第十九章 材料世界

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1、第十九章材料世界教学目标：1.了解决定材料性能的各种物理性质2.了解材料科学的发展对社会发展的作用3.了解材料的导电性，知道半导体的特点及常见半导体材料，了解半导体材料的应用。4.了解超导材料的特点及应用前景，了解纳米材料的特点及应用前景。教学内容：第一节我们周围的材料1.形形色色的材料我们周围大大小小的物品都是由各种材料制成的。材料分为金属、无机非金属、有机高分子材料和复合材料（1）金属材料：由各种金属元素制成（单质、合金）（2）无机非金属材料：陶瓷、玻璃、金刚石、半导体等。23陶瓷材料玻璃金刚石橡胶半导体材料

2、——单晶硅（3）有机高分子材料：棉花、皮革、塑料、合成橡胶、人造纤维、黏合剂等。23棉花皮革塑料合成橡胶人造纤维——聚脂纤维原料黏合剂23（4）复合材料：将具有各自优点的不同材料复合而成，具有性能优异的特点。国产歼11战斗机大量采用复合材料（图中绿色部分），既减轻重量，又大减少雷达反射面积1.材料的物理性质材料的物理性质决定了材料的性能，是各种材料被应用的原因。常见材料的物理性质有：导热性、导电性、磁性、密度、比热容、弹性、硬度、延展性等。其中有很多就是我们学习过的物理知识。（1）弹性：材料受力形变，外力除去后自

3、动恢复原状。弹性的应用：各种弹簧。发条是特殊的弹簧，可以蓄存能量。23弹簧与发条（2）硬度：材料抵抗外力不变形的能力，也就是材料的坚硬程度。硬度的应用：高硬度的材料可以做成切割其他材料的工具，可以防止或减缓磨损。金刚石锯片节水陶瓷阀门（3）延展性：材料受挤压后变细、变薄、变长、变宽。常见各种金属具有延长性。通过轧制，可以得到板材、管材，通过拉制，可以得到各种规格的线材。其中金和铜的延长性最好，最高纪录为28g金可以拉成65km的金丝，还可打造金箔,最薄的金箔厚度为0.1μm。纯铜常被制成铜线、铜板。陶瓷、玻璃没有

4、延长性。圆钢铜线23钢板铜板、铜线1.科学探究——材料的硬度（1）实验思路：材料硬度是抵抗外力不变形的能力，不同硬度的材料在受到相同压强的条件下，变形程度不同，通过观察、测量变形的程度，可以分辨他们硬度的大小。（2）实验装置：控制变量——相同的钢钉、置于相同高度的直管、自由下落，使材料表面受到的压力、压强相同。（3）实验步骤：安放实验装置、让钢钉自由下落、观察测量材料表面凹痕的大小、判断材料硬度的大小。（4）其他实验方法：划痕实验——不同材料用相同的力在彼此表面划过，比较划痕大小，分辨硬度大小；压痕实验——用相同

5、大小的高硬度金属球，以相同大小的力压在不同材料表面，测量、比较凹坑的直径，判断硬度大小。23各种测量硬度仪器——硬度计1.交流与讨论列举生活中一些物品所用的材料的名称，讨论其物理性能与用途。（1）钢叉及其他餐具——不锈钢。硬度高，耐腐蚀、不生锈，耐高温（2）化纤服装——聚酯纤维。耐磨、不易褪色、不缩水、不易起皱（3）太阳镜——有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）23（4）塑料桶——聚丙烯。重量轻、价格低廉、不怕水、耐酸碱。（5）汽车轮胎——合成橡胶。弹性好、耐磨、原料丰富。（6）墙、地砖及洁具——陶瓷。硬度高、耐磨损、防

6、水性能好。23卫生间使用的墙、地砖和洁具都采用陶瓷材料1.材料与社会发展（1）材料在人类发展的历史进程中具有极其重要的作用新石器时代的石器彩陶23青铜器——司母戊方鼎铁器——沧州铁狮子（2）材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础。赵州桥——最早的石拱桥集美大桥——钢结构箱梁桥（3）材料的发展及大量的使用也带来了许多和环境问题23大量使用塑料袋带来了“白色”污染1.课堂练习：课本P164“实践活动”2.调查你周围一些造成环境污染的材料。提示：（1）塑料：各种包装袋、容器；（2）汞：废电池；（3）铅：废蓄电池2.课

7、堂练习：课本P164“实践活动”3.小明家装修房屋，他和爸爸、妈妈一同到商店买木地板。售货员向他们宣传：硬度高的木地板质量较好，同时拿出A、B、C三种不同品牌木地板样品，用刀在三种木地板上刻划，然后推荐其中划痕最不突出的C品牌地板。小明看后对爸爸、妈妈说这种比较硬度的方法不科学，并详细说明应该怎样控制变量，进行实验比较。爸爸、妈妈听后露出了满意的笑容。（1）请根据尝过的物理知识判断，在售货员所做的演示中，影响木地板划痕深度的两个主要原因是：a.提示：刀刃对木地板的压强b.提示：木地板的硬度（2）提出一个能客观对比

8、林地板硬度的实验方案。23提示：采用上述落钉实验的方法1.课堂练习：课本P164“请提问”地球上的材料会用完吗？提示：（1）有的材料（地球上稀缺的天然材料）会逐渐减少；（2）许多材料可以循环利用。7.课后作业：《创新优化（下）》P1～28.预习内容与预习作业：预习《课本》P165第二节半导体预习作业：《创新优化（下）》P3～423半导体1.材料的导电性根据材料的导电性能，