2018年八年级物理上册2.4《新材料及其应用》（新版）北师大版ppt课件

1、第二章第二章 物质世界的尺度、物质世界的尺度、质量和密度质量和密度四、新资料及其运用四、新资料及其运用纳米资料纳米资料内容内容概念概念将某些物质的尺度加工到将某些物质的尺度加工到1100 nm时，时，它们的物理性质或化学性能与较大尺度它们的物理性质或化学性能与较大尺度时相比，发生了异常的变化，这种材料时相比，发生了异常的变化，这种材料就称为纳米材料就称为纳米材料内容内容纳米纳米材料材料的特的特性及性及应用应用纳米防水资料纳米防水资料( (右侧右侧) )，在充，在充溢蒸汽的浴室内依然光亮溢蒸汽的浴室内依然光亮纳米防水布纳米防水布纳米纤维纳米纤维内容内容知识知识解读解读(1)纳米是长度单位；纳米是

2、长度单位；(2)纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单元很小，但它本身不一定小；元很小，但它本身不一定小；(3)纳米技术在工业、农业、能源、环保、医疗、国纳米技术在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等各个方面被广泛应用家安全等各个方面被广泛应用留意：纳米是一个很小的长度单位，但是纳米资料的作用留意：纳米是一个很小的长度单位，但是纳米资料的作用可不小哟！可不小哟！例例1 以下关于纳米资料的说法正确的选项是以下关于纳米资料的说法正确的选项是( )A.任何物质的尺

3、度加工到任何物质的尺度加工到1100 nm时，它们都是纳米时，它们都是纳米资料资料B.某一物量变为纳米资料后，发生了异常的变化，产某一物量变为纳米资料后，发生了异常的变化，产生了神奇的效果，是由于这一物质曾经变成了另一物质生了神奇的效果，是由于这一物质曾经变成了另一物质C.普通衣服经过纳米方法处置后，将会不沾水和油，普通衣服经过纳米方法处置后，将会不沾水和油，长时间光洁如新长时间光洁如新D.陶瓷耐磨损、耐高温，但易碎，用纳米陶瓷粉制成陶瓷耐磨损、耐高温，但易碎，用纳米陶瓷粉制成的陶瓷破碎后能自动修复成原样的陶瓷破碎后能自动修复成原样C解析：并不是一切物质的尺度加工到解析：并不是一切物质的尺度加

4、工到1100 nm时，它时，它们都是纳米资料，只需它们的物理性质或者化学性能与较们都是纳米资料，只需它们的物理性质或者化学性能与较大尺度相比时，发生了异常的变化，它们才是纳米资料，大尺度相比时，发生了异常的变化，它们才是纳米资料，故故A错误错误;当某一物质成为纳米资料后，它与之前的物质仍当某一物质成为纳米资料后，它与之前的物质仍是同一物质，故是同一物质，故B错误错误;用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，破碎后用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，破碎后不能自动修复成原样，故不能自动修复成原样，故D错误错误.图示图示特点特点应用应用绿绿色色能能源源锂离子电池体积小，质量锂离子电池体积小，质量小，能多次充电，污染小小，能多

5、次充电，污染小移动通信、小型移动通信、小型摄像机等摄像机等硅光电池能够把太阳能直硅光电池能够把太阳能直接转换成电能，效率高，接转换成电能，效率高，成本低，完全不污染环境成本低，完全不污染环境人造卫星、家庭人造卫星、家庭生活、发电等生活、发电等氢电池无污染、无噪声、氢电池无污染、无噪声、高效率高效率发电、汽车和航发电、汽车和航天领域等天领域等绿色能源绿色能源“绿色能源可以分为广义和狭义两种，广义的绿色能源可以分为广义和狭义两种，广义的“绿色绿色能源包括在能源的消费及其消费过程中，对消费环境低能源包括在能源的消费及其消费过程中，对消费环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤和核能污染或无污染的能

6、源，如天然气、清洁煤和核能;狭义的狭义的“绿色能源指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风绿色能源指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能等能等.阐明：除了我们学习的三种绿色能源之外，如今正在大力阐明：除了我们学习的三种绿色能源之外，如今正在大力开展的风能、潮汐能等都是绿色能源开展的风能、潮汐能等都是绿色能源.例例2 以下能源不属于绿色能源的是以下能源不属于绿色能源的是( )A.锂离子电池锂离子电池 B.石油石油C.太阳能电池太阳能电池 D.氢燃料电池氢燃料电池解析：常见的绿色能源对环境无污染或污染很小，如解析：常见的绿色能源对环境无污染或污染很小，如锂离子电池、太阳能电池、氢燃料电池等，而

7、在运用石油锂离子电池、太阳能电池、氢燃料电池等，而在运用石油的过程中，会产生大量有害气体而污染环境，因此石油不的过程中，会产生大量有害气体而污染环境，因此石油不属于绿色能源属于绿色能源.B记忆合金记忆合金内容内容概念概念有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长或扭曲，冷有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长或扭曲，冷却后可以保持这个形状不变；当再次加热时，它们却后可以保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状，这种合金叫形状又恢复到被拉长或扭曲前的形状，这种合金叫形状记忆合金记忆合金成分成分 镍和钛镍和钛物理物理特性特性当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发当温度达到某一数值

8、时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致外形的变化生变化，从而导致外形的变化内容内容应用应用航空航天、临床医学领域以及日常生活中航空航天、临床医学领域以及日常生活中知识知识解读解读（1）记忆合金的主要成分是镍和钛；）记忆合金的主要成分是镍和钛；（2）与普通合金相比，形状记忆合金具有稳定性高、）与普通合金相比，形状记忆合金具有稳定性高、可实现智能安装等特点；可实现智能安装等特点；（3）记忆合金应用于航空航天领域中人造卫星的天）记忆合金应用于航空航天领域中人造卫星的天线，临床医学领域内人造骨骼、伤骨固定加压器、牙线，临床医学领域内人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修

9、补器、血科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器和手术缝合线，以及日常生活中弹簧的制作、栓过滤器和手术缝合线，以及日常生活中弹簧的制作、眼镜架等眼镜架等例例3 科普展览会上有一种神奇的金属花，它的花瓣是科普展览会上有一种神奇的金属花，它的花瓣是用一种特殊的金属片记忆合金制成的，如图用一种特殊的金属片记忆合金制成的，如图2-4-1所示所示.它具它具有记忆才干，温度升高它就会绽放，如有记忆才干，温度升高它就会绽放，如(填填“甲或甲或“乙乙)图，图，关上灯它又会，如关上灯它又会，如(填填“甲或甲或“乙乙)图图.解析：记忆合金温度升高时会发生外形变化，外形变解析：记忆合金温度升高时会发生

10、外形变化，外形变化是这种金属的特性，灯光照射使构成花瓣的特殊金属片化是这种金属的特性，灯光照射使构成花瓣的特殊金属片温度升高，金属片伸展开，温度降低时金属片闭合温度升高，金属片伸展开，温度降低时金属片闭合.答案：甲闭合乙答案：甲闭合乙图图2-4-1对新资料的特点认识不清对新资料的特点认识不清例例4 以下关于新资料的说法正确的选项是以下关于新资料的说法正确的选项是( )A.记忆合金是一种能记住很多知识的金属记忆合金是一种能记住很多知识的金属B.纳米资料都很小纳米资料都很小C.记忆合金主要用于研讨，对消费生活没什么用途记忆合金主要用于研讨，对消费生活没什么用途D.我国在纳米资料的研讨上具有世界先进

11、程度我国在纳米资料的研讨上具有世界先进程度D解析：记忆合金记忆的是外形，而不能记忆知识，解析：记忆合金记忆的是外形，而不能记忆知识，A错误；纳米资料就是采用化学、物理甚至生物方法将物量错误；纳米资料就是采用化学、物理甚至生物方法将物量变成纳米级的微细颗粒后构成的资料，其根本单元很小，变成纳米级的微细颗粒后构成的资料，其根本单元很小，但它本身不一定小，但它本身不一定小，B错误；记忆合金在科学技术领域、错误；记忆合金在科学技术领域、消费生活中有重要的运用，消费生活中有重要的运用，C错误；我国在纳米资料的研错误；我国在纳米资料的研讨上具有世界先进程度，讨上具有世界先进程度，D正确正确.错解：错解：A

12、或或B或或C留意：记忆合金和纳米资料都属于新资料，它们在消费生留意：记忆合金和纳米资料都属于新资料，它们在消费生活中有重要的运用，既不能把纳米资料了解成很小的资料，活中有重要的运用，既不能把纳米资料了解成很小的资料，也不能把记忆合金当成无用的资料也不能把记忆合金当成无用的资料.题型一题型一 纳米资料纳米资料角度角度a 纳米资料的特点纳米资料的特点例例5 以下关于纳米资料的表达正确的选项是以下关于纳米资料的表达正确的选项是( )A.很小的资料就是纳米资料很小的资料就是纳米资料B.纳米资料只是近几年才开场被人们利用的纳米资料只是近几年才开场被人们利用的C.不存在天然构成的纳米资料不存在天然构成的纳

13、米资料D.纳米资料的根本单元小纳米资料的根本单元小D解析：纳米资料就是采用化学、物理甚至生物方法将解析：纳米资料就是采用化学、物理甚至生物方法将物量变成纳米级的微细颗粒后构成的资料，其根本单元很物量变成纳米级的微细颗粒后构成的资料，其根本单元很小，但它本身不一定小小，但它本身不一定小.纳米资料在自然界中广泛存在，如纳米资料在自然界中广泛存在，如蛋白石、陨石碎片、海洋堆积物等中都能见到它的身影蛋白石、陨石碎片、海洋堆积物等中都能见到它的身影.角度角度b 纳米资料的运用纳米资料的运用例例6 (多项选择多项选择)以下说法中利用纳米资料的特殊作用的有以下说法中利用纳米资料的特殊作用的有( )A.为了装

14、饰，在墙壁上涂刷漆，漆能吸附在墙上为了装饰，在墙壁上涂刷漆，漆能吸附在墙上B.用胶水可以把两张纸糊在一同用胶水可以把两张纸糊在一同C.用纳米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有一定的韧性用纳米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有一定的韧性D.下雨天红红的羽绒服不易被水淋湿下雨天红红的羽绒服不易被水淋湿解析：为了装饰，在墙壁上涂刷漆，在两张纸之间涂抹胶水，解析：为了装饰，在墙壁上涂刷漆，在两张纸之间涂抹胶水，普通油漆和胶水都不是纳米资料，普通油漆和胶水都不是纳米资料，A、B不符合题意；用纳米陶不符合题意；用纳米陶瓷粉制成的陶瓷韧性好，不易碎，瓷粉制成的陶瓷韧性好，不易碎，C符合题意；纳米防水布可制符合题意；

15、纳米防水布可制成防水雨衣，羽绒服面料用纳米资料制成，不易被水淋湿，成防水雨衣，羽绒服面料用纳米资料制成，不易被水淋湿，D符符合题意合题意.CD题型二题型二 “绿色能源绿色能源例例7 (多项选择多项选择)如图如图2-4-2所示是一种小型风力发电安装，所示是一种小型风力发电安装，关于这种安装的说法正确的选项是关于这种安装的说法正确的选项是( )A.风力发电属于风力发电属于“绿色能源绿色能源B.它与硅光电池一样，把太阳能它与硅光电池一样，把太阳能直接转化为电能直接转化为电能C.运用风力发电的最大优点是无污染运用风力发电的最大优点是无污染D.这种小型风力发电没有什么用途这种小型风力发电没有什么用途图图

16、2-4-2AC解析：由题意知，小型风力发电安装把风能转化成电解析：由题意知，小型风力发电安装把风能转化成电能，风力发电没有污染，它是绿色能源，故能，风力发电没有污染，它是绿色能源，故A、C正确；该正确；该安装发电不是直接把太阳能转化成电能，而是利用风力发安装发电不是直接把太阳能转化成电能，而是利用风力发电，故电，故B错误；这种小型风力发电安装可以为小型电力设备错误；这种小型风力发电安装可以为小型电力设备供电或者给蓄电池充电，在消费与生活中有用途，故供电或者给蓄电池充电，在消费与生活中有用途，故D错误错误.题型三题型三 记忆合金记忆合金例例8 利用记忆合金可以制成弹簧，也可以放在热水器利用记忆合

17、金可以制成弹簧，也可以放在热水器的出水阀内，防止热水器中流出高温的热水把人烫伤，他的出水阀内，防止热水器中流出高温的热水把人烫伤，他能猜测一下它的任务原理吗？能猜测一下它的任务原理吗？解析：当热水温度过高，到达记忆合金制成的弹簧的解析：当热水温度过高，到达记忆合金制成的弹簧的转变温度时，弹簧会自动变长，及时关紧阀门而停顿出水，转变温度时，弹簧会自动变长，及时关紧阀门而停顿出水，从而防止把人烫伤从而防止把人烫伤.答案：见解析答案：见解析知识点拨：记忆合金在温度变化时外形发生变化，从本质知识点拨：记忆合金在温度变化时外形发生变化，从本质上讲，它是利用温度进展自动控制的安装上讲，它是利用温度进展自动

18、控制的安装.例例9 科学家发现某种合金具有科学家发现某种合金具有“外形记忆功能，假外形记忆功能，假设在较低温度时将它弯曲成某一外形，然后加热到较高温设在较低温度时将它弯曲成某一外形，然后加热到较高温度时再弯曲成另一外形，那么当温度降到原来的较低温度度时再弯曲成另一外形，那么当温度降到原来的较低温度时，它会自行恢复到低温时的外形时，它会自行恢复到低温时的外形.图图2-4-3现用它制成如图现用它制成如图2-4-3所示安装，在可绕圆心所示安装，在可绕圆心O转动的均匀转动的均匀轻质圆盘上安装一个用外形记忆合金做成的螺旋圈，它们在温轻质圆盘上安装一个用外形记忆合金做成的螺旋圈，它们在温度较低时收紧、在温

19、度较高时放松度较低时收紧、在温度较高时放松.实验阐明：当把该圆盘的下实验阐明：当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只需给圆盘一个起始半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只需给圆盘一个起始转动的力，圆盘就能抑制摩擦和水的阻力延续转动起来转动的力，圆盘就能抑制摩擦和水的阻力延续转动起来.发扬他的想象力，提出一个巧妙运用外形记忆合金的发扬他的想象力，提出一个巧妙运用外形记忆合金的想象想象(参照例如，另举一例参照例如，另举一例). 例如：用外形记忆合金制造一个例如：用外形记忆合金制造一个“保险丝，安装在保险丝，安装在电器内易发热物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它电器内易发热物体附

20、近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时的外形，断开电路，防止电器过热高温时的外形，断开电路，防止电器过热.想象：想象：(所提的想象应是制造所提的想象应是制造“保险丝以外的保险丝以外的).解析：此题是一那么开放性的标题，只需根据记忆合解析：此题是一那么开放性的标题，只需根据记忆合金的特点来设计他的想象即可金的特点来设计他的想象即可.答案：答案：(1)如用外形记忆合金制造一个如用外形记忆合金制造一个“警示铃，安警示铃，安装在仓库门口附近，当发生火灾，温度升高时，记忆合金装在仓库门口附近，当发生火灾，温度升高时，记忆合金恢复到高温时的外形，接通电路，使电铃响起恢复到高温时的外形，接通电路，使电铃

21、响起.(2)用外形用外形记忆合金制造一个记忆合金制造一个“温度自动控制开关，安装在恒温箱温度自动控制开关，安装在恒温箱内，当温度升高到一定程度时，记忆合金就恢复到它高温内，当温度升高到一定程度时，记忆合金就恢复到它高温时的外形，断开加热电路，反之，当温度降低到一定程度时的外形，断开加热电路，反之，当温度降低到一定程度时，记忆合金就恢复到它低温时的外形，闭合加热电路，时，记忆合金就恢复到它低温时的外形，闭合加热电路，从而可以使恒温箱坚持一定温度从而可以使恒温箱坚持一定温度.(1)记忆合金记忆的是它的外形，它在不同温度下的记忆合金记忆的是它的外形，它在不同温度下的外形不同，当温度变化时，外形就发生

22、变化外形不同，当温度变化时，外形就发生变化.(2)由于记忆合金具有由于记忆合金具有“记忆外形的特点，所以常用记忆外形的特点，所以常用来制造温度自动控制设备，防止物体变形等来制造温度自动控制设备，防止物体变形等.知识链接知识链接解读中考：本节知识在中考中主要调查的是新资料解读中考：本节知识在中考中主要调查的是新资料的特点与运用，普通以填空题、选择题为主，调查的特点与运用，普通以填空题、选择题为主，调查点较少，中考命题率较低，标题难度也很小点较少，中考命题率较低，标题难度也很小. 考点一考点一 纳米资料纳米资料教材第教材第55页页“第第2段段与传统资料相比，新资料在强度、刚度、硬度、耐温性、与传统

23、资料相比，新资料在强度、刚度、硬度、耐温性、耐磨性、耐蚀性、抗辐照等某一方面或其中多个方面具有耐磨性、耐蚀性、抗辐照等某一方面或其中多个方面具有优越的性能优越的性能.例例10 纳米陶瓷是一种高新科技资料，具有耐磨、耐纳米陶瓷是一种高新科技资料，具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防浸透、完全无磁性等特点，以下选项中腐蚀、耐高温、防浸透、完全无磁性等特点，以下选项中哪项可以利用纳米陶瓷资料制造哪项可以利用纳米陶瓷资料制造( )A.高压输电线高压输电线 B.装浓硫酸的容器装浓硫酸的容器C.银行储蓄卡银行储蓄卡 D.LED发光二极管发光二极管解析：由题意知，纳米陶瓷不能导电，不能制造高解析：由题意知，纳米陶瓷

24、不能导电，不能制造高压输电线和发光二极管，压输电线和发光二极管，A、D不符合题意；纳米陶瓷耐不符合题意；纳米陶瓷耐腐蚀，可以用来制造装浓硫酸的容器，腐蚀，可以用来制造装浓硫酸的容器，B符合题意；纳米符合题意；纳米陶瓷完全无磁性，不能制造银行储蓄卡，陶瓷完全无磁性，不能制造银行储蓄卡，C不符合题意不符合题意.B 例例11 阅读资料内容，回答以下问题阅读资料内容，回答以下问题.新型温度计新型温度计 日本科学家利用碳纳米管研制一种新型的温度计，它日本科学家利用碳纳米管研制一种新型的温度计，它可以丈量可以丈量50500 之间的温度，估计在微观环境中将有广之间的温度，估计在微观环境中将有广泛地运用前景泛地运用前景.日本物质资料研讨机构的科学家在英国日本物质资料研讨机构的科学家在英国(自自然然)杂志上发表报告说，他们在直径为杂志上发表报告说，他们在直径为75 nm的碳纳米管里的碳纳米管里充入金属镓液体，对它加热，然后冷却充入金属镓液体，对它加热，然后冷却.结果发现，在结果发现，在50500 之间，碳纳米管中镓液柱的高度随温度的变化呈现之间，碳纳米管中镓液柱的高度随温度的变化呈现均匀变化，就像普通温度计里的酒精或水银柱的高度变化均匀变化，就像普通温度计里的酒精或水银柱的高度变化一样，液柱最长可以到达一样，液柱最长可以到达10 nm.中心素养中心素养金属镓在温度低于金属镓在温度低于29.78 时