3.2 哪种材料硬

教科版小学三年级上册科学第三单元第2课《哪种材料硬》教学设计教学导航【教材分析】从这一课起，学生将探索材料的物理性质，它们分别是硬度、柔韧性、吸水性和在水中的沉浮能力。

这部分内容是本单元的重点，直接指向希望学生形成的核心概念。

“我们周围的材料”单元是整册教科书物质科学内容的开篇。

对于三年级的小学生来说，他们需要认识物体并逐渐过渡到对物质的认识，当然这种认识主要是在物理性质方面。

材料对他们来说是一种十分适宜的认识对象。

因为颜色、大小和形状这些物理性质已不能满足他们对物体复杂特性的描述，需要认识另外一些物理性质、使用另外一些物理性质。

根据组成物体的材料和材料的物理性质来描述物体已成为他们发展的需要。

为此，本单元的任务是进一步丰富学生对物体的认识，帮助他们从材料的角度认识和描述物体。

对材料的认识是从4个最基本的物理性质展开的，采用的方法是简单测量，通过测量检验常见材料的基本物理性质，并通过调查和观察等多种辅助手段，共同完成对木头、纸、金属、塑料等常见材料特性的了解。

硬度是材料表现出来的基本物理性质之一。

这一课，学生将用比较的方法检验4种常见材料的硬度，通过简单实验和观察丰富对金属材料特性的认识。

【教学目标】科学概念：硬度较大的材料能在硬度较小的材料表面留下划痕，材料的硬度是相对的，认识金属有颜色、有光泽、能导电、能导热、有延展性的特征，将特征与用途相联系。

过程与方法：通过简单的实验和观察，了解金属的特性。

情感、态度、价值观：认同物体的物理性质是可以被观察和检验的，增强材料循环利用、节约资源的环境保护意识。

【教学重点】利用硬度大的材料能在硬度小的材料表面留下划痕的方法，判断四种材料的硬度大小。

【教学难点】利用硬度大的材料能在硬度小的材料表面留下划痕的方法，判断四种材料的硬度大小。

【教学准备】学生（每小组）：木头、纸、金属和塑料各两根，铁、铜、铝等金属片各一条，砂纸、玻璃杯、热水。

教师准备：电路检测器、榔头。

硬度对照表硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。

为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。

实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。

因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。

下面是本站根据由实验得到的经验公式制作的快速计算器，有一定的实用价值，但在要求数据比较精确时，仍需要通过试验测得。

抗拉强度N/mm2维氏硬度布氏硬度洛氏硬度Rm HV HB HRC250 80 76.0270 85 80.7285 90 85.2305 95 90.2320 100 95.0335 105 99.8350 110 105370 115 109380 120 114400 125 119415 130 124430 135 128450 140 133465 145 138480 150 143490 155 147510 160 152530 165 156545 170 162560 175 166575 180 171595 185 176610 190 181625 195 185抗拉强度N/mm2维氏硬度布氏硬度洛氏硬度640 200 190660 205 195675 210 199690 215 204705 220 209720 225 214740 230 219755 235 223770 240 228 20.3785 245 233 21.3800 250 238 22.2820 255 242 23.1835 260 247 24.850 265 252 24.8865 270 257 25.6880 275 261 26.4900 280 266 27.1915 285 271 27.8930 290 276 28.5950 295 280 29.2965 300 285 29.8995 310 295 31.01030 320 304 32.21060 330 314 33.31095 340 323 34.41125 350 333 35.51115 360 342 36.61190 370 352 37.7 抗拉强度N/mm2维氏硬度布氏硬度洛氏硬度1220 380 361 38.81255 390 371 39.81290 400 380 40.81320 410 390 41.81350 420 399 42.71385 430 409 43.61420 440 418 44.51455 450 428 45.31485 460 437 46.11520 470 447 46.915557 480 (456) 47.1595 490 (466) 48.41630 500 (475) 49.11665 510 (485) 49.81700 520 (494) 50.51740 530 (504) 51.11775 540 (513) 51.71810 550 (523) 52.31845 560 (532) 53.01880 570 (542) 53.61920 580 (551) 54.11955 590 (561) 54.71995 600 (570) 55.22030 610 (580) 55.72070 620 (589) 56.32105 630 (599) 56.82145 640 (608) 57.32180 650 (618) 57.8 抗拉强度N/mm2维氏硬度布氏硬度洛氏硬度660 58.3670 58.8680 59.2690 59.7700 60.1720 61.0740 61.8760 62.5780 63.3800 64.0820 64.7840 65.3860 65.9880 66.4900 67.0920 67.5940布氏硬度：测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。

材料硬度对照表材料的硬度是指材料抵抗外力侵蚀和划伤的能力，通常用来衡量材料的耐磨性和耐久性。

在工程领域中，对材料硬度的了解对于材料的选择和设计至关重要。

本文将介绍一些常见材料的硬度对照表，以便工程师和设计师在工程实践中能够更好地选择合适的材料。

1. 金属材料。

金属材料是工程领域中常见的材料之一，其硬度对于工程设计至关重要。

下表列出了一些常见金属材料的硬度对照表：材料硬度（Hv）。

铝 15-25。

铜 35-45。

铁 120-180。

钢 150-250。

不锈钢 150-300。

钛合金 300-400。

从上表可以看出，不同金属材料的硬度差异较大，工程师在选择材料时需要根据具体的使用要求来进行选择。

2. 塑料材料。

塑料材料是工程领域中另一类常见的材料，其硬度对于塑料制品的耐磨性和使用寿命有着重要影响。

下表列出了一些常见塑料材料的硬度对照表：材料硬度（Shore D）。

聚乙烯 50-60。

聚丙烯 70-90。

聚氯乙烯 80-100。

聚苯乙烯 70-115。

聚对苯二甲酸乙二醇酯 120-130。

从上表可以看出，不同塑料材料的硬度差异也较大，工程师在选择塑料材料时需要考虑到其硬度对于制品性能的影响。

3. 陶瓷材料。

陶瓷材料在工程领域中也有着广泛的应用，其硬度对于陶瓷制品的耐磨性和耐高温性能有着重要影响。

下表列出了一些常见陶瓷材料的硬度对照表：材料硬度（Hv）。

氧化铝 1500-2000。

氮化硼 2800-3200。

碳化硅 2800-3300。

氧化锆 1200-1600。

从上表可以看出，陶瓷材料的硬度通常较高，具有较好的耐磨性和耐高温性能。

4. 其他材料。

除了上述的金属、塑料和陶瓷材料外，还有一些其他材料也具有一定的硬度，如橡胶材料、复合材料等。

工程师在选择这些材料时也需要考虑到其硬度对于制品性能的影响。

总结。

材料的硬度是衡量材料耐磨性和耐久性的重要指标，不同材料的硬度差异较大。

工程师在工程设计中需要根据具体的使用要求选择合适的材料，以保证制品具有良好的性能和使用寿命。

⒉哪种材料硬一、教材简析：本课从材料表现出来的基本物理性质之一——硬度入手，引导学生用科学的刻划方法，根据实验结果，分析、判断四种材料的硬度大小，并通过简单的实验和观察，丰富学生对金属材料特性的认识。

本课包括三个部分，第一部分：指导学生用科学的方法比较铁钉、木条、卡纸、塑料尺的硬度大小；第二部分：认识金属及金属特性；第三部分：饮料罐回收再利用，主要通过饮料罐的故事，让学生了解饮料罐的制作过程，金属延展性的利用以及环保教育等。

二、教学背景：本单元的任务是进一步丰富学生对物体的认识，帮助他们从材料的角度认识和描述物体。

对材料的认识是从4个最基本的物理性质展开的，采用的方法是简单测量，通过测量检验常见材料的基本物理性质，并通过调查和观察等多种辅助手段，共同完成对木头、纸、金属、塑料等常见材料特性的了解。

硬度是材料表现出来的基本物理性质之一，本课学生将用比较的方法检验4种常见材料的硬度，通过简单实验和观察丰富对金属材料特性的认识。

三、教学设计：（机动）（一）课前游戏：比比谁的力气大1.我们先来做一个掰手腕的游戏：比比谁的力气大（掰手腕时注意安全）2.再选择一生：如果再来一个学生，怎么知道他们三个人谁的力气大，谁的力气小？（先学生讨论发表意见，然后让学生比一比，明确结果，说明要知道三个人的力气大小，三个人每两个人都必须比过。

）3.讨论：如果有四个人要比力气大小，该怎么比？（学生讨论，小结：如果我们要知道四位同学中谁的力气大，需要这四名同学之间一一进行比较，也就是每两个人都要比过以后后才能排列起来。

）（开始上课）（二）比较橡皮和海绵哪种材料硬：（建立软硬概念，引出比较方法）1.师：今天看到同学们很亲切，因为我的女儿也跟大家一样大，昨天她问我一个问题：橡皮和海绵哪种材料硬？（黑板中帖橡皮和海绵实物，并板书：哪种材料硬）2.师：今天我请大家帮帮我，橡皮和海绵哪种材料硬？你用什么方法比出来的？3.师：请每一小组的材料员在课桌内拿出一号信封，请同学们都试一试。

教科版科学三年级上册3.2《哪种材料硬》教案一. 教材分析《哪种材料硬》这一课主要让学生通过实验活动，了解不同材料的硬度差异，培养学生动手操作能力和探究精神。

教材内容由易到难，循序渐进，让学生在实践中感受科学的魅力，激发学生学习科学的兴趣。

二. 学情分析三年级的学生已经具备了一定的观察和操作能力，对周围事物充满好奇，愿意尝试新鲜事物。

但学生在实验操作、观察分析等方面还需加强指导和训练。

三. 教学目标1.让学生通过实验活动，了解不同材料的硬度差异。

2.培养学生动手操作能力和探究精神。

3.培养学生合作意识，提高学生观察、分析问题的能力。

四. 教学重难点1.重点：让学生通过实验活动，了解不同材料的硬度差异。

2.难点：培养学生动手操作能力和探究精神。

五. 教学方法1.采用实验法，让学生在动手操作中感受不同材料的硬度。

2.采用问题驱动法，引导学生主动探究问题，培养学生的探究精神。

3.采用小组合作学习法，培养学生合作意识，提高学生观察、分析问题的能力。

六. 教学准备1.实验材料：各种材料（如木头、石头、塑料、金属等），工具（如刀具、钳子等），实验桌、实验椅等。

2.实验报告单。

七. 教学过程1.导入（5分钟）教师通过提问方式引导学生思考：你们在生活中见过哪些不同材料？这些材料有什么特点？进而引出本课主题——探究不同材料的硬度。

2.呈现（10分钟）教师展示各种材料，让学生观察并说出这些材料的名字。

然后教师通过讲解，让学生初步了解硬度的概念。

3.操练（10分钟）教师引导学生分组进行实验，让学生用刀具、钳子等工具测试不同材料的硬度，并记录实验结果。

4.巩固（10分钟）教师邀请几名学生分享实验成果，让学生总结不同材料的硬度特点。

然后教师进行点评，巩固学生对硬度概念的理解。

5.拓展（10分钟）教师提出问题：根据实验结果，你能解释为什么有些材料容易损坏，而有些材料则较难损坏吗？让学生思考并讨论。

6.小结（5分钟）教师引导学生总结本节课所学内容，让学生明确不同材料的硬度差异。

硬度级别划分1. 什么是硬度级别？硬度级别是指物质的抵抗划痕、压痕或穿透等形式的抗力。

在材料科学和工程中，硬度常用于评估材料的耐磨性、强度和耐用性等特性。

不同材料的硬度级别可以通过一系列硬度测试方法来确定。

2. 常见的硬度测试方法2.1 布氏硬度(Brinell Hardness)布氏硬度试验是通过在被测材料表面施加一定荷载的的钢珠或钨碳硬式合金球，然后测量在给定压力下形成的钢珠或钨碳硬式合金球的印痕直径来评估材料的硬度。

2.2 洛氏硬度(Rockwell Hardness)洛氏硬度试验是通过在被测材料表面施加荷载，并测量在给定压力下形成的印痕深度来确定材料的硬度。

洛氏硬度测试简单、快速，并且广泛应用于各种金属和非金属材料。

2.3 维氏硬度(Vickers Hardness)维氏硬度试验是通过在被测材料表面施加荷载，然后测量在给定压力下形成的维氏金字塔的斜角与金字塔底部对角线的比例来评估材料的硬度。

维氏硬度测试适用于各种材料，特别是对于薄膜、涂层和微观组织的硬度测试比较方便。

2.4 硬度与材料的性能关系硬度级别可以用来评估材料的强度、刚度和耐磨性等性能。

通常情况下，硬度与材料的强度和耐磨性呈正相关关系，即硬度越高，材料越坚硬、强度越大、耐磨性越好。

3. 硬度级别划分标准根据常见的硬度测试方法，我们可以将硬度级别划分为以下几个标准：3.1 低硬度级别低硬度级别适用于柔软的材料，如橡胶、泡沫塑料等。

这些材料的硬度通常较低，其硬度值一般在10HB以下。

3.2 中低硬度级别中低硬度级别适用于较软的材料，如木材、纸张等。

这些材料的硬度较低，硬度值一般在50HB以下。

3.3 中硬度级别中硬度级别适用于一般的金属材料，如铝、铜、普通钢等。

这些材料的硬度较为中等，硬度值一般在100-300HB之间。

3.4 中高硬度级别中高硬度级别适用于较硬的金属材料，如合金钢、硬质合金等。

这些材料的硬度较高，硬度值一般在300-600HB之间。