21.3跨学科：材料的利用与开发 精品课件（46页）+视频3--沪科版新版9全册物理

(课件网) 跨学科：材料的利用与开发 第三节 第二十一章能源、材料与社会 （沪科版）九年级 全 01 课标解读 02 学习目标 03 激趣导入 04 新知探究 05 实验探究 06 归纳总结 07 拓展延伸 10 作业布置 09 课堂小结 08 练习与应用 课标解读 结合2022版初中物理新课标内容，其对跨学科材料的利用与开发的具体要求： 1.贴合固定主题框架：要围绕“物理学与日常生活”“物理学与工程实践”“物理学与社会发展”3个二级主题及下设的9个三级主题。 2 聚焦多学科融合：打破学科壁垒，关联多学科知识。能结合实例了解一些新材料的特点及其应用，了解半导体、超导体、纳米材料等的主要特点。 3. 立足真实实践场景：材料要紧扣生活实际、工程应用和社会热点。 学习目标 1.能结合实例了解一些新材料的特点及其应用，了解半导体、超导体、纳米材料等的主要特点； 2.能体会新材料技术的研发与应用对社会发展的影响； 3.能感受到超导、纳米等新材料的神奇，能体会科技发展无止境，人类的探索将不断深入。 激趣导入 科学技术的发展离不开材料的开发，科学技术的进步伴随着新材料的出现。那么，材料在人类社会发展中，开发和利用情况又是怎样的呢？ 超导磁浮现象 新知探究 一、人类早期对材料的利用 1.天然材料和人造材料 （1）天然材料：把直接取自自然界的材料称为天然材料，如木材、棉花和陶土等； 新知探究 (2)人造材料:由人工合成的材料称为人造材料，如塑料与合金等。 塑料树脂 合金 新知探究 2.石器时代、青铜时代和钢铁材料时代 （1）石器时代 100多万年前，原始人把不同性能的天然材料制成工具或生活用品。 原始人制造的工具 新知探究 （2）青铜时代 三星堆遗址出土的青铜面具，距今已有3000余年的历史，通过在冶炼铜时加入少量的锡，人们获得了比纯铜更坚硬、密度更小、强度更高的青铜。 三星堆的文物 新知探究 （3）钢铁材料时代 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新纪元。以铁为主发展出的高性能钢铁材料，如今已经成为材料家族的主体。 新知探究 二、导电性材料的利用与开发 1.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。 导线 半导体芯片 橡胶 新知探究 （1）导体：容易导电的材料，内部存在大量可自由移动的电荷。 金属中的自由电子 电解质溶液中的离子 新知探究 金、银、铜、铁和铝等金属材料以及酸/碱/盐的水溶液。都是导电性能较好的导体，如铜、铝等常被用来制成传导电流的导线。 铜线 铝线 新知探究 （2）绝缘体：不容易导电的材料，内部几乎没有可自由移动的电荷，电流难以通过，绝缘体常常被用来隔离带电物体。 常见的绝缘体橡胶、玻璃、塑料、干燥的木材。 新知探究 电缆内部的导线与绝缘材料 导线 绝缘材料 注意：导体与绝缘体并没有绝对界限，绝缘体在一定条件下可以变成导体。 新知探究 （3）半导体材料：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，例如：硅、锗、砷化镓等。 半导体材料可制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路。 新知探究 在收音机、录音机、电视机、计算机等常用电器的内部，都可找到大量的半导体元件。 常用电器中的半导体元件 新知探究 半导体元件具有许多独特的功能。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。半导体三极管可用来放大电 信号。 实验探究 探究半导体二极管的单向导电特性 （1）实验器材：电源、灯泡、开关、导线、接线板、 接线柱、半导体二极管。 二极管有两个引脚，长脚为正极，短脚为负极。 正极 负极 迷你实验室 符号: _ + 实验探究 （2）实验步骤 ①正向连接电路 ： 按照电池正极→开关→二极管正极→二极管负极→小灯泡→电池负极的顺序连 ... ...