北师大八年级物理上册 （新材料及其应用）物质世界的尺度、质量和密度教育课件

物质世界的尺度、质量和密度北师大版八年级物理上册第二章新材料及其应用

目录01学习目标02复习引入03新课讲授04课堂小结学习目标认识了解纳米材料。认识了解“绿色”能源。了解记忆合金。新课引入新材料：是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能。

新材料的研制和应用，给人们的生活带来了无限的惊喜。21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。知识学习一、纳米材料将某些物质的尺度加工到1nm~100nm时,它们的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比,发生了异常的变化,这种材料就称为纳米材料。知识学习一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：1.材料的特征尺寸在1—100nm之间，2.材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。知识学习纳米材料的应用(1)洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合,就具有抑制细菌生长的功能。知识学习(2)普通领带的表面经过纳米技术处理后,会有很强的自洁性能,不沾水,也不沾油，可保持领带永洁常新。纳米材料的应用知识学习纳米材料的应用(3)用纳米陶瓷粉制成的陶瓷,和普通陶瓷相比,具有一定的韧性。纳米陶瓷保温杯知识学习纳米材料的应用(4)用金属纳米颗粒粉制成的金属,强度增大十几倍,而且可拉伸长度增大几十倍。纳米电子元件知识学习知识学习纳米防水材料，在充满蒸汽的浴室内依然光亮。纳米防水布碳纳米管纳米墙壁漆知识学习二、“绿色”能源“绿色”能源指的是无污染或低污染的能源。

能源危机让人类一直在寻找各种高效和环保的“绿色”的能源。新材料在这方面扮演了重要的角色。知识学习常见的“绿色”能源以电源为例,常见或常用的“绿色”能源有锂离子电池、硅光电池、氢燃料电池等。干电池不能重复使用，对环境有污染。知识学习（1）锂离子电池体积小、质量轻、能多次充电、对环境污染小,已广泛应用到移动通信、小型摄像机等设备上。知识学习(2)硅光电池能把太阳能转化为电能,并且无污染,主要应用到人造卫星上。知识学习(2)硅光电池多晶硅、非晶硅材料能制造大面积的太阳能电池，提高效率、降低成本。1m2可提供100多瓦。知识学习

(3)氢燃料电池能把化学能转化为电能,具有无污染、无噪声、高效率的特点,可以为汽车等动力设备提供能量。知识学习三、记忆合金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。1.记忆合金的主要成分是镍和钛。2.它独有的物理特性是当温度达到某一数值时,材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致了外形的变化。知识学习记忆合金的应用

(1)医学上：现在已经有多种形状的记忆合金医用支架,用于外科手术。

（2）生活中：记忆合金制成的弹簧安装在热水器的出水阀门内,当水温超过某一温度(例如80℃)时,弹簧自动伸长,将阀门关闭而停止出水,避免发生烫伤人的事故。知识学习(3)航空航天领域：记忆合金在航空航天领域内的应用有很多成功的范例，如人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作，发射人造卫星之前,将抛物面天线折叠起来装进卫星体内,火箭升空把人造卫星送到预定轨道后,只需加温,折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开,恢复抛物面形状。课堂小结新材料及其应用纳米材料“绿色“能源特点：体积小、质量轻、无污染应用：锂离子电池、硅光电池等记忆合金主要成分：镍和钛应用：记忆合金“花朵”、记忆合金弹簧等课程结束第二章物质世界的尺度、质量和密度新材料及其应用

这条裤子为什么不渗水卫星靠什么作为动力来源新课引入观察与思考（1）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；（2）了解其他新材料的有关应用，培养收集整理信息的能力.新课目标1.纳米是_____单位，1nm=______m

；

2.一张纸的厚度约为0.1mm，合_____

nm

.长度1x1051x10-9定义：人们发现，将某些物质的尺度加工到1nm~100nm时，它们的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，发生了异常的遍布啊，这种材料就称为纳米材料.新课讲解纳米材料一纳米尺寸物质效应1.抑制细菌生长的功能.2.自洁性能，不沾水也不沾油.3.具有一定韧性.纳米材料的应用纳米抗菌奶瓶纳米镜子（左侧）能源危机：一位学者给我们列出了这样一些数字：根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，煤炭也只能用220年.绿色能源：世界各地的人们已经意识到那种无节制的能源消耗将会导致地球环境条件的进一步恶化，造成对人类生活方式的破坏.现在，世界各国都在积极开发各类新能源，特别是可再生的“绿色能源”.“绿色”能源二传统电池1.干电池：只能用一次，丢弃会污染环境.2.铅蓄电池：能多次使用，但太笨重不宜携带.1.锂电池：体积小，质量轻，能够多次充电使用，对环境的污染小.绿色电池2硅光电池：把太阳能转化为电能，并且对环境的完全不会造成污染.拓展知识：1.单晶硅太阳能电池，把太阳能转化电能的效率为20%左右，价格比较贵.2.多晶硅太阳能电池，把太阳能转化电能的效率小于20%，价格比较高.3.非晶态硅太阳能电池，把太阳能转化电能的效率只有13%左右，价格比较便宜，适合推广使用.4.美国波音公司开发的由砷化镓半导体同锑化镓半导体重叠而成的太阳能电池，光电转换率高达到36%，但这种太阳能太贵，只能用与卫星上使用.太阳能电池的开发1.记忆合金的主要成份是

和

.2.记忆合金的物理性质：当物体温度达到一定的数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化.________镍钛记忆合金三记忆合金的应用记忆合金制成的“花朵记忆合金制成的管状骨内固定器记忆合金制成的弹簧记忆天线本节课主要认识了:1.纳米材料及其应用.2.绿色能源的开发和利用.3.新材料----记忆合金.课堂小结1.纳米技术是指纳米尺度内的科学技术，它是现代科学技术的前沿，纳米是一个很小的

单位，1nm=

m；2.我们在日常生活中长期使用的干电池具有轻便的优点，但只能使用一次，丢弃后会

；铅蓄电池能反复使用，但是又

了；用锂做的电极制造出的锂离子电池，它具有体积

，质量

，能够多次充电，对环境污染

，等特点.最理想的绿色能源是