八年级物理第二章第四节VIP专享VIP免费

八年级物理第二章第四节《新材料及其应用》精品导学学案(北师大版)探究目标1.知识与技能了解纳米材料、"绿色"能源、记忆合金等新材料及应用.2.过程与方法经历上网查资料了解新材料的过程.3.情感、态度与价值观通过了解新材料的应用及新的前景，激发学习兴趣，扩展视野.探究指导物理宫殿1.纳米材料（1）某些物质的尺度加工到1～100nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，发生了异常变化，这些物质组成的材料为纳米材料；（2）纳米技术的应用：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的应用，如图2.4-1，我国和世界其他国家都在竞相开发纳米产品.图2.4-2是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的"中国"二字，标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地.如：洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合，就具有抑制细菌生长的功能；普通领带的表面经过纳米方法处理后会有很强的自洁性能，不沾水也不沾油；陶瓷中加了纳米陶瓷粉就具有一定的可韧性，如果用它制造发动机的缸体，汽车会跑得更快.图2.4-1纳米材料的应用领域图2.4-22."绿色"能源新材料能制成各种高效的"绿色"能源.以电源为例，长期以来使用的干电池较轻便，但只能用一次，丢弃后会污染环境；铅蓄电池能反复使用，但又太笨重；而新材料做成的锂电池是有体积小、质量轻、能够多次充电、对环境污染小等特点，已经被广泛地用于移动通信、小型摄像机等设备上（如图2.4-3）；硅光电池能够把太阳能直接转换成电能，并且完全不会造成污染，它广泛应用于人造卫星和照明（如图2.4-4）.图2.4-3图2.4-4太阳能汽车的上表面覆盖着很多硅光电池3.记忆合金（1）有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲，冷却后可以保持这个形状不变；当再次加热时，它们又恢复到被拉长或扭曲前的形状.这种合金叫做形状记忆合金；（2）主要成分是：镍和钛；（3）物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化；（4）应用：如将记忆合金制成的弹簧安装在热水器的出水阀门内，当水温超过某一温度（例如80℃）时，弹簧自动伸长，将阀门关闭而停止出水，避免发生烫伤人的事故（如图2.4-5）.图2.4-5【例】在1989年12月20日凌晨，美军的两个中队F-117A隐形战斗轰炸机，躲过昼夜处于高度戒备状态的巴拿马对空监视雷达系统，突然出现在巴拿马城西120km处的一个军用机场上空，为美军大规模入侵巴拿马夺取了制空权.雷达能监测普通飞机的飞行情况，为什么不能发现隐形飞机呢？思路与技巧雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备，它的天线可以转动，它向一定的方向发射不连续的无线电波，然后根据反射波的方向和时间判断目标的方位和距离.隐形战斗机将具有良好的吸波性的隐性材料涂在其表面上，使其具有超凡的隐身能力.答案隐形战斗机是利用新型的隐形材料制成的重要军事武器，涂有隐形材料的战斗机能将雷达发射出的无线电波大部分吸收掉，反射回去的却很少，使雷达变成了"睁眼瞎".而普通飞机反射回去的无线电波信号很强，雷达接收屏能接收到，因此能显示出普通飞机的存在（如图2.4-6）.图2.4-6探究体验不同的材料具有不同的物理性质，如导热性、导电性、磁性、密度、弹性、硬度、延展性等等.下面探究材料的硬度.探究器材自选若干待测材料，如肥皂、泥块、塑料、铝片、陶瓷片等.探究过程①组成如图2.4-7装置；图2.4-7材料硬度测量示意图②将被测材料置于一个空心竖直管的底部，从管的顶部释放一钢钉，钢钉作用在该材料上会产生一个小小的凹痕；③从凹痕的大小和深度，判断材料的硬度并排序.分析与结论材料有软有硬，较硬的材料能使较软的材料产生，材料的硬度不同，不一样.探究点拨材料的区分可根据材料的不同性质，通过比较进行区分.聊天室话题：纳米材料的应用前景胖胖：老师，您能介绍一下纳米材料在实际中的应用吗？老师：纳米材料的应用非常广泛，具体概括为以下几点：1.在陶瓷领域的应用.随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生，它在1600℃高温下能像橡皮泥那样柔软，在室温下也能自由弯曲.因而克服了陶瓷的脆性，使陶瓷具有像金属一样的...