6.2 材料的性能与规划（教学课件）通用技术苏教版2019必修1

6.2 材料的性能与规划 苏教版必修《技术与设计1》 高中通用技术 目录 一、 学习目标 二、 课堂导入 三、 技术探究 四、 课堂小结 五、 拓展延伸 六、 课堂练习 学习目标 一 1.通过案例分析，比较常见材料的应用环境。 2.通过活动体验，比较常见材料的特性。 3.能根据设计方案和产品用途，选择合适的材料，并对材料进行合理的规划。 二 课堂导入 为什么塑料夹子一晒太阳就“变老变脆”？ 为什么做桌子的木头不容易发霉，做菜板的木头却总“长霉斑”？ 纯铜和青铜应聘“武器岗”，谁能成功？ 问题：塑料为什么怕晒？（不耐紫外线）木头为什么怕潮？（易吸水）纯铜为什么“不适合做武器”？（硬度不足） 这三个问题，其实都和几种材料各自的内在特性有关。今天我们就从“解密材料身份”开始，学会选对材料、用好材料。 接下来，老师准备了4个材料盲盒，每个盲盒里都藏着一种常见材料，还有专属身份线索，咱们一起来揭开它们的秘密。 任务一 探究材料的性能与应用 三 技术探究 游戏：材料身份卡解密 01 我是“最有人情味”的传统材料，质轻有天然色泽与美丽花纹，易加工涂饰、能隔热绝缘，做的物件纹理淳朴亲切。 03 我原料广、价格低，质轻绝缘又耐腐，加工成型方便还好看；我多变：有的加热变软能重塑，有的加热变硬不变形。 02 我有闪亮金属光泽，导热导电本领强，力学性能优、加工方便，是现代产品设计的“主流选手”。 04 我是“材料新势力”，要么性能超优异，要么功能很特殊；传统材料升级后性能大涨，也能算我一员。 木材、金属、塑料、新材料 三 技术探究 1.木材 木材具有较好的强度性能及优良的加工性能。 材料的强度是指材料抵抗变形和断裂的能力。 强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据之一。 我们认识了材料外在特征，接下来通过实验深挖内在性能，揭开‘特性决定应用’的真相！” 三 技术探究 提问：现有松木和杉木两种木条，你会选择哪种作为台灯的支撑杆？如何设计技术试验来测试两种材料的性能？ 三 技术探究 技术试验：不同木质材料抗弯强度试验 不同木材的抗弯强度不同，那同一材料不同方向的强度会一样吗？ 三 技术探究 体验：请大家拿出雪糕棒，分别沿长边、短边掰一掰，感受两次用力和断裂的差异。 同一材料在不同方向的强度不一样。 物体的全部或部分性能随方向的不同而各自表现出一定的差异的特性，就是各向异性。 三 技术探究 你知道生活中实木制品的哪些现象与各向异性有关吗？ 实木地板开裂 木门变形 可见，实木板材由于自身特性，其应用场景受限。为了解决木材天然的缺陷，人们发明了人造板材。 三 技术探究 人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广。 密度板：柜门、背板等；刨花板：衣柜、橱柜、书架等；胶合板：浴室柜等；细木工板：常用于修补门洞、窗帘盒等；三聚氰胺板：柜体、墙面装饰等 三 技术探究 马上行动：请为以下场景选择合适的板材 1.户外休闲长椅 2.家用餐桌 3.浴室置物架 需耐风雨、抗变形 追求质感、环境干燥 环境潮湿 人造板材（如：防腐胶合板） 实木板材 人造板材（如：刨花板） 三 技术探究 2.金属 金属材料的力学性能主要包括强度、刚度、硬度等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。 三 技术探究 马上行动：金属硬度测试 使用钢丝钳依次剪断相同粗细的铜丝、铁丝、钢丝，比较剪断不同材质的金属丝所用力的大小，观察剪切完金属丝后的钢丝钳刃口有无磨损。 硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，它直接影响材料的耐磨性和切削加工性。 三 技术探究 以下哪些物品属于热塑性塑料？哪些属于热固性塑料？ 三 技术探究 3.塑料 热塑性塑料是指在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。 热固性塑料是指在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。 三 技术探究 以下哪些物品属于热塑性塑料？哪些属于热固性塑料？ 热塑性塑料 热固性塑料 三 技术探究 4.新材料 新材料是指新出现的具有优异性能或特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料，如超导材料、碳纤维、石墨烯、柔性玻璃、形状记忆合金等。 三 技术探究 马上行动：碳纤维特性感知 观察碳纤维布外观，手拉扯感受强度； 对比相同厚度塑料布的重量与强度。 三 技术探究 案例分析：形状记忆合金 讨论： 生活中还有哪些新材料？请列举一些使用新材料的制品。 三 技术探究 新材料的制品 石墨烯手机 柔性太阳能电池 生物降解袋 新材料：纳米材料、光纤、芳纶纸、气凝胶等；新材料制品：石墨烯手机、柔性玻璃制作的太阳能电池板、可降解生物基塑料等 三 技术探究 实践：性能与应用的匹配分析 产品 材质 性能需求 匹配点 书桌 手机壳 电水壶外壳 实木 抗弯、美观 实木抗弯强度满足承重，纹理美观适配家居 铝合金 耐磨、轻便 铝合金硬度高抗划伤，重量轻便于携带 塑料 耐高温、绝缘 热固性塑料加热不软化，绝缘防触电 总结：材料选择需兼顾性能、应用环境 任务二 选择和规划材料 三 技术探究 观察以下台灯所用的材质，说一说你会用哪些材料来制作台灯？ 底座：实木;铁；木 灯杆：木质；铁；铁 灯罩：塑料 ；玻璃；塑料 三 技术探究 例：台灯的选材 台灯部件 选用材料 选用原因 灯罩 底座 灯杆 塑料 透光性好、耐高温、不易碎、成本低 实木 铝合金 美观、易加工、稳定性好、成本低 支撑力强、韧性好 选择材料时，要综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素。 三 技术探究 如果材料的性能不能满足产品的要求，会有怎样的后果？ 轻则产品性能不好，质量不过关，重则出现安全事故，造成人员伤亡或财产损失。 三 技术探究 选择材料时，还应充分考虑安全问题。 例：花池的角部设计 三 技术探究 材料的规划 1.做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用； 2.充分考虑材料的颜色、花纹和光泽; 3.考虑材料的加工余量和损耗等因素。 三 技术探究 技术体验：制作体积最大的人工鸟巢 三 技术探究 木材在规划配料时要注意以下几个方面： 1. 要预先在毛料上规划画线，留有锯割、刨削操作的余量。 2. 尽可能避开毛料上对质量有影响的结疤、虫眼、弯曲、扭纹、变质和裂缝等缺陷，做到因材使用。 3. 注意木材的纹理趋向，顺纹锯割便于加工，并能提高木材的利用率。 4. 将没有疵点、纹理美观的一面作为正面，把有缺陷的部分放到背面。 四 课堂小结（思维导图） 材料的性能与规划 探究材料的性能与应用 木材 金属材料 塑料 新材料 选择和规划材料 材料的性能 材料的成本 材料的规划 五 拓展延伸 学习反思： 选择了性能优良的材料是否一定能够得到性能优良的产品？如何综合权衡材料的性能、安全、成本、工艺等因素？ 不一定。在产品设计中应根据设计目标、产品功能来综合权衡材料的性能、安全、成本、工艺等因素，产品在哪一方面的要求最高就优先选择这方面突出的材料。 五 拓展延伸 拓展阅读：手工排料与计算机辅助设计排料 六 课堂练习 1.下列说法正确的是（ ） A．人造板材有各向异性 B．一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标 C．热固性塑料可反复加热塑形 D．木材横纹方向强度比顺纹方向强度大 B 选项A，人造板材没有各向异性，选项错误;选项C，热固性塑料初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化，选项错误;选项D，木材顺纹方向强度比横纹方向强度高，选项错误。 六 课堂练习 2.如图所示是一款炒锅，制作该炒锅一般不需要用到的材料是( ) A.铁 B.不锈钢 C.热塑性塑料 D.热固性塑料 C 锅体可采用铁，锅柄内部可采用不锈钢，锅柄外部起隔热作用可采用热固性塑料，起隔热作用的一般不采用热塑性塑料。 六 课堂练习 3.小明发现教室门外的电子班牌在风雨天容易淋湿，于是他想设计制作一个防护盒。从物、人、环境等因素考虑，下列材料中最适合选用的是( ) A.热塑性塑料 B.热固性塑料 C.木材 D.金属 A 从“物、人、环境”的角度综合考虑，热塑性塑料具有质轻、防水、防腐蚀、易成型加工、! 安全性高等特点，热固性塑料成型后不易 改制，金属坚固但易生锈目加工成本较高，因此热塑性塑料是最佳选择。故选A。 六 课堂练习 4.下列材料最适合制作花盆盆体的是（      ） A．实木板 B．铸铁 C．亚克力板 D．形状记忆合金 C 亚克力板性能优良、加工成型方便，价格比较低廉，选项C正确， 六 课堂练习 5.小明在通用技术实践课上设计了一个方凳，想用厚度合适的木板做四条尺寸为420mm×50mm×50mm的凳腿（如图所示），下列下料方案最合理的是（ ） D 结疤会降低木材的强度，制作凳腿时需要避开，排除选项A、C、在下料时要留有余量，排除选项B。选项D最合理。 谢 谢！ 高中通用技术苏教版（2019） Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $