新材料及其应用.docx
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1、新材料及其应用点击新材料 沪粤版5.5点击新材料教学设计【教学内容】:5.5点击新材料沪科粤教版物理八年级第五章第5课(1课时)【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;另一方面告知学生今日的新材料层出不穷,正在变更我们的生活方式,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,培育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
2、们的学习情趣,又能达到逐步深化相识理解事物的目的。【教学目标】:1学问与技能初步了解一些新材料(如纳米材料、超导材料、形态记忆合金、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学问,关注前沿科学的新进展,体验科学技术的奇妙力气。3.情感看法价值观通过对新材料的了解和相识,激发学生学习主动性。【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:使学生通过试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-
3、9m新课教学一、纳米材料纳米是长度单位,大小为十亿分之一米。当材料的微粒小到纳米尺寸时,材料的性能就会发生显著改变。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、国家平安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,其性质依靠于这些原子的排列形式。假如我们将煤炭中的原子重新排列,就能得到钻石;假如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
4、和空气的原子重新排列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,假如你能走进纳米世界,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画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简单,甚至像一些作家预料的那样利用纳米技术在火星上制造出大气。假如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。纳米技术已经创建出足够多的小奇迹,这至少能让一些科学泰斗们信任这些雄伟的想法也会实现。二、超导材料1911年,荷兰物理学家昂内斯,在做冷冻汞的试验中发觉,当温度降至4.2k时,汞的电阻会
5、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特别宽广,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、形态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态,这种现象叫做形态记忆效应(SME)。具有形态记忆效应的金属一般是两种以上金属元素组成的合金,称为形态记忆合金(SMA)。形态记忆合金可以分为三种:(1)单程记忆效应形态记忆合金在较低的温度下变形,加热后可复原变形前的形态,这种只在加热过程中存在的形态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复原高温相形态,冷却时又能复原低温相形态,称为双程记忆效应。(3)全程记忆效应加热时复原高温相形态
6、,冷却时变为形态相同而取向相反的低温相形态,称为全程记忆效应。目前已开发胜利的形态记忆合金有TiNi基形态记忆合金、铜基形态记忆合金、铁基形态记忆合金等。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放射出的电磁波大部分汲取掉,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?学生分小组探讨生: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,学生比较感爱好,学起来也比较轻松,但其中所涉及到的一些学问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
7、,关键是调动学生的学习主动性,培育学生主动搜集信息和查找资料的实力。 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改变。2、应用:工业、农业、能源、环境爱护、医疗、国家平安等方面。二、超导材料1、特点:当温度降到肯定时,材料的电阻变为零的特性称为超导性。2、应用:前景广阔,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、形态记忆合金1、特点:有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长和扭曲,冷却后保持这个形态不变;当再次加热时,它们又复原到被拉长或扭曲前的形态。2、应用:月面天线。四、隐性材料1、特点:能将雷达放射出的电磁波大部分汲取掉,反射回
8、去很少。2、应用:飞机、坦克等重要军事目标或武器上。 燃料及其利用 第七单元燃料及其利用教材分析:本单元从常见的燃烧现象入手,说明燃烧的条件和灭火的原料以及一些平安学问。利用燃烧的实例许多,而生活中利用最多的是燃料的燃烧。所以,在介绍了燃烧等学问后,又介绍了燃料及其用途,以及运用燃料对环境的影响等。本单元在内容的支配上留意从学生的亲身体验动身,选择学生熟识和生活中常见的学问和现象,并协作图形和绘画,增加学生对学问的感受;留意通过活动探究、调查探讨、探讨和试验等方式,培育学生的创新精神和实践实力;教材中还适当编入与社会发展、新科技等相关的资料,以开阔学生的眼界。重点:燃烧的条件和灭火的原理与方法
9、;难点:化学反应中伴随着能量改变。教学思路:本单元每一课题内容呈现方式上几乎都主见试验、活动与探究等教学清静的创设和练习学生的生活实际,因此学习时要联系实际,主动参加试验、探讨调查等活动,学习对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。本单元设计了4个演示试验、4个探究活动、8处探讨及3处嗲查探讨,涵盖了本单元的每一课题,这写轰动于探究、调查探讨、探讨和试验等对培育试验实力,科学探究实力,形成试验技能、培育科学方法、增加创新精神和实践实力,对引导学生参加实践、探究学问的形成过程起着特别重要的作用。中考分析:本单元的学问和现代社会、生活联系亲密。所站分值有不断增大的趋势,命题趋向有:(1)联系生产、
10、生活实际,探讨燃烧的条件、灭火原理及防火措施,考察解决实际问题的实力;(2)依据课本学问进行迁移,考查对某些防火、防爆平安措施的理解程度;(3)各种燃料的运用以及由此带来的各种环境问题等;其中合理开发与节约运用资源、新能源的开发与环境爱护将是开放性试题及探讨性学习题命题的热点,考查题型主要是选择题,填空题及简答题。由管本单元的试题,只要明确探讨性学习的一般思路与方法,敏捷运用有关学问并结合运用获得的有效性,就能比较顺当地加以解决。 课题1燃烧和灭火一、教学目标1、学问与技能相识燃烧条件和灭火原理;初步学会灭火器的选择和运用;了解易燃物和易爆物的平安学问;2、过程与方法通过试验相识探究问题方法;
11、利用试验学习对比在化学学习中作用;通过活动和探究,体会对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。3、情感看法价值观相识燃烧实质及其对生活产生重大影响;了解火灾危害与防护方法,了解逃命一般方法。二、教学重点燃烧条件灭火原理三、教学难点利用燃烧条件和灭火原理说明一些日常现象。四、教学方法利用活动元教学原理,设计一些活动,以突破教学的重难点五、课时支配一课时 教学过程设计教学过程教学拓展引入新课燃烧是人类最早利用的化学反应之一,人类已有几十万年的利用燃烧反应的历史。日常生活中燃烧现象也屡见不鲜,那么物质燃烧究竟要满意什么样的条件呢?学生活动;联想生活中的有关燃烧现象并思索老师的提问(燃烧的条件是什么?
12、)。活动与探究一:1、分组试验(1)用镊子分别夹取一根小木条和一块小石子,在酒精灯上点燃。(2)用镊子分别夹取一个蘸有水、一个没蘸水的小棉花团,放到酒精灯的火焰上片刻。(3)分别点燃两支小蜡烛,将其中的一支用烧杯罩住。2、完成试验报告试验步骤试验现象试验结论(1)(2)(3)3、沟通与探讨通过上述试验,你能得出物质燃烧与哪些因素有关?4、活动小结燃烧须要的条件是:板书:一、燃烧的条件1、燃烧的定义:燃烧时一种发光发热的猛烈的氧化反应老师演示试验:(1)在500mL的烧杯中注入400mL热水,并放入一小块白磷。在烧杯上盖一个薄铜片,铜片上一端放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水
13、的白磷,视察现象。(2)、用导管对准上述烧杯中的白磷,通入少量空气,视察现象。探讨与沟通下列问题:(1)上述试验中,为什么薄铜片的白磷燃烧而红磷不燃烧?(2)为什么铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧?(3)原来在热水中不燃烧的白磷,为什么在通入空气后却燃烧了?(4)综上所述,燃烧须要什么条件?板书:2、燃烧须要的三个条件(1)燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、发热的猛烈的氧化反应(2)燃烧须要三个条件:可燃物、氧气(或空气)、达到燃烧时所须要的最低温度(也叫着火点)板书:二、灭火的原理和方法探讨与沟通:在日常生活中,同学们有过灭火的阅历吗?谈谈你在生活中实行的一些灭火措施。分组试验:如图点燃三支
14、蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一只烧杯;将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向其中一只烧杯中加适量碳酸钠和盐酸,视察现象并分析缘由。提问:(1)你如何熄灭蜡烛?(2)炒菜时油锅中的油不慎着火,如何处理?为什么?教学过程教学拓展(3)堆放杂物的纸箱着火了,如何处理?为什么?(4)扑灭森林火灾时的有效方法之一是将大火扩散线路前的一片树木砍掉,为什么?(5)如何说明“釜底抽薪”和“杯水车薪”这两个成语?4、观看幻灯片及Flash动画资料并思索面对火灾时如何进行灭火或逃命。板书:三、常见易燃易爆物的平安学问 课题2燃料和热量一、教学目标1知道化石燃料是人类重要的自然资源,对人类生活起着重要作用;同时,了解化石燃料的
15、不行再生性,相识合理开采和节约运用化石燃料的重要性。2知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。3了解化学反应中的能量改变,相识燃料充分燃烧的重要性。 教学过程教学拓展学习情景展示柴草、煤、塑料片、布料等实物。设问看到这些实物,你想说些什么?学生回答如:1它们都是与人类关系非常亲密的可燃物。2它们在外界条件,如氧气、温度等条件相宜的状况下,都可以燃烧。3想告知大家,平常生活中留意平安。4想知道煤、塑料等物质是怎样形成的。新课引入在日常生活中,很多物质都能发生燃烧反应,从最早运用的柴草。到煤、石油和自然气,发展至今日,出现了许很多多的新型燃料。这节课我们就来学习燃料和能量。板书课题2燃料和热量设问燃
16、料的燃烧在人类社会的发展过程中起着相当重要的作用,你能举出一些例子吗?学生回答、沟通讲解生活中的各个角落都在运用燃料,正是因为燃料的燃烧,推动了历史的进步。火,是原始人类折服自然的武器。起初,当他们面对熊熊大火时,祖先们不知所措,惊恐万状。但原始人天生的新奇心和探究欲,战胜了恐惊和害怕,渐渐地他们学会了用火来烧烤食物。熟食增加了入的体质,为身体发育供应了更多的养分,熟食使咀嚼机能减退,于是牙齿变小,颌部短据,面貌变得愈来愈像现代人。过渡现在我们的生活中,常常运用的燃料以煤、石油和自然气最为常见。因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列困难改变而形成的,所以我们称之为化石燃料。下面,我们就以自然气为
17、例,来对化石燃料进行学习。“煤和石油”放在拓展性课题中板书一、化石燃料自然气讲解自然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,其中最主要的是甲烷。下面,同学们留意根据课本P134页试验73进行活动探究,做一做甲烷的燃烧试验。探究内容如下:投影1视察甲烷颜色、状态。2在试验结束后,烧杯上出现了什么现象?3快速把烧杯倒转过来,向烧杯内注入澄清石灰水后,振荡,又出现了什么现象?4在试验起先时,点燃前为什么要先检验甲烷的纯度?5在试验中烧杯的条件“冷而干燥”是试验成败的关键吗?为什么?6这个试验说明甲烷含有哪些元素?7你能写出这个试验中涉及到的化学方程式吗?学生活动,老师巡察总结、思索、探讨结论1甲烷是无
18、色气体。思索1甲烷在水中的溶解性怎么样呢?2甲烷的密度和空气比较起来怎么样呢?答案1甲烷极难溶于水。2甲烷的密度比空气的小。设问那么,同学们想一想,这样的特点,给我们在收集甲烷气体时,供应了怎样的信息呢?回答收集时,可以用排水法,也可以用向下排空气法。评价回答得特别好,我们在学习中要留意新、旧学问的联系。板书1甲烷的物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。结论2甲烷燃烧时火焰光明并呈蓝色,可以看到,烧杯内壁上有水滴生成。设问有水滴生成,说明白什么问题呢?回答说明甲烷的成分里肯定含有氢元素。结论3向烧杯内注入澄清石灰水后,发觉烧杯内澄清的石灰水变浑浊。设问这一现象又说明白什么问题呢
19、?回答这说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成,也就是说明白甲烷的成分里肯定含有碳元素。老师讲解甲烷是由碳和氢组成的化合物,化学式是CH4。它燃烧时生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。板书2甲烷的燃烧CH4+2O2CO2+2H2O结论4点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合物都很可能会发生爆炸,所以要先验纯。延长煤矿的矿炕里常常有甲烷逸出,由此,同学们想到了什么呢?回答1煤矿里必需实行通风设施。2煤矿里肯定要严禁明火。结论5“冷而干燥”是这个试验成败的关键。“冷”有利于水汽的凝集,“干燥”可以推断是否有水滴生成。6这个试验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。介绍在池沼的底部经常含有甲烷,通常也称池沼中的气体为沼气。
20、在我国农村,利用沼气可解决生活用燃料问题。投影老师组织学生一起了解沼气的制取和利用过渡人们目前所消耗的能量主要来自化石燃料。然而,化石燃料的形成并非那么简洁。投影介绍从这两个图中,我们可以看出煤、石油、自然气等化石燃料的形成,并非一日之功,它要经过数百万年才能形成。但人类目前掠夺式的开发,会给我们的子孙后代造成什么样的影响呢?下面我们一起看一组数据,大家估算多少年后我国的石油和自然气将被牦尽?我国1998年化石燃料储量及年产量探明储量年产量石油32.7吨16亿吨自然气137104亿立米217亿方米煤1145亿吨124亿吨学生活动,老师巡察过渡化石燃料被人们广泛运用,是因为它燃烧能产生大量的热量
21、。那么,是不是只有通过燃料燃烧才能得到热量呢?下面我们来做两组试验。投影打出试验内容试验74在一支试管中加入几小段镁条,再加入5mL盐酸,视察现象,并用手触摸试管外壁。试验75在一个小烧杯里,加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体,将小烧杯事先放在已滴有34滴水的玻璃片上。然后再加入约10gNH4Cl晶体,并马上用玻璃棒搅拌,使氢氧化钡晶体与NH4Cl充分反应。视察玻璃片上的水是否由于结冰而将玻璃片与小烧杯粘在一起。学生试验,老师巡察现象试验74,试管中有大量气泡冒出,试管壁发热,试验75,由于结冰,玻璃片与小烧杯粘在一起。设问这两个试验说明白什么问题呢?回答化学反应中都伴随有能量的改变,有些
22、化学反应中有热量放出,有的则从外界汲取热量。评价回答得很精确。讲解化学反应在生成新物质的同时,伴有能量的改变,而能量的改变通常表现为热量的改变。类似于可燃物燃烧,镁和盐酸这样的反应,我们称之为放热反应。像碳与二氧化碳:氢氧化钡晶体和NH4Cl的反应,称之为吸热反应。板书吸热二、化学反应中的能量改变放热介绍在当今社会,人们利用化学反应,有时主要是为了制取所须要的物质,有时却主要是为了利用化学反应所释放出的能量。同学们能举出一些利用化学反应的热量和能量的实例吗?学生探讨,举例介绍目前,人类通过化学反应获得的能量,大多来自于化石燃料,而化石燃料资源是有限的。那么,同学们认为怎样利用能源才可以使它的运
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