9年级下册沪科版物理 第三节 材料的开发和利用 逐字稿-4,912字

  师:同学们好。随着社会的发展,人民的生活水平和质量逐步提高,大家对穿衣也有了更高要求。在炎炎夏日,穿什么材料做的衣服更凉爽呢?下面我们一起来了解一下。穿啥面料的衣服更凉快?很多人觉得雪纺衫、快干衣这类看似轻便清凉的料子,能让人产生凉爽舒适的感觉。但夏天人体出汗量大,化纤布料虽轻薄,可吸水性、透气性差,皮肤很难通过汗液蒸发散热。丝绸亲肤性好且轻薄,穿上通体凉快。棉质衣物吸汗透气,亚麻材质空隙大,透气性和吸水性也不错。棉质衣服防晒值为15 - 40,浅色聚酯纤维衣服防晒值为7 - 10,浅色针织衣服防晒值为4 - 9。要是想防紫外线,红色棉质衣服是最佳选择。

  然而在寒冷冬天,我们需要更好地保暖,习惯穿羊毛衫、羽绒服等。那么这些材料中,哪种保暖性能更好呢?来了解一下。毛衣、棉服、羽绒服,谁才是保暖之王?想要保暖,就得阻止人体散发的热量向外界寒冷环境转移,也就是需要一个屏障锁住热量。空气越多、越静止、越干燥,服装保暖性就越好。羊毛纤维来自绵羊羊毛结构,中空且表面有很多细小鳞片,卷曲蓬松,是填充被褥的好材料。羊绒纤维来自山羊,是掩在山羊粗毛根部的一层细绒,比羊毛纤维更细,能在表面锁住更多空气。羽绒服更厉害,里面填充羽毛和绒朵,绒朵由很多细小绒丝组成,呈朵状立体结构,比之前提到的几种纤维复杂,能锁住更多空气,而且绒朵越大,锁的空气越多。另外,羽绒服一般采用防风防水面料,更能锁住空气。所以单从材质来讲,一般情况下羽绒服最暖和。

  做衣服的材料就这么多种,我们生活物品各式各样,做这些物品的材料也多种多样。这节课我们来学习初中物理沪科版九年级第20章第三节“材料的开发和利用”。你们周围有哪些物品,知道它们是由什么材料制成的吗?我们教室里有黑板、多媒体课桌椅等,它们由各种不同材料制成。在古代有这些材料吗?人类社会发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。这节课我们先跟随人类社会发展的足迹,了解材料与社会。

  100万年前,原始人就学会利用不同性能的天然材料,比如把木料、石头、动物皮骨等制成工具或用作生活用品。随着制造技能不断提高,人类经历了旧石器和新石器时代,陶器出现是人类跨入新石器时代的重要标志之一。大约5000年前,人们大量使用青铜制作工具,青铜的利用提高了社会生产力。我国青铜冶炼始于公元前2140 - 1711年,殷商西周时期已发展到较高水平。青铜即铜锡合金,是金属冶炼史上最早的合金。人们利用青铜器不仅满足物质生活需求,还满足精神层面需求。例如司母戊鼎,现已更名为后母戊鼎,它是迄今世界上出土最大、最重的青铜器。

  青铜礼器反映了我国青铜铸造的高超工艺和艺术水平,享有镇国之宝的美誉。同学们还记得八年级学习声学部分介绍的曾侯乙编钟吗?它在湖北出土,是战国时期全部用青铜铸造的编钟,铸造水平极高,铸造精美,音律准确,音色优美。它的出现改写了世界音乐史,代表了中国先秦礼乐文明和青铜器铸造的最高水平。下面我们通过一段视频感受这件国宝真实的声音。

  曾侯乙编钟共有64件,另有楚王所送的镈钟一件。除镈钟外,每件钟均标示有两个不同音名。1986年4月6日晨6时整,全部采录工作结束。

  虽然青铜的利用大幅提升了人类生产力,但人们仍不断探索更好的材料。我国春秋战国时期发明生铁冶炼技术,用生铁浇筑成农具、工具、兵器等,开始大量使用铁器。中国冶铁历史比欧洲早1900年,铁是地球上储量居第三的元素,储量丰富且便于开采。关键是铁价格便宜,耐磨性高于青铜,铁质农具更耐用。铁的密度比铜小,强度和硬度比铜高。铁质盔甲更轻便,铁质兵器更锋利耐用,这使得铁器得以广泛使用。

  铁的利用为人类大规模制造机器提供了材料基础,开创了人类历史新纪元。为满足人们更高需求,在铁里加入适量其他元素,可制成合金。含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金称为钢,其冶炼温度更高,强度更高,用途更广。随着社会发展,现代生活依然离不开铜铁制品,你们能发现周围有哪些用铜材料、钢铁材料制成的物品吗?通过学习,我们了解到人类社会发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。人类发展先后经历石器时代、青铜器时代、钢铁材料时代,社会发展带动材料研发,新材料出现也促进社会发展。材料发展为科学技术发展提供物质基础。

  现代社会生产和生活都离不开电,材料的导电性是物理学研究的重要方面。请同学们观察导线和电缆,看看它们由哪些不同材料组成,为什么做成这样的结构。导线和电缆内部是传导电流的材料,外部材料用于绝缘,防止触电。由于材料内部电子运动状况不同,导致材料导电性不同。内部可自由运动电子较多、容易导电的材料是导体,比如金、银、铜、铁等金属材料是导电性能较好的良导体。铜、铝是最常用的电的良导体,常用来制成传导电流的导线。不容易导电的材料是绝缘体,玻璃和橡胶等材料是绝缘体,常用来隔离带电物体。请同学们思考,能否利用以前所学电学知识设计实验,检测物体是导体还是绝缘体。完成此实验需要电源、开关、导线和待测物体,把待测物体连入电路。

  如何判断它是导体还是绝缘体呢?我们需利用初中常用的转换法。在电路中串联一个电流表或一个小灯泡,通过电流表有无示数或灯泡发光情况来判断。如果用小灯泡,闭合开关,小灯泡发光,则待测材料为导体;若小灯泡不发光,则待测材料为绝缘体。同学们自己设计实验原理图,并画出来与老师设计的电路图对比。下面我们按原理图连接电路,把待测物体连接在a、b之间进行实验。我们先按电路原理图摆放好实验电路元件。连接电路前一定要打开电键,从电源正极开始连接电路。

  先把电键连入电路,再把小灯泡连入电路,紧接着把铁钉连入到电路的AB之间。Tom注意观察,闭合电键,小灯泡发光,说明铁钉是导体。断开电键,更换待测材料,把铅笔连在电路的a、b之间,再次闭合电键,发现灯泡不发光,说明铅笔外部材料是绝缘体。

  最后把铅笔芯连在电路的a、b之间,再次闭合电键,发现灯泡发光,说明以石墨为主要成分的铅笔芯是导体。

  导电性能介于导体与绝缘体之间的物体是半导体,它们有一些特殊物理性质。常见半导体材料有硅、锗和砷化镓等。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。半导体二极管有单向导电性,半导体三极管可用来放大电信号。请同学们思考,能否利用上面实验电路完成半导体二极管单向导电特性的探究?我们只需在AB两点之间接入半导体二极管,观察小灯泡发光情况,调换半导体二极管连接方向或改变电源连接方向,再次实验观察小灯泡发光情况即可。下面我们通过实验完成半导体二极管单向导电特性的探究。我们现在利用上面实验电路探究二极管单向导电性。先把二极管连接在电路的AB之间,闭合电键,请同学们注意观察,灯泡不发光。断开电键,更换二极管连接方向,再次闭合电键,我们发现小灯泡发光。两次实验中只有一次小灯泡发光,说明半导体二极管具有单向导电性,二极管有正负极。在物理学中用什么符号表示二极管呢?我们常用一个三角形和一个短线段表示,三角形顶角箭头方向指向正向电流方向。半导体材料大量用于电子产品的集成电路中。随着社会进步和人们对物美价廉、性能更好物品的需求,人们不断研究性能更好、更有价值的新材料。1911年,昂内斯在研究汞电阻随温度变化时,观察到待测温度降低到4.2K时,汞的电阻值突然降到测量不到的微小值,从而发现超导现象。

>> 点击阅读全文
《9年级下册沪科版物理 第三节 材料的开发和利用 逐字稿-4,912字》.docx
将本文下载保存,方便收藏和打印
导出文档