第四章 跨学科实践：走进材料世界 课件-2025-2026学年鲁科版(五四学制)物理八年级上册

该初中物理课件围绕物质的属性（如延展性、导电性、导热性）及材料认识展开，通过观察灯、充电线等生活物品导入，引导学生实验探究属性差异，再联系钢芯铝绞线等实际应用，构建“观察-探究-应用”的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，设计金属延展性比较、导电性测试等实验培养科学思维，结合自行车材料发展史、消防服材料分析渗透科学态度与责任。学生能提升实践能力，教师可借助丰富案例优化教学效果。

跨学科实践 走进材料世界 ——物质的属性 认识材料 观察这盏灯并思考，组成它的材料都有哪些属性呢？ 例如：灯的外壳是透明的 ➪ 透光性 灯通电后会发光 底座的颜色是棕色 ➪ ➪ 灯摸起来是硬的 ➪ 硬度 颜色导电性 主题一：物质的属性 主题一：物质的属性 日常生活中，你还能列举哪些物质的属性？ 密度 磁性 延展性 主题一：物质的属性 主题一：物质的属性 灯的构造 主题一：物质的属性 拆开一根充电线，同学们可以看到什么？ ➱ 延 展 性 主题一：物质的属性 如何比较不同物质的延展性？ 提出问题 如何设计方案？ 铜 铝 铁 实验器材 金属丝的延展性？ 金属丝被拉长的长度 如何改进实验？换长短、粗细不同的金属丝多做几组实验。 铁 铜 铝 主题一：物质的属性 【结论】：不同物质的延展性不同。铝的延展性较强。 铁 铜 铝 铁 铝 铜 静置 10 小 时后 主题一：物质的属性 主题一：物质的属性 请同学们思考，金属材料为什么被广泛应用？ 延展性： 金属通常还具备良好的导电性、导热性、高强度等属性。 主题一：物质的属性 铝线远距离通电时容易拉伸变形。 想一想，如何解决这个问题？ 铝线中间加入钢芯 钢芯铝绞线 ➩ 主题一：物质的属性 什么属性？ 导电性 主题一：物质的属性 如何探究不同物质的导电性？ 【设计实验】提出问题 如何设计方案？ 如何改进实验？ 小灯泡亮度变化不明显 主题一：物质的属性 通过本次实验，你对导电性有什么认识？ 不同物质的导电性能不同。 像铁、铝、铜等容易导电的物体称为导体； 而塑料、木头等不容易导电的物体称为绝缘体。 主题一：物质的属性 现实生活中有哪些关于物质导电性、绝缘性的应用？ 主题一：物质的属性 分别戴上棉布手套和橡胶手套去摸这个灯，我们的感受相同吗？ 烫 棉布和橡胶的导热性不同 【设计实验】提出问题 如何设计方案？ 主题一：物质的属性 如何探究不同物质的导热性？ 如何改进实验？①实验对象太少，可以多加几种材料。 ②感觉不够准确，可以用温度计或温度传感器。 主题一：物质的属性 【设计实验】如何探究不同物质的导热性？ 【结论】： 不同物质的导热性能不同。导热性是对物质传热能力的衡量，相反，隔热性就是一种阻碍热量传递的属性。 主题一：物质的属性 导热性 隔热性 你还知道哪些关于物质的导热性、隔热性的应用？ 导热性 ↑ ↓ 隔热性 主题一：物质的属性 三星堆考古遗址出土了薄如蝉翼的黄金面具，沿海地区传统民居采用干燥蓬松的海草作为屋顶的建筑材料，现在我们用铜或铝等金属制造电子元件……想一想，它们各自都应用了这些材料的什么属性？ 延展性 隔热性 导电性 主题一：物质的属性 同学们有没有注意到不同地域有不同的房屋类型？你知道为什么吗？请同学们课下查阅资料，找到不同区域的房屋类型，分析它们所体现的材料属性吧！ 主题二：认识材料 自行车材料发展史 ➩ 木质 有一定强度耐久性差 钢铁 坚固耐用较重 主题二：认识材料 自行车材料发展史 碳纤维轻量 ➩ ➩ ➩ 木质 有一定强度耐久性差 钢铁 坚固耐用较重 铝合金轻便 轻量化有待提升 年代 自行车主要材料 缺陷 19世纪及以前 木质材料 易受潮变形、耐久性欠佳，强度有限 20世纪50-80年代 以钢为主，逐渐开始出现少量铝合金 重量较大、容易生锈，骑行起来比较费劲 20世纪80-90年代 钢和铝合金并用，铝合金的使用逐渐增多 强度和轻量化有待加强 21世纪初至今 碳纤维等新型材料开始应用 重量更轻，但是价格昂贵 未来发展趋势 自行车的材料将朝着更轻、更强、更耐用的方向发展，新型复合材料和纳米材料有望得到更广泛应用，可回收和环保材料将受到更多关注，契合可持续发展的要求 主题二：认识材料 自行车材料发展史 主题二：认识材料 每个人对自行车的需求各异，请结合自身实际，思考一下我们还能从哪些方面对自行车进行改进，以及改进的原因。 主题二：认识材料 主题二：认识材料 磁性材料 物体能吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性。具有磁性的物体叫作磁体。 每一个磁体都有N、S两极。 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 主题二：认识材料 异名磁极相互吸引 线圈 ➩磁场 同名磁极相互排斥 磁铁 主题二：认识材料 主题二：认识材料 主题二：认识材料 半导体 主题二：认识材料 主题二：认识材料 主题二：认识材料 纳米材料 当物质尺寸缩小到纳米级别 (通常为 10-9 m)时，其性质会发生显著变化，具有许多独特的物理性质和化学性质等，我们把这类材料统称为纳米材料。 比如，它们可能具有更强的力学性能、特殊的光学性能、优异的催化性能等。 主题二：认识材料 主题二：认识材料 主题二：认识材料 超导体 完全抗磁性 对电流阻碍为零 产生强磁场 主题二：认识材料 名称 材料 优点 火箭 碳纤维复合材料 减轻结构重量 烧蚀材料 抗热防护、高效散热 航天器 陶瓷材料 耐高温、高强度 记忆合金 可在特定条件下恢复形状 飞机 气凝胶 隔热、耐高温、重量轻 芳纶纤维 绝缘性、耐高温、抗老化 动车 高强度铝合金 保证车体强度、减轻重量 金属陶瓷材料 高强度、能导电、耐高温 作业布置 基础性作业 完成课后练习中的习题。 拓展性作业 消防员在执行任务时需要穿着特殊设计的消防服。请结合物质的属性和材料的知识，分析以下问题： 消防服通常采用什么材料制作？这些材料具有哪些属性使其适合用于消防服？（至少列举三种属性） 如果要改进消防服的设计，从材料选择的角度出发，你会考虑选择哪些新的材料？并说明这些材料可能带来的好处。 $