20.3 能源的开发和利用 教案 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第二十章 能源、材料与社会 第三节 材料的开发和利用 一、教学目标 1.了解一些新材料的特点及其应用。 2.了解新材料的研发与应用对社会发展的影响。 3.了解绝缘体、导体、半导体、超导体的主要特点。展望超导体应用对社会发展的影响。 4.了解纳米材料等新型材料的主要特点，以及这些新材料技术的应用对社会发展的影响。 二、教学重难点 重点： 1.一些新材料的特点及其应用 2.新材料的研发与应用对社会发展的影响 三、教学过程 【新课导入】 [情境导入]课件展示图片 [提出问题]我们周围的材料 虽然社会的发展给我们带来了丰富的物品，但是为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正不断地研究性能更好、更有价值的新材料。 你知道材料研发与科技发展有怎样的关系吗？ 人们正在研发哪些材料呢？ 学了这节内容,问题便会迎刃而解。 板书课题：第二十章 能源、材料与社会 第三节 材料的开发和利用 【新知探究】 （一）材料与社会 [教师讲解]书本、课桌、黑板、道路、高楼、桥梁，手机、彩电、冰箱……我们周围大大小小的物品都是由各种材料制成的。 [展示课件] [提出问题]它们都是由哪些材料制成的？ [学生猜想]木头、金属、塑料…… [教师讲解]正如人类开发和利用能源那样，人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。 [展示课件] [师生讲解]100万年以前，原始人就会利用不同性能的天然材料了，如把木料、石头、动物的皮、骨等制成工具或用作生活用品。这是原始人智力发展中卖出的重要一步。随着制造技能的不断提高，人类经历了旧石器和新石器时代。 [展示课件] [教师讲解]大约在5000年前，人类学会了冶炼金属铜并用其他来制造工具。后来通过在冶炼铜时加入少量的锡，获得了比纯铜更坚硬、密度更小、强度更高的青铜。青铜的利用提高了社会生产力，人类从此进入了青铜时代。 铁的利用为人类大规模制造机器提供了材料基础，开创了人类历史的又一个纪元。以铁为主发展出的高性能钢铁材料，如今已成为材料家族的主体。 [展示课件] [教师总结]材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。 （二）材料的导电性 [教师讲解]材料的导电性是物理学研究的一个重要方面。根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。 [展示课件] [教师讲解]材料的导电性是由材料内部电子的运动状况决定的。金、银、铜、铁等金属材料是导电性能较好的良导体。绝缘体的电阻很大，电流几乎不能通过，因此，绝缘体常常被用来隔离带电物体。半导体材料的导电性能介于导体与绝缘体之间，具有一些特殊的物理性质。 [展示课件] [教师讲解]铜、铝是最常用的电的良导体，通常被用来制成传导电流的导线。 一般情况下，玻璃和橡胶等材料都是绝缘体。半导体材料有硅、锗和砷化镓等。 [提出问题]你知道怎么判别导体和绝缘体吗？ [学生猜想]是否能够导电。 [教师讲解]实验材料：电源、灯泡、导线、接线柱、开关、待测材料。 实验设计：在右边的方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，判定待测材料是导体还是绝缘体。 [展示课件] [提出问题]请设计一个实验方案？ [学生猜想] [展示课件] [教师讲解]小灯泡会亮是导体，不亮是绝缘体。 [教师讲解]半导体材料可以制成二极管、三极管等半导体材料元件和集成电路。 [展示课件] [教师讲解]从常用的电器，如收音机、录音机、电视机、电脑等中，都可以找到大量的半导体元件。 [师生总结]半导体元件具有许多独特的功能。例如，半导体二极管具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件。半导体三极管可以用来放大电信号。 （三）开发新材料 [展示课件] [教师讲解]为了创造物美价廉、性能更好的物品，人们正不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料等。 [展示课件] [教师讲解] ... ...