1、第五章 5 点击新材料 【教材分析】：本节一方面有目标地选择几种有代表性的新材料，简介它们的性能及其应 用；另一方面告诉学生今天的新材料层出不穷，正在改变我们的生活方式，提高我们的生 活质量。启发他们通过上网、进图书馆，以及开展社会调查等方式去了解新材料特性及其 应用，进而在拓展他们的学习层面的同时，培养他们用多样化的学习方式进行学习的习惯。 【学情分析】：本节内容与生活、社会紧密联系起来，这种由浅到深的递进，且生活和社 会紧密联系的选材、组织和编排方式颇有新意，符合初中学生的认知特点，既有利于激发 他们的学习情趣，又能达到逐步深入认识理解事物的目的。 【教学目标】： 1知识与技能 初步了解一
2、些新材料（如纳米材料、超导材料、形状记忆合金、隐性材料 等）的一些特点及其应用。 2过程与方法 通过了解新材料的一些知识，关注前沿科学的新进展，体验科学技术的神 奇力量。 3.情感态度价值观 通过对新材料的了解和认识，激发学生学习积极性。 【教学理念】： 重点:学会用天平和量筒测固体和液体密度的原理和方法。 难点:使学生通过实验能对密度的物理意义加深理解。 教学方法: 归纳法 【教学过程】： 引入新课: 师：在前面学习测量时学习到了一些常用的单位，我们学过的最小的长度单位 是什么？ 生：纳米 师：纳米与米的换算关系是怎样的？ 生：1nm=10-9m 新课教学 一、纳米材料 纳米是长度单位，大小
3、为十亿分之一米。当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会 发生显著变化。例如，黄金在正常状态下呈金黄色，而它的纳米颗粒却变成了黑色，且熔 点显著下降。纳米材料通常是以制成材料的基本单元大小限制在 0.1100nm 范围的材料。 纳米技术在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等各个方面都有广泛应用。用纳米 技术做成的“量子磁盘” ，能作高密度的磁记录，每平方厘米内可储存 3 万部红楼梦的 信息。物质是由原子构成的，其性质依赖于这些原子的排列形式。如果我们将煤炭中的原 子重新排列，就能得到钻石；如果向沙子中加入一些微量元素，并将其原子重新排列，就 能制成电脑芯片；而土壤、水和空气的原子重新排列
4、后就能生产出马铃薯。听起来是不是 有点玄？不过这决非天方夜谭，如果你能走进纳米世界，了解纳米技术，就会知道上述目 标的实现指日可待。 科学家们已为我们勾勒了一幅若干年后的蓝图：超强轻型新型材料有可能使太空旅行变得 便宜而且容易，甚至像一些作家预测的那样利用纳米技术在火星上制造出大气。如果新的“ 纳米医学“能够在细胞老化时一个分子一个分子地制造出新的细胞，从而把人们的寿命无限 地延长，那么就有必要向太空移民。纳米技术已经创造出足够多的小奇迹，这至少能让一 些科学泰斗们相信这些宏伟的想法也会实现。 二、超导材料 1911 年，荷兰物理学家昂内斯，在做冷冻汞的实验中发现，当温度降至 4.2k 时，汞
5、的电阻 会突然变为零。材料的这种特性称超导性。 超导材料的应用前景非常宽广，若用它来输电可大大节约能源和材料。 介绍我国的磁悬浮列车 三、形状记忆合金 在发生了塑性变形后，经过合适的热过程，能够回复到变形前的形状，这种现象叫做形状 记忆效应（SME） 。具有形状记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金，称为 形状记忆合金（SMA） 。 形状记忆合金可以分为三种： （1）单程记忆效应 形状记忆合金在较低的温度下变形，加热后可恢复变形前的形状，这种只在加热过程 中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。 （2）双程记忆效应 某些合金加热时恢复高温相形状，冷却时又能恢复低温相形状，称为双程记忆效应
6、。 （3）全程记忆效应 加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状，称为全程记 忆效应。 目前已开发成功的形状记忆合金有 TiNi 基形 状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合 金等。 四、隐性材料隐性材料常用于飞机、坦克等重要军 事目标或武器上，涂有隐性材料的物体能将雷达发 射出的电磁波大部分吸收掉，反射回去很少，能使 雷达变成“睁眼瞎” 。 师：同学们还有哪些是你们所知道的新材料，它们在我们的生活中又有哪些应用呢？ 学生分小组讨论 生： 布置作业 查找资料，说出你所知道的其它新材料 反思 本节课主要是介绍了一些前沿科学，学生比较感兴趣，学起来也比较轻松，但其中 所
7、涉及到的一些知识却是学生没有学习过的，如电阻等，因此本节内容对学生的目标要求 较低，关键是调动学生的学习积极性，培养学生主动搜集信息和查找资料的能力。 板书设计 一、纳米材料 1、 特点：当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化。 2、 应用：工业、农业、能源、环境保护、医疗、国家安全等方面。 二、超导材料 1、特点：当温度降到一定时，材料的电阻变为零的特性称为超导性。 2、应用：前景广大，若用它来输电可大大节约能源和材料。上海磁悬浮列车就应用了超导 技术。 三、形状记忆合金 1、特点：有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲，冷却后保持这个形状不变；当再 次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状。 2、应用：月面天线。 四、隐性材料 1、特点：能将雷达发射出的电磁波大部分吸收掉，反射回去很少。 2、应用：飞机、坦克等重要军事目标或武器上。
