八年级物理上册24新材料及其应用省公开课一等奖新课获奖课件

第二章物质世界尺度、质量和密度四、新材料及其应用1/31纳米材料内容概念将一些物质尺度加工到1~100nm时，它们物理性质或化学性能与较大尺度时相比，发生了异常改变，这种材料就称为纳米材料2/31内容纳米材料特性及应用纳米防水材料(右侧)，在充满蒸汽浴室内依然光亮纳米防水布纳米纤维3/31内容知识解读(1)纳米是长度单位；(2)纳米材料就是采取化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级微细颗粒后形成材料，其基本单元很小，但它本身不一定小；(3)纳米技术在工业、农业、能源、环境保护、医疗、国家安全等各个方面被广泛应用注意：纳米是一个很小长度单位，不过纳米材料作用可不小哟！4/31例1以下关于纳米材料说法正确是()A.任何物质尺度加工到1~100nm时，它们都是纳米材料B.某一物质变为纳米材料后，发生了异常改变，产生了神奇效果，是因为这一物质已经变成了另一物质C.普通衣服经过纳米方法处理后，将会不沾水和油，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破碎后能自动修复成原样C5/31解析：并不是全部物质尺度加工到1~100nm时，它们都是纳米材料，只有它们物理性质或者化学性能与较大尺度相比时，发生了异常改变，它们才是纳米材料，故A错误;当某一物质成为纳米材料后，它与之前物质仍是同一物质，故B错误;用纳米陶瓷粉制成陶瓷，破碎后不能自动修复成原样，故D错误.6/31图示特点应用绿色能源锂离子电池体积小，质量小，能屡次充电，污染小移动通信、小型摄像机等硅光电池能够把太阳能直接转换成电能，效率高，成本低，完全不污染环境人造卫星、家庭生活、发电等氢电池无污染、无噪声、高效率发电、汽车和航天领域等绿色能源7/31“绿色”能源能够分为广义和狭义两种，广义“绿色”能源包含在能源生产及其消费过程中，对生产环境低污染或无污染能源，如天然气、清洁煤和核能;狭义“绿色”能源指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能等.说明：除了我们学习三种绿色能源之外，现在正在大力发展风能、潮汐能等都是绿色能源.8/31例2以下能源不属于绿色能源是()A.锂离子电池B.石油C.太阳能电池D.氢燃料电池解析：常见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，而在使用石油过程中，会产生大量有害气体而污染环境，所以石油不属于绿色能源.B9/31记忆合金内容概念有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长或扭曲，冷却后能够保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前形状，这种合金叫形状记忆合金成份镍和钛物理特征当温度抵达某一数值时，材料内部晶体结构会发生改变，从而造成外形改变10/31内容应用航空航天、临床医学领域以及日常生活中知识解读（1）记忆合金主要成份是镍和钛；（2）与普通合金相比，形状记忆合金含有稳定性高、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天线，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、心脏修补器、血栓过滤器和手术缝合线，以及日常生活中弹簧制作、眼镜架等11/31例3科普展览会上有一个神奇金属花，它花瓣是用一个特殊金属片记忆合金制成，如图2-4-1所表示.它含有记忆能力，温度升高它就会绽开，如(填“甲”或“乙”)图，关上灯它又会，如(填“甲”或“乙”)图.解析：记忆合金温度升高时会发生外形改变，外形改变是这种金属特征，灯光照射使组成花瓣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.答案：甲闭合乙图2-4-112/31对新材料特点认识不清例4以下关于新材料说法正确是()A.记忆合金是一个能记住很多知识金属B.纳米材料都很小C.记忆合金主要用于研究，对生产生活没什么用处D.我国在纳米材料研究上含有世界先进水平D13/31解析：记忆合金记忆是形状，而不能记忆知识，A错误；纳米材料就是采取化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级微细颗粒后形成材料，其基本单元很小，但它本身不一定小，B错误；记忆合金在科学技术领域、生产生活中有主要应用，C错误；我国在纳米材料研究上含有世界先进水平，D正确.14/31错解：A或B或C注意：记忆合金和纳米材料都属于新材料，它们在生产生活中有主要应用，既不能把纳米材料了解成很小材料，也不能把记忆合金当成无用材料.15/31题型一纳米材料角度a纳米材料特点例5以下关于纳米材料叙述正确是()A.很小材料就是纳米材料B.纳米材料只是近几年才开始被人们利用C.不存在天然形成纳米材料D.纳米材料基本单元小D16/31解析：纳米材料就是采取化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级微细颗粒后形成材料，其基本单元很小，但它本身不一定小.纳米材料在自然界中广泛存在，如蛋白石、陨石碎片、海洋沉积物等中都能见到它身影.17/31角度b纳米材料应用例6(多项选择)以下说法中利用纳米材料特殊作用有()A.为了装饰，在墙壁上涂刷漆，漆能吸附在墙上B.用胶水能够把两张纸糊在一起C.用纳米陶瓷粉制成陶瓷不易撞碎，含有一定韧性D.下雨天红红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，普通油漆和胶水都不是纳米材料，A、B不符合题意；用纳米陶瓷粉制成陶瓷韧性好，不易碎，C符合题意；纳米防水布可制成防水雨衣，羽绒服面料用纳米材料制成，不易被水淋湿，D符合题意.CD18/31题型二“绿色”能源例7(多项选择)如图2-4-2所表示是一个小型风力发电装置，关于这种装置说法正确是()A.风力发电属于“绿色”能源B.它与硅光电池一样，把太阳能直接转化为电能C.使用风力发电最大优点是无污染D.这种小型风力发电没有什么用处图2-4-2AC19/31解析：由题意知，小型风力发电装置把风能转化成电能，风力发电没有污染，它是绿色能源，故A、C正确；该装置发电不是直接把太阳能转化成电能，而是利用风力发电，故B错误；这种小型风力发电装置能够为小型电力设备供电或者给蓄电池充电，在生产与生活中有用处，故D错误.20/31题型三记忆合金例8利用记忆合金能够制成弹簧，也能够放在热水器出水阀内，预防热水器中流出高温热水把人烫伤，你能猜测一下它工作原理吗？解析：当热水温度过高，到达记忆合金制成弹簧转变温度时，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.答案：看法析知识点拨：记忆合金在温度改变时形状发生改变，从本质上讲，它是利用温度进行自动控制装置.21/31例9科学家发觉某种合金含有“形状记忆功效”，假如在较低温度时将它弯曲成某一形状，然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状，那么当温度降到原来较低温度时，它会自行恢复到低温时形状.图2-4-322/31现用它制成如图2-4-3所表示装置，在可绕圆心O转动均匀轻质圆盘上安装一个用形状记忆合金做成螺旋圈，它们在温度较低时收紧、在温度较高时放松.试验表明：当把该圆盘下半部分浸在盛有一定量热水水槽中时，只要给圆盘一个起始转动力，圆盘就能克服摩擦和水阻力连续转动起来.发挥你想象力，提出一个巧妙应用形状记忆合金构想(参考示例，另举一例).示例：用形状记忆合金制作一个“保险丝”，安装在电器内易发烧物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时形状，断开电路，预防电器过热.构想：(所提构想应是制作“保险丝”以外).23/31解析：本题是一则开放性题目，只要依据记忆合金特点来设计你构想即可.答案：(1)如用形状记忆合金制作一个“警示铃”，安装在仓库门口附近，当发生火灾，温度升高时，记忆合金恢复到高温时形状，接通电路，使电铃响起.(2)用形状记忆合金制作一个“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时形状，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形状，闭合加热电路，从而能够使恒温箱保持一定温度.24/31(1)记忆合金记忆是它形状，它在不一样温度下形状不一样，当温度改变时，形状就发生改变.(2)因为记忆合金含有“记忆”形状特点，所以惯用来制作温度自动控制设备，预防物体变形等.知识链接25/31解读中考：本节知识在中考中主要考查是新材料特点与应用，普通以填空题、选择题为主，考查点较少，中考命题率较低，题目难度也很小.

考点一纳米材料教材第55页“第2段”与传统材料相比，新材料在强度、刚度、硬度、耐温性、耐磨性、耐蚀性、抗辐照等某首先或其中多个方面含有优越性能.26/31例10纳米陶瓷是一个高新科技材料，含有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透、完全无磁性等特点，以下选项中哪项能够利用纳米陶瓷材料制造()A.高压输电线B.装浓硫酸容器C.银行储蓄卡D.LED发光二极管解析：由题意知，纳米陶瓷不能导电，不能制造高压输电线和发光二极管，A、D不符合题意；纳米陶瓷耐腐蚀，能够用来制造装浓硫酸容器，B符合题意；纳米陶瓷完全无磁性，不能制造银行储蓄卡，C不符合题意.B27/3128/31例11阅读资料内容，回答下列问题.新型温度计日本科学家利用碳纳米管研制一个新型温度计，它能够测量50~500℃之间温度，预计在微观环境中将有广泛地应用前景.日本物质材料研究机构科学家在英国(自然)杂志上发表汇报说，他们在直径为75nm碳纳米管里充入金属镓液体，对它加热，然后冷却.结果发觉，在50～500℃之间，碳纳米管中镓液柱高度随温度改变展现均匀改变，就像普通温度计里酒精或水银柱高度改变一样，液柱最长能够到达10nm.关键素养29/31金属镓