2025 小学六年级科学上册塑料与金属耐候性对比课件

一、耐候性：材料的“户外生存考试”演讲人耐候性：材料的“户外生存考试”01为什么要对比？从课堂到生活的“材料选择智慧”02分维度对比：塑料与金属的“逐项PK”03总结：耐候性对比的核心启示04目录2025小学六年级科学上册塑料与金属耐候性对比课件作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我始终相信：最好的科学课，是能让孩子用观察生活的眼睛发现知识，用动手验证的热情理解原理。今天我们要探讨的“塑料与金属耐候性对比”，正是这样一个贴近生活的主题——从校门口的塑料围栏到操场的金属篮球架，从妈妈买菜的塑料筐到爸爸工具箱里的铁钉，这些材料每天都在经历风吹日晒、雨淋霜打。它们的“抗老化”能力究竟谁更强？让我们一起揭开答案。01耐候性：材料的“户外生存考试”耐候性：材料的“户外生存考试”要对比塑料与金属的耐候性，首先得明确什么是“耐候性”。简单来说，它是材料在自然环境中长期暴露后，保持原有物理、化学性能的能力，就像我们参加“户外生存考试”，要同时应对阳光、雨水、温度变化、空气湿度等“考官”的考验。1耐候性的核心评价指标对小学生来说，我们可以用更直观的方式理解这些指标：外观变化：是否变色、开裂、起皮（比如塑料盆晒久了发白，铁门生锈）；力学性能下降：是否变脆、变软、易断裂（比如老化的塑料绳一拉就断，生锈的铁丝轻轻一折就弯）；功能失效：是否失去原有作用（比如漏水的塑料雨棚，松动的金属螺丝）。去年春天，我带学生在校园里做了个小实验：把废旧的塑料餐盒和铁片分别固定在操场围栏上，每周记录一次变化。三个月后，塑料餐盒边缘出现了细密的裂纹，原本透明的材质变得浑浊；而铁片表面则出现了红褐色的锈斑，用指甲轻轻一刮，锈粉就簌簌落下——这就是耐候性差异的直观表现。02分维度对比：塑料与金属的“逐项PK”分维度对比：塑料与金属的“逐项PK”自然环境是位严格的“全能考官”，它同时考察材料的抗紫外线能力、耐温变能力、耐潮湿能力和抗化学腐蚀能力。我们逐一拆解，看看塑料和金属在这些项目上的表现。1第一关：紫外线（阳光）的考验阳光中的紫外线是材料老化的“头号杀手”。它像一把无形的小剪刀，会剪断材料内部的分子链，导致性能下降。塑料的表现：大多数普通塑料（如聚乙烯PE、聚丙烯PP）对紫外线非常敏感。以常见的塑料袋为例，在户外暴晒1个月，其拉伸强度会下降30%以上；如果是添加了“抗紫外线剂”的工程塑料（如汽车保险杠用的ABS），抗老化能力会提升3-5倍，但成本也更高。我曾见过小区里用了5年的塑料垃圾桶，原本深蓝的颜色褪成了浅灰，桶壁一按就发出“咔咔”的脆响，这就是紫外线长期作用的结果。金属的表现：金属本身不吸收紫外线，所以紫外线对金属的直接破坏很小。但金属表面的氧化膜或油漆涂层如果被紫外线破坏（比如汽车金属外壳的车漆褪色），会间接加速金属腐蚀。例如，未涂漆的铁板在阳光下虽然不会“晒裂”，但表面氧化速度会比阴暗处快1-2倍。1第一关：紫外线（阳光）的考验小结：普通塑料易被紫外线“剪碎”分子链，金属则主要因涂层受损间接受影响，这一轮金属小胜。2第二关：温度变化的挑战自然界的温度昼夜波动（比如夏季白天40℃、夜晚20℃）、季节更替（冬季-10℃到夏季35℃），会让材料反复膨胀收缩，产生“疲劳损伤”。塑料的表现：塑料的“热胀冷缩”幅度比金属大得多。以PVC（聚氯乙烯）水管为例，其线膨胀系数约为金属的3-5倍。冬天低温时，PVC管会变硬变脆，我曾在老家见过农村的塑料输水管道，冬天结冰膨胀后，管道直接冻裂成几段；夏天高温时，塑料又会变软，比如超市里的塑料筐，装满重物在太阳下晒久了，筐底会明显下垂变形。金属的表现：金属的热胀冷缩相对稳定，比如钢的线膨胀系数约为12×10⁻⁶/℃，铝约为23×10⁻⁶/℃，远小于塑料（PVC约为50×10⁻⁶/℃）。但金属也有“怕冷”或“怕热”的弱点——铁在低温下会出现“冷脆”（像冬天的铁丝更易折断），铝在高温下强度会显著下降（比如铝制高压锅不能干烧）。小结：塑料对温度变化更敏感，金属稳定性更强，这一轮金属领先。3第三关：潮湿与雨水的侵蚀水是自然界最常见的“腐蚀剂”，它能渗透材料内部，或与材料发生化学反应（如金属生锈）。塑料的表现：大多数塑料是“疏水”的，水分子很难渗透进其内部（比如塑料瓶装满水放一周，重量几乎不变）。但有些塑料（如尼龙PA）会吸水膨胀，导致尺寸变化；另外，长期潮湿环境会让塑料表面滋生霉菌，虽然不影响内部性能，但会影响外观和卫生（比如卫生间的塑料置物架，边角容易发黑）。金属的表现：金属的“天敌”是水和氧气共同作用的“电化学腐蚀”。以铁为例，水作为电解质，会加速铁失去电子变成Fe²⁺，最终生成氧化铁（铁锈）。实验显示，铁板在潮湿环境中的锈蚀速度是干燥环境的5-10倍；而不锈钢（添加了铬、镍的合金钢）因为表面能形成致密的氧化膜（Cr₂O₃），耐腐蚀性会大幅提升（比如医院的不锈钢器械，用了十几年都光亮如新）。3第三关：潮湿与雨水的侵蚀小结：塑料不怕水渗透但可能长霉，金属易因水氧反应生锈（除非是不锈钢等特殊合金），这一轮两者各有胜负。4第四关：化学物质的“隐形攻击”自然界中还存在酸（酸雨）、碱（水泥渗出的碱性物质）、盐（沿海地区的盐雾）等化学物质，它们会与材料发生反应，加速老化。塑料的表现：塑料对酸、碱的耐腐蚀性普遍较好（比如实验室用塑料烧杯装强酸强碱），但对某些有机溶剂（如汽油、酒精）敏感。例如，装过风油精的塑料瓶（含酒精），时间久了瓶身会变模糊甚至开裂；而普通塑料袋接触食用油（油脂是弱有机溶剂）后，会逐渐变软发黏。金属的表现：金属的耐化学腐蚀性差异极大。铁怕酸（一滴盐酸就能在铁板上腐蚀出小坑），铝怕碱（铝锅不能装含碱的馒头水），但铅、钛等金属对酸碱有很强的耐受性（比如化工厂的钛制反应釜）。值得注意的是，盐雾（如海边的潮湿空气含NaCl）对金属的腐蚀尤其严重，我曾带学生观察过海边的金属护栏，半年时间就锈得千疮百孔，而同样位置的塑料护栏只是颜色稍微变浅。4第四关：化学物质的“隐形攻击”小结：塑料耐酸碱但怕有机溶剂，金属耐腐蚀性因材质而异，这一轮需具体情况具体分析。03为什么要对比？从课堂到生活的“材料选择智慧”为什么要对比？从课堂到生活的“材料选择智慧”了解塑料与金属的耐候性差异，不是为了简单判断“谁更好”，而是为了学会“按需选择”。生活中，人们正是根据不同环境需求，巧妙利用它们的特性。1户外设施：塑料的“轻量优势”与金属的“强度保障”塑料的应用：公园的塑料长椅、学校的塑料篮球架底座，之所以选择塑料，是因为它们耐紫外线（添加了抗老化剂）、重量轻（方便安装）、不怕潮湿（不会像木头那样腐烂）。但塑料长椅用久了会变脆，所以厂家会在内部加入玻璃纤维增强（变成“玻璃钢”），提升强度。金属的应用：户外的金属篮球架支架、路灯杆，选择金属是因为它强度高（能承受大风、撞击）、耐高温（夏天暴晒不变形）。但为了防止生锈，这些金属制品都会做表面处理——刷防锈漆、镀锌（如“白铁皮”）或喷涂塑料层（如“喷塑护栏”）。2日常用品：塑料的“便捷”与金属的“耐用”塑料用品：我们用的塑料水杯（PC材质）、食品保鲜盒（PP材质），之所以选择塑料，是因为它们轻便、不易碎（摔地上不容易裂）、耐酸碱（装果汁、醋没问题）。但要注意，普通塑料杯不能装开水（高温会释放有害物质），这就是耐温性的限制。金属用品：厨房的铁锅、不锈钢餐具，选择金属是因为它们导热快（做饭效率高）、耐高温（能直接放火上烧）、易清洁（表面光滑不易残留）。但铁锅需要“保养”（用完擦干防生锈），不锈钢锅不能用钢丝球猛刷（会破坏表面氧化膜）。去年冬天，我和学生一起设计“校园耐候性材料墙”，把不同材料（普通塑料、加抗老化剂的塑料、普通铁、镀锌铁、不锈钢）挂在操场边，定期记录变化。孩子们发现：加了抗老化剂的塑料8个月才出现轻微裂纹，而普通塑料4个月就不行了；镀锌铁1年才开始生锈，普通铁半年就锈穿了——这让他们真正理解了“材料选择要考虑环境”的道理。04总结：耐候性对比的核心启示总结：耐候性对比的核心启示1通过这节课的学习，我们不仅对比了塑料与金属的耐候性，更重要的是学会了用“科学的眼光”观察材料：2没有“绝对好坏”，只有“是否适合”：塑料在轻量、耐酸碱上有优势，但怕紫外线和高温；金属在强度、耐温变上更稳定，但易生锈（除非特殊处理）。3科技让材料“更强大”：通过添加抗老化剂、表面镀层、合金化等技术，塑料和金属的耐候性都能大幅提升（比如汽车用的工程塑料、建筑用的耐候钢）。4观察生活是最好的