第二章物质性质的初步认识

1、第一节 物体的尺度及其测量 灵宝市第一初级中学物理组 撰稿人：杨新峰 审验人 ：杨亚梅 预习提示:1.在国际单位制中,长度的基本单位是 .在实际应用中,比米大的单位有 ,比米小的单位有 、 、 、 、 等。2.测量结果由数值和 组成,其中数值又包括准确值和 .3.单位换算:(1)12m= km (2)106um= m (3)21mm= cm (4)1nm= m4.给下列测量结果补上合适的单位.(1)一枝新铅笔长度为0.175 ;(2)一枚壹角硬币的厚度为2.4 ;(3)圆珠笔芯的直径为3.0 ;(4)张明同学身高为16.7 .5.张明同学用刻度尺测得教室的长度为7.645米,他所用的刻度尺的分

2、度值是 ,记录结果的准确值是 ,估计值是 .6.任何物体都要占一定的立体空间.对于外形规则的物体,可用 测量,然后通过计算得出体积; 对于外形不规则的物体可用 或 间接测量它的体积.7. 叫误差。8.引起误差的原因有 、 _、_、等。9.误差和错误不同，误差是_避免的，可以通过的_方法来减小，但错误是_避免的。10.对于形状不规则的固体，要用特殊的方法间接测量它们的体积。如测量不规则形状且不溶于水的物体的体积，可借助于水，用 法间接测量出此物体的体积。11.在国际单位制中，体积的单位为，实际应用中还有 、 、 和 等。1L= 。教学目标知识与技能1大致了解物质世界从微观到宏观的基本尺度2知道国

3、际单位制中长度的单位米和常用单位千米，分米，厘米，毫米，微米，纳米等之间的换算关系，并对米，分米，厘米，毫米，等常用的长度单位形成具体观念；体积的单位米3，分米3，厘米3，升，毫升的换算关系知道长度测量的常用工具，会恰当选择和正确使用刻度尺测量物体的长度；知道测量规则固体体积的方法，会正确使用量筒（杯）测量液体的体积和不规则固体体积3初步了解测量有误差，知道误差与错误不同，知道减少人为因素造成误差的方法能根据日常经验或物品大致估测物体的长度；能根据日常经念或物品大致估测物体的体积过程与方法1体验和感悟我们在日常生活，科学技术中经常要知道物体的尺度，要知道物体的尺度必须进行测量，测量时必须要有统

4、一的测量标准，恰当的测量工具和正确的测量方法，体验刻度尺使用时的方法，视线的看法，读数的方法，记录的方法；量筒（杯）的读数方法2通过利用不同渠道收集不同国家和地区长度单位在历史发展中的演变过程，认识统一长度单位的必要性，获得对国际单位的初步认识情感、态度与价值观1通过对长度，体积的测量过程培养学生认真细致，实事求是的科学态度，学以致用理论联系实际的学风2通过对测量误差的认识及科学窗等栏目的内容来激发学生学习物理的兴趣，激发学生积极参与长度，质量，体积，密度的测量实践探究活动的热情通过长度和体积的测量，密切联系实际，渗透物理教学应“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，关注科学技术的发展与社会

5、进步的关系重点难点：刻度尺的正确使用教学仪器：演示仪器：直尺、三角尺、皮尺、钢卷尺、游标卡尺、螺旋测微器、量筒、量杯、烧杯、水学生实验；毫米刻度尺、三角板（2）、纸条、棉线、大头针、长铁块、圆柱体、圆纽扣、金属丝、量筒、烧杯、水教学方法：错误尝试法，让学生暴露问题，引起重视教学过程： 一、新课引入：宇宙万物，大到银河系，小到原子、分子都有一定的尺度，都要占据一定的空间我们这两节课来研究一下物体的长度和体积二、进行新课：上节课我们布置了作业：收集不同国家和地区长度单位在历史发展中的演变过程，同学们收集到的资料很全面，设计的板报内容很丰富下面请大家谈一谈在收集资料的过程中，你都有什么体会？（学生回

6、答时教师要在黑板上做简要记录，既有利于学生的理解和掌握，又可以增加学生的成就感） 长度的国际单位及符号、常用单位及符号以及单位间的换算这部分知识学生比较熟悉，教师可以用提问或直接给出的方式授课做例一教师先用准备好的物体演示一下1米、1分米、1毫米的大小，后提问生活中有那些物体的长度是1米、1分米、1毫米？（教师在黑板上记录学生正确的回答进一步帮助学生树立长度单位的具体概念）做例二利用课件自然世界的空间尺度和书上的蛇形图大致了解物质世界从微观到宏观的基本尺度提问：是不是物质世界的最大尺度就是1027m，最小尺度就是1015m？测量长度的工具是刻度尺，常用的刻度尺有以下几种演示各种直尺、三角尺、皮

7、尺、钢卷尺、游标卡尺、和螺旋测微器（又叫千分尺）等介绍游标卡尺，螺旋测微器可以测量的更准确一些请一名反应较快、比较大度而又不够踏实同学到讲台前用厚木尺测量一下仪器盒的长度，让其他同学注意观察，讲出这名同学做的好的地方及不足之处，并说明原因（希望能将刻度尺的正确使用方法讨论充分，如果有学生讲不到的地方，教师用尽力引导，不要急于说出答案教师在黑板上记录结论讨论要包含以下要点：）刻度尺的正确使用方法：1、观察刻度尺使用刻度尺前必须观察应观察： *零刻度线的位置（以及零刻线是否磨损） *刻度尺的量程 *刻度尺的最小分度2、正确使用刻度尺 放法：放正紧靠：刻度尺的零刻线（或整刻线）对准被测物体的一端，刻

8、度尺的刻度紧靠被测物体，不要歪斜（若零刻线模糊不清呢？）看法：视线正对：读数时正对被测物体末端所对的刻度线视线应与尺面垂直 读法：注意估读：读数时读出准确值后再估计一位，数值包括准确值加估计值记法：带好单位：记录数值必须注明单位多次测量求出平均值注意以下几点:不估读 、多估读、不带单位 最后请做演示的同学总结刻度尺使用的注意要点，教师要对这名同学给予适当的肯定请两名同学分别用与刚才那名同学相同的尺子测同一个仪器盒的长度，写在黑板上提问；三名同学的操作都是正确的，为什么结果会不完全一样？小组讨论：我们怎样才能测到一个物体真正的长度？介绍误差的概念、产生误差的原因、误差与错误的区别，讨论减小误差的

9、方法可以直接介绍体积的单位及符号、单位间的换算体积的测量方法中对规则物体的体积计算说一下即可液体体积的测量可以让学生自学，在请一名同学演示一下形状不规则的固体体积的测量建议先讨论，再演示学生活动设计交流心得（能够回答出过去的标准不准确，各国或地区标准不统一不便于交流，所以应该有一个国际上统一的标准即可回答问题并记忆思考、建立长度单位的具体概念了解物质世界的基本尺度回答：人类对世界的认识是没有尽头的一人演示，全班观察，共同思考、讨论，在交流中得到刻度尺的正确使用方法思考、讨论（能够答出估读的数值因人而异即可）讨论得到误差是不可避免的理解、记忆、自学、观察三、当堂检测：11m3=_dm3 1dm3

10、=_cm3 1cm3=_mm3 1L=_mL 1L=_dm3 1mL=_cm3215L=_cm3 300cm3=_m3 20mL=_L3如图所示甲的量筒的量程是（ ），最小刻度是（ ），量筒中某种液体的体积是（ ），乙图中的量筒中的水银的体积是（ ）4如图所示为观察量筒读数时的四种方法，其中正确的是（ ）A B C D四、课堂小结对照板书总结一下本节的的主要内容，提醒同学课下复习，下节课到实验室做实验 五、板书设计 一、物质的几何尺度 二、长度的测量1什么是长度2长度的单位及换算长度的测量工具刻度尺的正确使用（）使用刻度尺前要观察刻度尺的零刻线，量程，最小刻度（）刻度尺的使用方法：课本P273

11、误差：（）误差概念（）产生误差的原因和及解决办法：（）误差和错误的区别三、体积（V）及其测量：1测量工具：量筒或量杯2单位及换算：课本P281 m3 = 1000 dm3 = 106 cm33体积的测量方法：课本P28课后作业 1.课本P28（1、3）；第二课时：一、复习提问： 提问长度和体积的测量工具二、进行长度测量的实验1.提出实验内容，分组讨论实验方法及细节进行实验提出实验内容：(1).测铁块的长与宽 (2).测纽扣直径 (3).测圆柱体周长 (4).测金属丝直径 组织讨论：如何测量更准确如何记录数据2.绘制表格，标出单位进行实验组织学生进行实验并及时给予指导分组讨论得到以下结论即可；1

12、.多次测量，取平均值2.从刻度尺的不同部位开始测量设计表格三、进行体积测量的实验1.提出实验内容，分组讨论实验方法及细节2.进行实验 提出实验内容：测铁块的体积测不规则小石块的体积组织讨论：1.测量长度的几种特殊方法2.如何设计记录数据的表格组织学生进行实验并及时给予指导分组讨论进行实验巩固练习：1.用同一把刻度尺对一木块的长度测了五次，分别为12.82cm，12.73cm，12.81cm ，12.83cm， 12.81cm，其中错误的是哪一个？木块的长度是多少？2.（1）图物体的长度是，刻度尺的分度值是（2）图物体的长度是，刻度尺的分度值是3.如图所示甲的量筒的量程是（ ），最小刻度是（ ）

13、，量筒中某种液体的体积是（ ），乙图中的量筒中的水银的体积是（ ）课后作业：基础训练一、二教学反馈：第一节的板书只是一个提纲，只对书中没有提到的几条内容做了记录，这主要是为了提高课本的利用率、促使学生充分利用资源，同时提高课堂效率第二节课的实验做了扩充，目的是让学生既有理论上的认识，又有实践的过程，更好的掌握测量方法，也为以后密度的学习打好基础第二节 物体的质量及其测量灵宝市第一初级中学物理组 撰稿人： 杨亚梅 审核人： 杨新峰教学课题：物体的质量及其测量教学目标：（1）知识与能力：1.初步认识质量的概念；知道质量的初步概念及其单位和换算。 2.会调节天平平衡； 会使用游码； 会正确使用天平称

14、质量； 培养学生将学到的物理知识及技术与生活密切联系的意识。 （2）过程与方法： 继续学习"从现象出发，经过分析、比较得出结论"的研究方法； 继续学习运用"关键词归纳法"归纳文段要点； 初步学习"实验探索法"发现事物内部规律的学习方法。 （4）情感、态度与价值观： 在质量初步概念的引出过程中渗透"现象"与"本质"的辩证唯物主义思想； 在实验过程中渗透"实事求是"的辩证唯物主义思想.。知识与技能教学重点：1.质量的初步概念及其单位。2.实验室常用托盘天平的正确使用方法。教学难点

15、：托盘天平的正确使用方法。教学方法：现象归纳法、练习法、实验探索法、关键词归纳法。课时安排：2教学过程：自学提示：学生自主预习独立完成。（一）、物体的质量1.自然界中的一切物体都是由_组成的。2._叫做质量。符号为_。3.物体的质量与_、 _、_的变化无关。（二）、物体质量的单位1.要比较物体的质量的大小，首先要确定质量的_。2.在国际单位中，质量的单位是_，用符号_表示。此外还有哪些单位？它们之间的关系是什么？3.千克是怎样规定的？ （三）、1.我们常用的质量测量仪器有_、 _、_。2.实验室常用的质量的测量工具是_。3.说出托盘天平的构造。4.在使用天平前应首先观察_、_ 。5.托盘天平的

16、调节方法是什么？6.托盘天平的使用方法是什么？7.使用天平的注意事项是什么？质量测量预习测评 （小组合作交流、教师重点点拨）1.下列方法中能是铁块的质量发生变化的是： A对铁块加热，使铁块变成铁水 B 把铁快拿到月球上 C把铁块压成铁片 D 把铁块切割去一块2.一塑料袋冰块全部熔化成水后，体积明显 变小，而质量：A变大 B变小 C 不变 D 无法判断3.你知道在国际单位制中质量的单位是什么？符号是什么？4.常用的质量单位有哪些？5.它们之间的换算关系如何？6.在国际单位制中质量的单位是_ 。比它大的单位_,比它小的单位_和_。7.单位换算：1kg=_t=_mg280g= _kg 560mg=_

17、kg8.在下列数字后面填上合适的单位（1）一名中学生的质量约为50_（2）一头大象的质量约为6_（3）一张纪念邮票的质量约为50_托盘天平的使用方法是：（1）把天平放在_上，把游码放在标尺左端的_处。（2）调节横梁右段的_，是指针指在 的_处，这时横梁平衡。（3）把被测物体放在_盘里，用_向右盘里加减砝码，并调节_在标尺上的位置，直到横梁恢复。（4）此时，天平盘中砝码的_加上游码在标尺上所对的_，等于被测物体的质量9.测量一物体质量，当天平平衡后，如图所示，则被测物体的质量是 .讨论与交流：1.如何测一杯水的量？2.如何测一张纸的质量？板书设计：1.质量-物体中所含物质的多少叫做质量 2.单位

18、： (1)通用单位：千克-kg (2)常用单位：吨-1t=_kg 克-1g=_kg 毫克-1mg=_kg 3.测量： (1)工具：实验室用-托盘天平 (2)托盘天平的使用： 方法： 天平平台放，游码零刻线； 平衡螺母调，指针中线指；左物右码放，砝码游码和。 注意事项：称量、镊子、干燥、清洁作业布置：基训1、2、3。 第二课时： 用托盘天平测量物体的质量教学过程：1.导学生进行分组2.让学生回忆托盘天平的构造，并说出各部分的名称。3.让学生回忆托盘天平的调节方法，并指导学生练习调节。（重点点拨物体和砝码的放法和天平平衡的标志以及所测物体质量的读数。）托盘天平的使用方法是：（1）把天平放在_上，把

19、游码放在标尺左端的_处。（2）调节横梁右段的_，是指针指在 的_处，这时横梁平衡。（3）把被测物体放在_盘里，用_向右盘里加减砝码，并调节_在标尺上的位置，直到横梁恢复 。（4）此时，天平盘中砝码的_加上游码在标尺上所对的_，等于被测物体的质量。1.指导学生练习使用托盘天平测量铜、铁、铝圆柱体的质量。2.学生相互交流测量结果3.交流与讨论：（1）如何测量一枚大头针的质量。（2）如何测量液体的质量，并思考：在测量过程中，先测量空烧杯的质量，再测量烧杯和水的总质量，求出水的质量；先测量烧杯和水的总质量，倒出水后再测量空烧杯的质量，求出水的质量，哪种方法好？为什么？反馈测评：1一只铅球，经历了下列哪

20、些处理方法，可使它的质量发生变化 （ ）A放在太阳光下暴晒 B带到月球上 C将铅球锉成正方体铅块 D把它熔化成液态铅2用天平称一粒米的质量，可采用的方法是 （ ） 把一粒米放在天平里仔细测量 把一粒米放在一杯子中，称出其总质量，再减去杯子的质量把一粒米放在天平盘里，反复测量再求平均值先测一百粒米的质量，再通过计算求得3人们到商店去买鱼、肉、米、，售货员要称量的是物体的 4学校实验室常用的质量测量仪器为 5某人去商店买2500个小钉子，售货员说小钉子不能按个数卖，只能用秤称于是他买回0.5 千克的小钉子他很想知道自己买的小钉子够不够2500个，你能想办法帮他用天平“称出”小钉子的个数吗？请写出你

21、的方法6用天平和烧杯测量盐水质量，若天平平衡时烧杯的质量如图（甲）所示，烧杯和盐水总质量如图（乙）所示请你根据图填表012345克e 5克20克5克20克012345克e 20克图5（乙）（甲）项目烧杯的质量（克）烧杯和盐水总质量（克）盐水的质量（克）数据作业布置：基训4、5、6.第三节：探究-物质的密度教学目标：1、探究-物质的密度教案1灵宝市一中物理组 杜亚平 杜晓龙 2007.8探究-物质的密度灵宝市一中物理组 撰写人 杜亚平 审核人 杜晓龙教学目标1知识与技能：通过实验探究理解密度的概念，知道密度是物质自身一种特性。知道密度单位、含义及写法读法，会进行不同密度单位之间的换算。了解常见物

22、体的密度大小。知道水的密度大小。初步运用密度公式进行物质密度的简单计算。2过程与方法目标：通过观察、实验和比较方法，认识到某中物质单位体积的质量是物质本身的一种特性。进一步体会比值定义法在密度概念建立过程的应用。3情感态度目标：用实验探究引起学生对密度知识的直觉兴趣，引导学生积极参与密度是物质本身特性的讨论，对生活中有关密度的知识或现象产生关注。教学重点、难点、关键点重 点：密度概念的理解。难 点：密度概念的建立。关键点：通过组织好实验探究建立密度的概念是本节的关键点。教学方法1.由于本节是概念教学，物理概念的建立要符合学生的认知规律和生活经验，避免密度把密度概念直接灌输和强加给学生，依据建构

23、主义的学习理论和教学心理学原理，在密度概念教学过程中，应通过形象化的实验，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念，教师仅仅是学生概念学习的引导者、促进者和帮助者。为此，本节课采用“科学探究小组合作”教学模式。2.由于本节属于概念教学，学生由于日常生活的经验积累了一些与质量、体积有关的感性认识，但由于初二学生的感性认识和抽象思维能力不足，其中有些经验的形成是片面或错误的，这会干扰正确概念的形成。因此，要教学中要注意设法排除前概念（即思维惯性）的干扰，本课主要采用“实验探究，小组讨论”的教学方法。3.学法指导：指导学生会利用比较、类比以及“比值”定义物理

24、量的方法，正确建立密度的概念。教学过程一引入新课列举同种物质的物体之间质量大小的比较，如一根铁钉和一个铁块，比较其质量大小，依据是什么？列举不同种物质的物体之间的质量比较，取一个大木块和一个小铁块，比较其质量大小，如何比？通过教师引导，学生讨论，使学生认识到：相同体积的不同物质，质量一般是不相等的。从而导入新课课题“探究物质的密度”。二预习提示：仔细观察 情景，概述物理规律是新大纲要求的一种能力，同学们平时必须注意这种能力的培养。现请同学们观察课本2-16图你有什么发现？学生自己观察并简述自己的发现。三新课教学物体的质量与体积的关系1提出问题提出问题：同种物质，它的质量与体积之间有什么关系？不

25、同种物质，它的质量与体积之间又有什么关系？2猜想与假设鼓励学生对上面的讨论进行大胆的猜想与假设，学生的猜想是多种多样的，千奇百怪的，有些甚至是离谱的，教师要充分给予肯定，并进行适当引导，得出有用的结论。3制定计划与设计实验为了研究物体的质量与体积的关系，实验设计的思路如下：选择研究对象：取木块、铁块作为研究对象；选择器材：实验中应该选择哪些测量工具；实验过程安排：实验的步骤有哪些？要收集哪些证据？怎样收集？实验设计过程中要考虑到：物质的种类、质量多少、体积大小三个因素。4进行实验与收集证据将学生分成几个小组，分别用不同大小的木块、铁块进行实验。将实验数据，通过处理，填写在课本的表中。（学生实验

26、过程中，教师要注意巡视，及时发现实验中的问题并进行适当的点拨）5分析与论证师：通过实验，是否验证了你的猜想？通过分析数据，你还有哪些收获？请各小组派代表将本组的探究结果全班交流。通过讨论，引导学生得出：木块的质量和体积的比值是一定的，木块体积增大几倍，它的质量就增大几倍，即同种物质组成的物体的质量与体积成正比；铁块也存在同样的结果。进一步引导学生分析数据发现：木块和铁块质量与体积的比值是不同的。由于学生不容易想到物质质量与体积的比值就是单位体积的质量，教师可以适时补充：质量与体积的比值等于物体单位体积的质量。从而让学生真正体验和发现：不同种类的物质质量与体积的比值确实不同，这反映了物质的一种特

27、性。从而得出物理量“密度”的概念：物理学中，将某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。师生一起归纳出密度的概念，计算公式，单位的来源、读、写及表达的物理意义。对密度公式与密度单位的理解1.让学生利用密度表查出以下物质的密度并说出它的物理意义：水、冰、水银、铜、铁、铝、空气、氢气2.比较这些物质的密度值，你还有哪些新的发现？在学生发言的基础上教师总结如下：.密度是物质本身的特性，与质量、体积和形状无关，.同种物质的密度与物质的状态有关，如冰和水的密度不同。问题：.一桶水和一滴水哪个密度大？.将铁块压成铁饼，铁的密度变大还是变小？密度知识的应用。密度的公式属于本节的重点，这是学生第一次接触物理公

28、式，要教会学生如何进行公式变形。根据公式变形，结合课本例题，引导学生利用密度公式进行密度的计算。要让学生认识到利用密度公式可以计算物质密度的大小。可以让两个学生到黑板上板演，其他学生做在练习本上。教师要引导其他学生对黑板上板演的例题，进行评价，从而归纳密度计算要注意两个问题：一是正确选择公式，书写格式规范；二是单位换算正确，计算结果准确。四自主归纳，评价小结引导学生进行本课知识的归纳，反思和回顾本课学到了什么。在知识归纳基础上，进行学法小结，总结出本课利用了比较、“比值”定义的方法研究物理概念。五当堂检测一填充题1某液体的质量是110克，体积是100厘米3，它的密度是_克厘米3，等于_千克米3

29、2两个物体质量之比为41，体积之比为23，则它们的密度之比为_3铁、铜、铅三种金属分别制成质量相等的立方体，其体积最大的为_，如分别制成体积相等的立方体，则质量最大的为_（已知铁铜铅二选择题1气体是很易被压缩的，一定质量的气体，当它的体积被压缩后，它的密度 A增大 B不变 C减小 D不确定2甲、乙两个同种金属制成的金属实心球，甲球体积是乙球体积的4倍，那么甲球的质量是乙球质量的 A4倍 B14 C缺少条件，无法判断三计算题能装500克水的瓶子，能够装某种液体400克，求这种液体的密度六作业布置 基础练习1-5题七 板书设计三探究物质的一种属性1 密度的概念、公式和单位 鉴别物质2 密度的应用

30、计算物体的质量 计算物体的体积第四节 新材料及其应用灵宝市第一初级中学物理组 撰稿人： 杨亚梅 审核人： 杨新峰教材分析本节内容的安排主要是让学生感受到时代科技发展的脉搏，形成并保持积极向上的精神状态，初步认识科技发展对人类社会发展所产生的影响，激发学生的学习兴趣，增强学生的科技意识，鼓励学生努力学习，力争将来能在新材料的开发和应用上做贡献，有对国家和人民的使命感和责任感，对于知识方面不做具体的要求教材上所涉及到的知识也只是起到一个抛砖引玉的作用，对新材料的认识还给同学和老师留了很广阔的空间，搜集资料的过程和同学们交流的过程是本节课的关键在内容的实施过程中，老师对学生的活动过程的监控就显得非常

31、重要，及时发现学生准备过程中的问题，既保证了交流活动的顺利进行，也在过程培养了学生有计划完成调查研究的科学素养教师在这节课中重点突出了引导者的角色和参与者的角色教学案例教学目标：知识与技能了解纳米材料、“绿色能源”和记忆合金等新材料在现代科技、工农业生产和日常生活中的应用了解其它新材料的有关应用，培养收集整理信息的能力过程与方法通过利用不同的渠道收集信息，体验收集整理信息的过程尝试一种新的学习方法通过研究小组交流调查、研究结果，了解新材料的广泛应用和未来发展前景情感、态度和价值观通过了解新材料的应用，初步认识科技对现代社会生活的影响，引导学生关心社会发展通过学习新材料的有关知识，了解科技为人类

32、带来的便利，提高学生学习科学的兴趣培养学生乐于参加调查、收集资料等社会实践活动的品质在合作中培养协作精神教学重点：对学生收集、整理信息的过程的指导教学难点：对学生整理信息、加工信息的指导以及交流过程的指导教学方式：教师指导下学生自主学习课前准备：课前布置学生上网查询有关资料提出问题：提前两周向学生提供如下的调查研究的问题，要求学生完成调查报告问题如下：.纳米技术、.记忆合金、.单晶硅、多晶硅（太阳能电池），太阳能电池；.钕铁硼材料；液晶材料；.防弹衣、贫铀弹、不锈钢；.高温超导陶瓷、航天飞机、宇航服、合成材料、稀土材料；.交通标志和反光涂料、光导纤维、光缆以下此表格可作为参考，但又不拘一格，从

33、以下几个方面来了解新材料材料的名称起源性质特点属性应用发展方向前景展望分工合作：由于内容太多，对所有的同学来说，不可能在有限的时间内把所有的以上涉及的材料都查找清楚，为避免学生在自由组合过程中将一些比较内向的同学遗漏，采取按教室里的座位分成6组可7组，由学生自己选出组长，每组认领课题可以是上面的问题，也可以是与新材料有关的其李课题指导学生利用互联网、图书馆、音像、报刊杂志等各种渠道收集与研究问题有关的资料选出全班总活动的主持人教学过程：在课堂上每组派一名代表向同学汇报可以借助幻灯片等软件的方式汇报，可以用实物演示，可以演讲每组成员汇报完毕，下面的同学可以提问、质疑评价的标准：评价可有教师评价和

34、学生评价两种方式可以设单项评奖，也可综合评奖或以学生选票的方式评出以下几种奖项例如：材料最详实的，讲解最深入浅出的（能让同学听懂的），讲解最清楚的交流、学习 学生做主持，各组选派代表汇报本组的调查情况最后教师对整个活动做简要概括资料的内容见媒体素材为了更充分地调动全体学生的参与意识，特设置以下表格，使学生更好地完成任务表格如下：奖项组最佳组织奖最佳风采奖最佳制作奖最佳想象奖最佳深入浅出奖最佳内容丰富奖1234567参考资料太阳能的利用人类生存和发展基本上依赖于太阳能，地球上除了核能以外，其他各种形式的能源，包括化石燃料（煤、石油、天然气等）能、生物质能（柴草、树木等）、风能、水力能、潮汐能和海

35、洋能等都起源于太阳能地球表面上每年所接受的太阳辐射能，大约是目前人类全年所消耗能量的12万倍太阳能起源于太阳内部物质在高温、高压状态下的聚变反应据推算，太阳这个巨型聚变反应球还可能维持100亿年以上地球上常规能源的储量被大量开发而迅速减少，促使人们更加重视太阳能的利用二十世纪五十年代中期，各国政府和广大科技工作者开始有计划有组织进行太阳能利用的研究工作，目前，很多方面已经得到实际应用并且已经形成产业，不仅且有巨大的社会效益，同时也具有很大的经济效益太阳能的优越性还在于它不需要开采和运输，干净清洁，不会造成污染太阳能必将逐步取代常规能源，同核能一起成为未来人类社会两大主要能源我国的太阳能利用起步

36、于二十世纪七十年代，主要是光热、光电转换方面的利用在光热转换方面，全国拥有太阳灶十几万台，居世界第一位，转换器的性能和使用效果居发展中国家前列热水器超过了150万平方米，被动式太阳房已建成上千幢在光电转换方面，近年来主攻方向是研制各种太阳能电池，通过自身开发和引进生产线，目前已开成（3540）兆瓦的生产能力，转换效率达到10纳米塑料所谓“纳米塑料”是指无机填充物以纳米尺寸分散在有机聚合物基体中形成的有机无机纳米复合材料在纳米复合材料中，分散相的尺寸至少在一维方向小于100nm由于分散性的纳米尺寸效应、大比表面积和强界面结合，纳米复合材料具有一般工程塑料所不具备的优异性能，因此是一种全新的高技术

37、新材料具有广阔的商业开发和应用前景 经济实用的制备工艺 纳米塑料中用作纳米无机相材料的蒙脱土(MMT)，是我国丰产的一类天然粘土矿物，是一种层状硅酸盐其结构片层是纳米尺度的，包含有三个亚层，在两个硅氧四面体亚层中间夹含一个铝氧八面体亚层亚层之问通过共用氧原子以共价键连接、结合极为牢固整个结构片层约厚1nm，长宽约100nm，由于铝氧八面体亚层中的部分铝原子被低价原子取代，片层带有负电荷过剩的负电荷靠游离于层间的Na、Ca和Mg等阳离子平衡，因此容易与烷基季铵盐或其它有机阳离子进行离子交换反应生成有机化蒙脱土，交换后的蒙税土成亲油性，并且层间的距离增大有机蒙脱土能进一步与单体或聚合物熔体反应，在

38、单体聚合或聚合物熔体混合的过程中剥离为纳米尺度的结构片层，均匀分散到聚合物基体中，从而形成纳米塑料这种插层复合技术是基于在传统工艺基础上的技术革新，不需要新的高昂设备投资，工艺简单，操作方便，环境友好，特别适合于聚合物改性，容易实现工业化生产可以根据要求提供多种规格的纳米土和设计、制造纳米塑料生产线 优异的物理力学性能 高强度和耐热性 插层复合技术能够实现有机物基体与天机物分散相在纳米尺度上的复合，所得的纳米塑料能够将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性及介电性完美地结合起来纳米塑料中含蒙脱土量较少，一般在10wt以下，通常仅35wt但其刚性、强度、耐热性等性能与常规玻纤

39、或矿物填充增强复合材料(填充量30wt左右甚至更高)相当，因而纳米塑料的比重较低，比强度和比模量高而又不损失其抗冲击强度能够有效地降低制品重量方便运输同时，由于纳米粒子尺寸小于可见光波长，纳米塑料具有高的光泽和良好的透明度 高阻隔及自熄灭性 纳米技术在医学上的应用随着纳米技术的发展，在医学上该技术也开始崭露头脚研究人员发现，生物体内的RNA蛋白质复合体，其线度在1520nm之间，并且生物体内的多种病毒，也是纳米粒子10nm以下的粒子比血液中的红血球还要小，因而可以在血管中自由流动如果将超微粒子注入到血液中，输送到人体的各个部位，作为监测和诊断疾病的手段科研人员已经成功利用纳米SiO2微粒进行了

40、细胞分离，用金的纳米粒子进行定位病变治疗，以减少副作用等另外，利用纳米颗粒作为载体的病毒诱导物已经取得了突破性进展，现在已用于临床动物实验，估计不久的将来即可服务于人类研究纳米技术在生命医学上的应用，可以在纳米尺度上了解生物大分子的精细结构及其与功能的关系，获取生命信息科学家们设想利用纳米技术制造出分子机器人，在血液中循环，对身体各部位进行检测、诊断，并实施特殊治疗，疏通脑血管中的血栓，清除心脏动脉脂肪沉积物，甚至可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞这样，在不久的将来，被视为当今疑难病症的爱滋病、高血压、癌症等都将迎刃而解，从而将使医学研究发生一次革命纳米技术在陶瓷领域方面的应用陶瓷材料作为材料的三大

41、支柱之一，在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用但是，由于传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，因而使其应用受到了较大的限制随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，希望以此来克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性英国材料学家Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径所谓纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上要制备纳米陶瓷，这就需要解决：粉体尺寸形貌和粒径分布的控制，团聚体的控制和分散块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制Gleiter指出，如果多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成，

42、则能够在低温下变为延性的，能够发生100%的范性形变并且发现，纳米TiO2陶瓷材料在室温下具有优良的韧性，在180经受弯曲而不产生裂纹许多专家认为，如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题，从而控制陶瓷晶粒尺寸在50nm以下的纳米陶瓷，则它将具有的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点上海硅酸盐研究所在纳米陶瓷的制备方面起步较早，他们研究发现，纳米3Y-TZP陶瓷(100nm左右)在经室温循环拉伸试验后，在纳米3Y-TZP样品的断口区域发生了局部超塑性形变，形变量高达380%，并从断口侧面观察到了大量通常出现在金属断口的滑移线 Tatsuki等人对制得的Al2

43、O3-SiC纳米复相陶瓷进行拉伸蠕变实验，结果发现伴随晶界的滑移，Al2O3晶界处的纳米SiC粒子发生旋转并嵌入Al2O3晶粒之中，从而增强了晶界滑动的阻力，也即提高了Al2O3-SiC纳米复相陶瓷的蠕变能力虽然纳米陶瓷还有许多关键技术需要解决，但其优良的室温和高温力学性能、抗弯强度、断裂韧性，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有广泛的应用，并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用，具有广阔的应用前景纳米材料的特性1 纳米材料的表面效应纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化粒径在10nm以下，将迅

44、速增加表面原子的比例当粒径降到1nm时，表面原子数比例达到约90%以上，原子几乎全部集中到纳米粒子的表面由于纳米粒子表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很高的化学活性2 纳米材料的体积效应由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少，相应的质量极小因此，许多现象就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明，这种特殊的现象通常称之为体积效应其中有名的久保理论就是体积效应的典型例子久保理论是针对金属纳米粒子费米面附近电子能级状态分布而提出的久保把金属纳米粒子靠近费米面附近的电子状态看作是受尺寸限制的简并电子态，并进一步假设它们的能级为准粒子

45、态的不连续能级，并认为相邻电子能级间距和金属纳米粒子的直径d的关系为： =4EF/3N V-1 1/d3 其中 N为一个金属纳米粒子的总导电电子数，V为纳米粒子的体积；EF为费米能级随着纳米粒子的直径减小，能级间隔增大，电子移动困难，电阻率增大，从而使能隙变宽，金属导体将变为绝缘体3 纳米材料的量子尺寸效应当纳米粒子的尺寸下降到某一值时，金属粒子费米面附近电子能级由准连续变为离散能级；并且纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据的分子轨道能级和最低未被占据的分子轨道能级，使得能隙变宽的现象，被称为纳米材料的量子尺寸效应在纳米粒子中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米粒子的一系列特殊性质，

46、如高的光学非线性，特异的催化和光催化性质等当纳米粒子的尺寸与光波波长，德布罗意波长，超导态的相干长度或与磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常如光吸收显著增加，超导相向正常相转变，金属熔点降低，增强微波吸收等利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质，可以改变颗粒尺寸，控制吸收边的位移，制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、隐型飞机等由于纳米粒子细化，晶界数量大幅度的增加，可使材料的强度、韧性和超塑性大为提高其结构颗粒对光，机械应力和电的反应完全不同于微米或毫米级的结构颗粒，使得纳米

47、材料在宏观上显示出许多奇妙的特性，例如：纳米相铜强度比普通铜高5倍；纳米相陶瓷是摔不碎的，这与大颗粒组成的普通陶瓷完全不一样纳米材料从根本上改变了材料的结构，可望得到诸如高强度金属和合金、塑性陶瓷、金属间化合物以及性能特异的原子规模复合材料等新一代材料，为克服材料科学研究领域中长期未能解决的问题开拓了新的途径载人航天与太空碎片太空碎片是指人类的太空活动过程中遗留在太空的废弃物从航天飞机的飞行实践和国际空间站为时不长的飞行记录来看，太空碎片的问题已经不容忽视了，特别是载人航天，随着我国载人航天技术的突破，长期的载人航天势在必行，太空碎片的防护研究也应及早进行太空碎片对所有的航天器都有破坏作用，载

48、人航天器更需要防护，原因如下：“人”是最宝贵的，也是最脆弱的载人航天器的最大特点就是有“人”，而“人”是最宝贵的，也是最脆弱的，其价值是所有其他航天器所无法比拟的，它需要的环境条件也远远超过其他航天器，载人航天需要有更高的可靠性，这是无庸置疑的如果说目前的太空碎片对一般航天器造成的威胁还能承受的话，对载人航天来说就已经是必须采取措施了载人航天器是大型航天器因为宇航员必须带有生命保障系统，宇航员还需要有一定的活动空间，所以载人航天器的体积一般都比较大，现在航天飞机的尺度在数十米，空间站的尺度在数百米的量级而我们知道太空碎片造成的风险是与航天器的面积（尺度的平方）成正比的，面积越大，受太空碎片碰撞

49、的概率也越大载人航天器是复杂和易损的载人航天器除了要具备一般航天器所具备的功能以外，它还需要保证宇航员的生命和健康，为宇航员的工作提供必要的条件因此载人航天器比一般的卫星更为复杂，需要采用更多的新技术，这不可避免地使它更容易受到损坏载人航天器有密封加压舱在宇航员生活、居住的舱段里，需要为宇航员营造一个与地面相近的舒适的环境，必定要有一个大气环境，气压接近一个大气压而太空碎片打在舱壁上造成的直接后果是穿孔，它将立即造成舱内大气迅速向外泄漏，直接威胁宇航员的生命安全它比不充加压气体的航天器更容易受到太空碎片的损伤载人航天器需要及时抢修随着航天技术的发展，在太空对航天器进行维修将越来越普遍，但往往需

50、要较长的等候时间，这对一般的应用卫星来说是不成问题的，但是对载人航天器来说，一旦受到损伤就必须立即抢救，时间就是生命，给抢救工作带来很大的困难，事后抢救的困难转嫁到事前防范工作的加强上，更需要周密细致的防范载人航天器在低高度上运行为了避开地球辐射带对航天器的辐射效应，载人航天的轨道一般选择在低地球轨道上，虽然它不是太空碎片最密集的区域，但是太空碎片的密度仍然很大而且由于大气的作用，所有轨道比它高的碎片最后都要通过它飞行的高度并最后陨落最近在考虑减少太空碎片影响的措施时，还有人提出工作任务完毕的航天器要“离轨”，方向之一就是将这些航天器的轨道降低到寿命较短的轨道上来，就是说将它们移到低高度轨道上

51、来，这必然要增加低高度上的太空碎片密度，增加在这个轨道上运行的载人航天器的风险载人航天器将在太空长期飞行空间站是今后载人航天的重要形式，它的特点是将在太空长时间运行，在轨道上运行的时间将在十余年到数十年之间航天飞机每次飞行的时间虽然都不长，但多次反复使用的结果，一艘航天飞机总的飞行时间积累也将很长而太空碎片的威胁是和运行时间成正比的，这也是载人航天更需要考虑太空碎片防护的重要原因太空碎片的研究工作是十分广泛的，与载人航天项目关系最密切，需要载人航天项目支持的有：1、载人航天器运行轨道附近的太空碎片模式；2、太空碎片模式必须能给出运行轨道第三章 第三节<<平均速度和瞬时速度>>教案 灵宝市第二初级中学 撰 稿 人：李 登