生不息。 也要向学科网这片教育沃土致敬。它让无数教育者的热忱有了栖息之地，也让我能以教师的身份，在这里传递对教育的热爱。教育本就是一场温暖的遇见，我们在知识的海洋里结伴而行，便不惧前路漫长。 寒假的钟声即将敲响，愿这冬日的休憩时光，能为每个人蓄满前行的力量。祝愿所有同学和家人在岁月流转中平安喜乐，阖家温暖；愿新年的曙光里，我们都能带着今日的收获与感动，继续以信念为帆，以进取为桨，在教育的星河中，在成长的征途中，共同书写更加璀璨的明天！ 致冬日里的追光者：学期终章的回望与期许 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.12.100 $$随着科学家们的努力研究，很多新材料逐渐步入我们的生活。这次我就来介绍几种新材料及其特性。首先要请出的是纳米材料纳米，那是什么？能吃吗？其实纳米是个长度单位，它是十的负9次方米。当材料的威力小到纳米的尺寸时，材料的性能就会发生显著的变化。比如说纳米陶瓷材料在室温下就可以任意弯曲，纳米钢管跟普通钢相比强度提高到100倍，纳米磁性材料做成的硬盘跟普通硬盘相比可以记录十倍以上的内容。除了这些之外，纳米复合材料还可以做成隐形材料。如果把它涂在飞机上，雷达上就看不到这架飞机了。这个原理是雷达向外发射信号，本来如果碰到了飞机，信号就会被反射回来，根据这个反射波，雷达就知道这儿有飞机了。但是隐形材料可以吸收电磁波，几乎不反射，所以雷达没有接收到反射信号，就看不到隐形飞机了。除了纳米材料，半导体材料也很神奇，它的导电性能介于导体和绝缘体之间，锗、硅、砷化镓都是典型的半导体，用半导体可以制成二极管，比如这就是个发光二极管，把它连到电路中，它会发光，但如果把它调个个，它就不发光了，说明电流只能从一个方向通过它，这就是单向导电性，是不是很有趣呀？还有更神奇的呢，1911年荷兰物理学家昂内斯发现，如果温度下降到非常非常低，汞的电阻会突然变成0，电流畅通无阻。他把这种现象命名为超导现象。能发生超导现象的材料也就叫超导材料了。如果能用超导材料输电，在线路上就没有电能损耗，是非常节能环保的。可惜能发生超导现象的温度实在是太低了，常温超导还没有实现。希望你长大以后可以接过接力棒，跑到常温超导的终点。好了，我就说这么多，除了纳米材料、超导材料、半导体材料，其实还有很多有趣的新材料，你也可以自己去了解一下哟。不过现在还是先把题刷了吧。