《新材料及其应用》课件 (公开课获奖)2022年北师大版1

人造地球卫星上
天 ,卫星和宇宙飞船 上的电子仪器和设备 , 需要足够的持续不断 的电能 ,而且要求重 量轻 ,寿命长 ,使用方 便 ,能承受各种冲击、 振动的影响 .利用多 晶硅和非晶硅材料做
成的太阳能电池完全 满足这些要求
当前 ,太阳能电池的开发应用已逐步走向商业化、 产业化；小功率小面积的太阳能电池在一些国|家已 大批量生产 ,并得到广泛应用；同时人们正在开发光 电转换率高、本钱低的太阳能电池；可以预见 ,太阳 能电池很有可能成为替代煤和石油的重要能源之一 , 在人们的生产、生活中占有越来越重要的位置 .
一、电荷
物体具有了吸引轻小物体的性质
我们说物体带上了电 " 带了电荷 .
1、摩擦起电：
〞或者说
用摩擦的方法使物体带电 的现象就摩是擦起电 现象 .
想一想：被毛皮摩擦过的橡胶棒与被丝 绸摩擦过的玻璃棒带的电一样吗 ?
• 被丝绸摩擦过的 玻璃棒上带的电荷叫 做正电荷；
• 被毛皮摩擦过的 橡胶棒上带的电荷叫 做负电荷 .
一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上 ,产生 了神奇的效果
会自洁的纳米领带
高科技 -纳米织物整 理技术〔环保 无毒〕领 带具有：防水防污 、除 菌防霉、防辐射防静电 等效果 ,可保持领带永洁 常新 .
纳米能量口罩
具有杀菌、除臭、高 度阻隔飞沫、透气、抗紫 外线、消炎消肿、活血镇 痛等成效
纳米电
想一想：这个氧 离子带电吗带?负2e
三.电荷在导体间的定向移动.
金属球
++ 金属杆 +
金属箔
+ 金属杆上有了电
+
荷的定向移动
A
B
A
B
•电荷在金属杆中可以 定向移动 ,金属是导 电的 .
善于导电的物体叫导体
如：金属、人体、食盐水、溶 液等
不善于导电的物体叫绝||缘体
一般认为纳米材料应该包括两个根本条件：一 是材料的特征尺寸在1 -100nm之间 ,二是材料此时具 有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性 .
纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术 . 它是在至||100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内 ,研 究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术 .
• 用五分钟的时间自学课本原子 的结构、元电荷并答复：
• 1、物质是由分子和原子 组成的 . • 2、原子是由原子核 和电子 组成 ,
它们各正带 电荷负和 电荷 .
• 3、什么叫元电荷 ?符号是什 么 ?电荷量是多少 ?
二、原子的结构 元电荷
分子、原子很小 .1亿个氧原子排队 只有几厘米长 .
1897年 ,英国科学家汤姆孙〔1856 -
用纳米陶瓷粉 制成的陶瓷 ,具有 一定的可韧性 .纳 米陶瓷杯还具有保 健作用
"绿色〞能源
能源危机让人类一直在寻找各种高效和 "绿色〞的 能源 .新材料在这方面扮演了重要的角色 .
比方传统的电池污染 环境 ,还不能重复使用 .用 锂作电极制造出的锂离子 电池 ,体积小、质量轻、能 够屡次充电 ,对环境污染小 . 已经被广泛地用于移动通 信、小型摄像机等设备上
• 这说明毛皮带 正 电； • 丝绸也带 负 电 .
摩擦起电的实质是电子发生了转移 .
➢同种电荷相互排斥 , ➢异种电荷相互吸引 .
带电的头发飘起来
同种电荷相互排斥
带正电
1、用与丝绸摩擦过的玻璃棒去 靠近轻质小球 ,小球被吸引过 来 ,那么小球是〔D 〕 AB、、一一定定带带负正1、电电异种电荷相互吸引 . C、一定不带电 D、可能带负电 ,也可能不带电
2、带电体具有吸引轻小物体的性质
利用光电池制作自动旋转的小风扇
记忆合金
我们先来看一个奇妙的实验
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 .
我们来看一些用形状记忆合金做成的神奇的物体
镍钛记忆合金受热后恢复原来形状
镍钛记忆合金 "花瓣〞在相应的温度下慢慢绽放
温馨提示：通草球是轻小物体
➢2、用丝线吊起三个通草球 ,其中任意 两个靠近都相互吸引 ,那么它们可能 是〔D 〕
1、异种电荷相互吸引 ,同种电荷相互排斥 .排除A、B、C
选➢项 A、两个带正电 ,一个带负电 B、两个带负电 ,一个带正电 C、两个带正电 ,一个不带电
➢ D、两个带异种电 ,一个不带电
小结
1、多种多样的高科技材料 ,为我们的生活提供了方便
2、纳米材料是现代材料中提得最||多的 .其用途也非 常
广泛 . 3、记忆合金凭其自身的特点 ,正发挥着越来越重要
的作用
与电荷有关的现象：电击老鼠
小实验：1、用塑料尺、笔杆与头发摩 擦 ,再靠近碎纸屑 ,观察现象 .
2、用塑料梳子梳头发 ,观察现 象.
• 大量的事实使人们认识到：自然界只 有两种电荷 , 电荷正、 电荷负.
同学们观察探究：
被毛皮摩擦过 被丝绸摩擦过 被丝绸摩擦过 的橡胶棒和被 的玻璃棒和被 的玻璃棒和被 毛皮摩擦过的 丝绸摩擦过的 毛皮摩擦过的 橡胶棒靠近时 玻璃棒靠近时 橡胶棒靠近时
相互排斥 相互排斥 相互吸引
2.两种电荷间的相互作用
2021 年 "精 英 杯〞 全国公开课大赛
获奖作品展示
教育部 "精英杯〞公开课大赛简介
• 2021年6月 ,由教育学会牵头 ,教材编审委员会具体组 织实施 ,在全国8个城市 ,设置了12个分会场 ,范围从 "小学 至||高中〞全系列部编新教材进行了统一的培训和指导 .每 次指導 ,都輔以精彩的優秀示範課 .在這些示範課中 ,不乏 全國名師和各省名師中的佼佼者 .
可见 ,新材料的研制和应用 ,给人们的生活带来了 无限的惊喜
21世纪科技开展的主要方向之一是新材料的研 制和应用 .新材料的研究 ,是人类对物质性质的认识 和应用向更深层次的进军 .这节课 ,我们就了解一些 新材料以及人类对它们的应用
纳米材料
你知道什么是纳米吗 ?
纳米〔nm)是长度单位 ,1纳米是10 -9米〔十亿分 之一米〕 ,对宏观物质来说 ,纳米是一个很小的单位 , 比方 ,人的头发丝的直径一般为7000 -8000nm ,人体 红细胞的直径一般为3000 -5000nm ,一般病毒的直径 也在几十至||几百纳米大小 ,金属的晶粒尺寸一般在微 米量级||；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来 表示 ,1埃相当于1个氢原子的直径 ,1纳米是10埃 .
假设Lucy在街上遇到了Ben ,Lucy携带的配置了 Urbanhermes的背包上带有她从最||喜爱的设计师那里 获得的图片 .背包自动感受到了Ben书包上显示的图片 , 并且询问Lucy是否显示Ben的图片 .Lucy接受了Ben的 图片 ,并且可以和Ben交谈 .
这就意味着 ,我们不用再去羡慕别人的衣服 .自己 的背包或者服饰可以自动感受到其他穿着者的时尚图 案 ,衣服上安装的用户许可装置会询问用户是否接收、 传输讯息 ,说不定Urbanhermes还能偶尔客串 "红娘〞的 角色 ,当然前提是对方也必须穿戴配有Urbanhermes的 服饰或者背包 .
用记忆合金材料制作的的花在摄氏65度以上便能 自动开放 ,可用于各种自动调节和控制装置 .
偏心曲柄型热机是利用形状记忆合金记忆回复特
性 ,借助记忆合金弹簧在不同温区〔室温温度、热水温 度〕之间产生的力矩差驱使轮盘转动的装置 .以热水为 热源 ,热水温度为65℃~85℃ ,操作时 ,将热机置于热水 容器中 ,使热水浸至||轴心 ,那么大、小双轮即可连续转 动.
• 他们的课程 ,无论是在内容和形式上 ,都是经过认真研 判 ,把各学科的核心素养作为教学主线 .既涵盖城市中小学 、又包括乡村大局部学校的教学模式 .適合全國大局部教 學大區 .本課件就是從全國一等獎作品中 ,优选出的具有代 表性的作品 .示范性强 ,有很大的推广价值 .
第二章 物质的尺度、质量和密度
第四节 新材料及其应用
我们先来看一那么新闻
世|界科学||报道(tech.icxo )讯 使用OLED材料做 的衣服可以通过无线网络的传输随意改变颜色 ,这在时 装界或许有广阔前景 .
这个被称作 "Urbanhermes〞的小东西 ,是媒体实验 室最||近研发出的可随穿着者的情绪而改变款式、颜 色并能无限共享的时装配件 ,我们可以称它为 "情绪外 衣〞 .这不是一件真正的衣服 ,而是一个小配件 .它造 型小巧 ,可以随意放在衣服或者背包里面 .
1940〕发现了比原子小得多的带负电的
粒子电子- - - - -
,揭开了原
子具有结构的秘密 .
元电荷人们把最||小电荷叫做元电荷 ,常用 符号e表示 . e =1.6×10 -19C
绿豆
原子核
原 〔带正电〕 子 结 构 电子
〔带负电〕
100米
电子在电力吸引作用下绕核运动
➢在通常情况下 ,原子核所带正电荷数与 核外所有电子总共带的负电荷数相等 ,整 个原子呈中性 ,也就是原子对外不显带电 的性质 .
2、带电体具有吸引轻小物体的性质
3、验电器
金属球
金属杆
金属箔 (bó)
+ ++ + + + +++
作用：1、验电器是用来检验物体是否带电 的仪器 .2、金属箔张角的大小 ,可以判断所 带电荷的多少 .
原理：同种电荷相互排斥 .
4、电荷〔量〕： 电荷的多少
单位：库〔仑〕 符号是C
例如：一根摩擦过的玻 璃棒或橡胶棒所带的电 荷 ,大约只有10 -7C .一 片雷雨云带电的电荷 ,大
如：橡胶、玻璃、塑料、陶 瓷等
金属导电 , 靠的就是 自由电子 .
一、电荷
1.摩擦过的物体能吸引轻小物体的 ,那么 说明该物体带了电荷 .这种现象叫摩擦起 电现象 .
2.电荷间的相互作用
同种电荷相互排斥 ,异种电荷相互吸引
3.验电器 作用：检验物体是否带电 原理：同种电荷互相排斥
4.电荷量 电荷的多少叫电荷量 .单 位：库仑〔C〕
二、原子核 元电荷人们把最||小电 荷叫做元电荷 ,常用符号e表示 .e =1.6×10 -19 C
三、电荷在导体中定向移动
练习
• 1.摩擦起电现象是怎样产生的 ?根据所学的 知识(学了电荷) ,做出你的猜测 .
答：不同物质构成的物体相互摩擦时 , 由于不同物质的原子核对核外电子的 束缚能力不相同 ,其中对核外电子束 缚能力弱的就会失去电子而带上正电 . 另一个物体由于得到相同数量的电子 而带上等量的负电 摩擦起电是电子的 转移 .
2.把一个带电的碎纸片靠近用丝绸摩擦 过的玻璃棒时 ,它们互相排斥 .这个 纸片带什么电荷 ?
• 答：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷 ,同 种电荷互相排斥 ,所以纸片带的是正电 荷.
练习
• 2.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带正 电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带负 电.假设用摩擦后的毛皮和丝绸靠 近碎纸片会吸引碎纸片 ,