【配套K12】九年级物理全册第二十章第三节材料的开发和利用第1课时材料与社会以及材料的导电性教案新版
沪科版初中物理九年级全一册-第二十章 第三节 材料的开发和利用 教案 (1)
第二十章能源、材料与社会第三节材料的开发和利用【教学任务分析】教学目标知识与技能1.知道材料对人类社会发展的促进作用。
2.知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异，知道半导体二极管的单向导电性。
3.知道超导材料是一种电阻为零的材料，知道超导材料具有超导磁悬浮的特性。
4.了解纳米材料的有关知识。
5.了解当代的新材料发现及应用。
过程与方法经历上网、进图书室、做社会调查收集资料的过程，感悟新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响。
情感态度与价值观通过了解新材料的一些知识，体验科学技术的神奇力量，激发学生学习的积极性。
重点让学生通过上网、进图书馆等方式去了解新材料的性能及运用。
难点造条件让学生了解更多关于新材料及其应用的信息，培养学生用多样化的学习方式进行学习的习惯。
【教学环节安排】环节教学问题设计教学活动设计创设情境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，人们正不断研究性能更好、更容易制造的新材料。
介绍金属肥皂将学生的兴趣吸引到新材料的学习中来．从而引入新课．自主学习“读书收获”：1、从什么时候开始原始人会利用天然材料？原始人会使用材料说明了什么？2、从什么时候开始人类学会了冶炼金属铜？在冶炼铜时加入了什么物质？加入这种物质后使铜的性质发生了什么变化？3、铜的性质改变给人类带来的意义是什么？4、铁的利用对人类有什么样的意义？5、材料的发展有什么意义？教师出示导学提纲，并指导学生自主学习．学生利用课前或课上5分钟左右的时间预习，并完成导学提纲．知识点1：材料与社会问题1：你周围有哪些物品？是由什么材料制成的？小结：身边的物品及材料如：文具盒、钢笔、铅笔、圆珠笔、胶水、课本、桌凳、黑板、墙壁、门窗、粉笔、电线、灯具……问题2：我们周围有形形色色的材料，你能帮助大家分分类吗？小结：根据材料不同的特点，材料可分为金属、无机非金属、有机高分子材料及复合材料．问题3：人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用历教师引导学生进行交流讨论，尽可能多地列出不同的物品，教师要多进行鼓励性评价．材料的分类方法很多，可以从应用性、导电性、导热性等方面分类，只要合理即可，教师要进行激励性评价．合作共建智能应用程（1）石器时代石器时代的生产工具极其落后，人类社会的生产力也是极端低下，所以社会发展极其缓慢，人类文化也是相当简单和粗俗的.（2）陶瓷七千年以前的原始社会末期，我们的祖先开始用火烧制陶器，人类第一次有意识地创造发明了自然界没有的，并且全新性能的“新”材料。
九年级物理全册第二十章第三节材料的开发和利用第1课时材料与社会以及材料的导电性教案
第 1 课时资料与社会以及资料的导电性【教课目的】一、知识与技术1. 知识性认识人类社会发展中人们对资料的认识、开发和利用状况.2.知道资料的分类 .3.知道导体、半导体及绝缘体的性能和用途.二、过程与方法1.经过看书、查资料、上网认识人类社会发展中人们对资料的认识、开发和利用状况，让学生有初步的信息采集能力2.经过实验研究判断导体和绝缘体，初步认识科学研究方法的重要性，学习从实验中归纳简单的科学规律，有初步的信息办理能力.三、感情、态度与价值观1. 初步认识科学及有关技术关于社会发展、人类生活的影响. 培育学生对人类社会发展做贡献的意识 .2.有将科学服务于人类的意识，有复兴中华的使命感和责任感3.有将自己的看法公然并与别人沟通的梦想，培育学生合作精神【教课重点】1.资料开发与利用经历的过程2.导体、半导体及绝缘体的性能和用途.【教课难点】1.导体与绝缘体的实验研究2.半导体的性能及用途【教具准备】电源灯泡导线接线柱开关小刀橡皮钢尺胶带二极管三极管电路板多媒体课件等.【教课课时】 1 课时师 :1. 同学们，前方我们学习了能源的开发和利用，知道了如何利用能源来为人类服务，那么，资料在人类社会发展中，开发和利用状况又如何呢？如何利用资料来提升我们生活的质量？要解决这些问题，下边，我们就来学习第三节资料的开发和利用.【预习指导】阅读课本 P205 -207文字内容和插图，把基本观点、资料的开发、利用状况以及导体、半导体、绝缘体的性能和用途，用双色笔做上记号，并达成“教案”中“课前预习”部分，而后各小组内部沟通议论，提出预习疑问，学科组长做好记录，准备展现.【讲堂导学】知识点 1资料与社会1、学生小组内部议论沟通，回答以下问题，教师指导点拨师 :1.依据制造技术的区分，人类经历了哪几个时代？生 :1.人类经历了旧石器和新石器时代，大概500 年前，进入了青铜器时代 .师 :2.在冶炼铜时，为何要加入少许的锡？生 :2.加入少许的锡，能够获取比纯铜更坚硬、密度更小、强度更高的青铜.师 :3.人类大规模制造机器的基础是什么？现在，什么已经成为资料家族的主体？生铁的利用，以铁为主发展出的高性能钢铁资料.[ 重点概括 ]1. 资料在人类社会发展的历史进度中拥有极其重要的作用. 旧石器→新石器→青铜器→铁器，资料的发展推进了社会的进步与发展.2.利用资料所拥有的电、光、磁、热等功能和物理效应，按资料的用途分类，如建筑材料、耐火资料、电工资料、光学资料、感光资料等.思想拓展教师指引学生达成对应课时中思想拓展题目，并进行解说。
鲁教版同步教学教案九年级同步教案物理全册第20章第3节材料的开发和利用考点手册
第三节材料的开发和利用知识点一材料与社会精练版P461．材料的发展史(1)天然材料：100万年以前,原始人就学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。
这是原始人智力迈出的重要一步。
(2)青铜材料：大约在5000年前,人类学会了冶炼金属铜并用其来制造工具。
后来通过在冶炼钢时加入少量的锡,获得了比纯铜更坚硬、密度更小,强度更高的青铜。
(3)钢铁材料：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庭的主体。
(4)材料与社会的关系社会发展带动了材料的研发,新材料的出现又促进社会的发展。
(5)材料的大量使用也会带来不少资源浪费和环境污染问题。
例1 塑料方便袋、一次性塑料杯制品的出现,确实给人类生活带来了很大的方便,但遗弃的塑料方便袋和塑料杯等已泛滥成灾,造成了可怕的“白色污染”。
为了合理地利用资源,有效地保护环境,请你就“白色污染”问题提出两条合理化的建议：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________。
解析：水污染、气体污染、固体废弃物污染、噪声污染被称为当今社会的四大污染、四大公害。
其中固体废弃物污染中以“白色污染”最严重。
为了保护环境,控制“白色污染”可从下面几个方面来考虑：用无公害的替代物取代塑料方便袋、塑料杯的使用；对污染物进行回收处理。
答案：(1)用手提布袋、纸袋取代一次性塑料方便袋,用纸杯取代一次性塑料杯(2)集中回收、分类处理,不让塑料方便袋、塑料杯遗弃在自然环境中知识点二材料的导电性精练版P461．决定因素：材料的导电性能是由材料内部电子的运动状况决定的。
沪科版九年级物理下册课件第二十章第三节 材料的开发和利用
A.纳米材料 B.绝缘体
C.导体
D.半导体
目标测试
5.下例说法中正确的是（ D ）
A.任何一种物质都是超导材料 B.超导体是一种很理想的导体，但是却不能制造出来 C.只有水银才是超导体 D.超导材料是一种在很低温度下电阻为零的材料
新知讲授
•1．导体 •（1）容易导电的物体，叫做导体。 •（2）常见的导体：金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。
新知讲授
•2．绝缘体 •（1）不容易导电的物体，叫做绝缘体。 •（2）常见的绝缘体：橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油等。
新知讲授
导体和绝缘体都是很好的电工材料。
新知讲授
材料的导电 性能是由材 料内部电子 的运动状况 决定的。
目标测试
1.超导体是一种 电阻 为零的材料。 2.1993年老斯纳和奥森菲尔德在实验时发现了 超导磁浮 现象。
目标测试
3.通常情况下，下列物体中属于绝缘体的一组是（ B ） A．人体、大地、铜钥匙 B．橡 皮、煤 油、塑料袋 C．铅笔芯、盐 水、玻璃杯 D．瓷 瓶、空 气、钢板尺
目标测试
4.为了节能，许多体育馆采用二极管照明，二极管的主要材料（ D）
新知讲授
•（三）半导体 •1.半导体导电性能介于导体与绝缘体之 间。 2.半导体材料有硅、锗和砷化镓等。
新知讲授
•3.半导体可以制成二极管、三极管等半 导体元件和集成电路。
4.半导体二极管有单向导电性，半导体三极 管可以用来放大电信号
新知讲授
半导体二极管的单向导电性
新知讲授
•三、开发新材料
•（一）超导材料
当温度降到一定时，材料的电 阻Biblioteka 为零的特性称为超导体。新知讲授
超导材料的应用 （１）利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。 （２）超导磁浮现象。
第二十章第3节+材料的开发和利用+课件+2022-2023学年九年级物理沪科版全一册
导材料？
1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的
变化时，观察到在测试温度降低到4.2K时，
汞的电阻突然降低到几乎为零。从而发现超
导现象。
能够发生超导现象的材料称为超导材料。
超导材料有 哪些应用呢？
超导材料的两个基本特性：零电阻性、抗磁性。 利用超导体的零电阻性实现远距离大功率输电。 超导磁悬浮现象使人们联想到利用超导体实现交通工具的无摩擦运行。
超导磁悬浮列车
目前阻碍超导现象大规模应用的是它要求低温，如果能突破"温度 障碍"，得到室温下工作的超导材料，可能会使整个工业的发展发生巨 大变化。对新的超导材料的研究工作，我国走在世界的前列。
纳米材料
思考 阅读课本，什么是纳米材料？纳米材料的特性及其应用？
指合成材料的基本单元在1-100nm的范围内的材料 纳米是长度单位：1nm=10-9m
A．超导体是．橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C．用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D．有些半导体材料对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻
输电线需要阻碍作用小的材料
探究 同一种物质的导电性能总是一成不变的吗？
分析
导体之所以容易导电，是因为导体内 存在大量的__自__由__电__荷___。常温下， 玻璃属于__绝__缘__体__，烧红的玻璃__能__ 导电，这说明_导__体__和__绝__缘__体__之__间__在___ _一__定__的__条__件__下__可__以__相__互__转__化________。
第3节 材料的开发和利用
九全 物理
沪科版
新课引入
液体盔甲 能自动修复的衣服
点沙成土 永远不湿的涂层
抗震水泥
刀枪不入的LINE-X材料
新沪科版九年级物理全一册《二十章 能源、材料与社会 第三节 材料的开发与利用》教案_4
第二十章第三节材料的开发和利用教材分析《材料的开发和利用》是沪科版九年级第二十章《能源、材料与社会》第三节的内容。
本节课以“材料”为主线主要分为三部分：材料与社会；材料的导电性；开发新材料，从三个方面让学生了解材料发展史，知道材料导电性，了解超导材料和纳米材料进而让学生感受科技的发展，对物理的学习产生兴趣，愿意了解新科技。
学情分析学生每天接触生活用品，生活用品都是由各种材料组成，但对材料的了解较少，尤其是新材料，比较抽象。
教学目标1.知道新材料的发展为科学技术发展提供了物质基础2.根据材料的导电性可能分为：导体、半导体、绝缘体三大类。
初步了解半导体的一些特点。
3.知道超导体电阻为零和了解超导磁悬浮的特性。
4.收集相关信息了解纳米材料有关知识。
5.通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习物理的热情，调动学习的积极主动性。
教学重点初步认识超导材料和纳米材料的高科技应用。
教学难点让学生了解更多的新型材料及其应用信息，学生课前准备学生通读课本做好课前预习并且可以上网查找材料相关的内容。
教学过程一、新课引入：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。
举例：书本、课桌、手机、电脑等大大小小的物品都是由各种材料制成的。
二、进行新课介绍100万年以前原始人就学会利用不同性能的天然材料了。
1、材料与社会：阅读课本回答相关问题，学生思考回答相应问题。
材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础。
材料的发展对人类社会的发展带来说非常重要。
2、材料的导电性：材料有不同的性质，探究材料的导电性。
实验发现换用不同材料后，小灯泡发光情况不同，有的接入电路中小灯泡发光有的接入后不发光发光的有：铜线、铁丝、硬币不发光的有：塑料，木条，玻璃棒导电性归类：导体：容易导电的物体例如：铁、铜等金属和酸碱溶液等绝缘体：电阻很大，不容易导电例如：塑料、玻璃、陶瓷、油类等半导体：介于导体和绝缘体之间例如：硅、锗、砷化镓等举例说明导体和绝缘体没有绝对的界限观看半导体材料单向导电性演示演示实验，思考回答问题：电源正负极变化后灯泡发光情况变了，没调换前灯泡发光，调换之后灯泡不发光了。
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第1课时材料与社会以及材料的导电性
【教学目标】
一、知识与技能
1.常识性了解人类社会发展中人们对材料的认识、开发和利用情况.
2.知道材料的分类.
3.知道导体、半导体及绝缘体的性能和用途.
二、过程与方法
1.通过看书、查资料、上网了解人类社会发展中人们对材料的认识、开发和利用情况，让学生有初步的信息收集能力
2.通过实验探究判断导体和绝缘体，初步认识科学研究方法的重要性，学习从实验中归纳简单的科学规律，有初步的信息处理能力.
三、情感、态度与价值观
1.初步认识科学及相关技术对于社会发展、人类生活的影响.培养学生对人类社会发展做贡献的意识.
2.有将科学服务于人类的意识，有振兴中华的使命感和责任感
3.有将自己的见解公开并与他人交流的愿望，培养学生合作精神
【教学重点】
1.材料开发与利用经历的过程
2.导体、半导体及绝缘体的性能和用途.
【教学难点】
1.导体与绝缘体的实验探究
2.半导体的性能及用途
【教具准备】电源灯泡导线接线柱开关小刀橡皮钢尺胶带二极管三极管电路板多媒体课件等.
【教学课时】1课时
师:1.同学们，前面我们学习了能源的开发和利用，知道了如何利用能源来为人类服务，那么，材料在人类社会发展中，开发和利用情况又怎样呢？如何利用材料来提高我们生活的质量？要解决这些问题，下面，我们就来学习第三节材料的开发和利用.
【预习指导】
阅读课本P205 -207文字内容和插图，把基本概念、材料的开发、利用情况以及导体、
半导体、绝缘体的性能和用途，用双色笔做上记号，并完成“学案”中“课前预习”部分，然后各小组内部交流讨论，提出预习疑问，学科组长做好记录，准备展示.
【课堂导学】
知识点1 材料与社会
1、学生小组内部讨论交流，回答下列问题，教师指导点拨
师:1.按照制造技能的划分，人类经历了哪几个时代？
生:1.人类经历了旧石器和新石器时代，大约500年前，进入了青铜器时代.
师:2.在冶炼铜时，为什么要加入少量的锡？
生:2.加入少量的锡，可以获得比纯铜更坚硬、密度更小、强度更高的青铜.
师:3.人类大规模制造机器的基础是什么？如今，什么已经成为材料家族的主体？
生铁的利用，以铁为主发展出的高性能钢铁材料.
[要点归纳]1.材料在人类社会发展的历史进程中具有极其重要的作用.旧石器→新石器→青铜器→铁器，材料的发展推动了社会的进步与发展.
2.利用材料所具有的电、光、磁、热等功能和物理效应，按材料的用途分类，如建筑材料、耐火材料、电工材料、光学材料、感光材料等.
思维拓展
教师引导学生完成对应课时中思维拓展题目，并进行讲解。
知识点2 材料的导电性
二、学生小组内部学生合作探究，教师巡视指导.
师:1.材料按导电性可分为哪几类？举例说明.
生:1.分为导体、半导体及绝缘体三大类，金、银、铜、铁是导体，玻璃、橡胶、陶瓷是绝缘体，硅、锗和砷化镓是半导体.
师:2.利用老师提供的器材设计一个实验电话，判定你桌上的铅笔芯、橡皮、墨水瓶盖、小刀是导体，还是绝缘体？
生:2.铅笔芯、小刀是导体、橡皮、墨水瓶盖是绝缘体.
师:3.半导体材料有哪些作用？半导体二极管和半导体三极管又各有什么作用？
生:3.可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路，半导体二极管具有单向导电性，半导体三极管可以用来放大信号
[重难点点拨]材料的导电性能是由材料内部电荷的运动状况决定.如金属含有大量的自由电子、就容易导电，而大多数非金属由于自由电子数很少，故不容易导电.电解质导电是因为离子化合物溶解时产生阴、阳离子从而具有了导电性
思维拓展
教师引导学生完成对应课时中思维拓展题目，并进行讲解
[课堂小结]教师指导学生归纳总结本节课学到了什么
1.人们对材料的认识、开发和利用经历了旧石器、新石器、青铜器和铁器时代，以铁为主发展出的高性能钢铁材料成为当今材料家族的主体.
2.材料的导电性:根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体和绝缘体三大类.（1)导体:容易导电的物体.(2)绝缘体:不容易导电的物体.(3)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物体.常见半导体有硅、锗、砷化镓、碳化硅等
3.半导体元件:（1)半导体二极管:具有单向导电性，只允许电流从正极流入，从负极流
出.电路符号为“”.(2)三极管:用来放大电信号.（3)压敏元件:可以把压力的变化转化为电流的变化.（4)热敏元件:可以实现温度自动控制.(5)光敏元件:可用于对光照反应灵敏的自动控制设备中
4.半导体材料的应用:太阳能电池、条形码扫描器、微处理器、机器人中都用到了半导体材料.
【课后作业】
完成本课时对应练习并预习下一课时内容。
生活中的物理
半导体的应用
半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等.50年代，锗在半导体中占主导地位，但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅材料取代，用硅制造的半导体器件耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件. 因此，硅已成为应用最多的一种增导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的.化合物半导体由两种或两种以上的元
素化合而成的半导体材料.它的种类很多，重要的有神化嫁、嶙化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及嫁神硅等.其中砷化镓是制造微波器件和集成电路的重要材料.碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用.无定形半导体材料用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种.这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力，主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件.有机增导体材料已知的有机导体材料有几十种，包括萘、蒽、聚丙婦腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用
计算机是数字生活中的重要设备，计算机的核心部件是中央处理器（CPU)和存储器（RAM)，它们是以大规模集成电路为基础建造起来的，而这些集成电路都是由半导体材料做成的，Si片是第一代半导体材料，集成电路中采用的Si片必须要有大的直径、高的晶体完整性、高的几何精度和高的洁净度.为了使集成电路具有高效率、低能耗、高速度的性能，相继发展了GaAs、InP等第二代半导体单晶材料.SiC、GaN、ZnSe、金刚石等第三代宽禁带半导体材料、SiGe/Si、SOI( Silicon On Insulator)等新型硅基材料、超晶格量子阱材料可制作高温(300〜500°C )、高频、高功率、抗辐射以及蓝绿光、紫外光的发光器件和探测器件，从而大幅度地提高原有硅集成电路的性能，是未来半导体材料的重要发展方向.。