辽宁省凌海市石山初级中学八年级物理上册 2.4 新材料及其应用教案 (新版)北师大版

新材料及其应用教学目标1．知道“纳米”这个长度单位，初步了解纳米材料。

初步认识纳米材料的高科技应用。

2．常识性了解“绿色”能源。

3．常识性了解记忆合金在各种领域的应用。

4．通过介绍一些新材料的应用，激发学生学习物理的热情，调动学生的积极主动性。

5．通过研究小组交流调查、研究结果，了解新材料的广泛应用和未来发展前景。

6．通过了解新材料的应用，初步认识科技对现代社会生活的影响，引导学生关心社会发展。

教学重难点重点：初步认识纳米材料的高科技应用；难点：了解记忆合金的“记忆”能力。

教学过程导入新课科普知识导入：科普展览会上有一种神奇的金属花，它的花瓣是用一种特殊的金属片——形状记忆合金制成的（如图所示）。

它具有记忆能力，制作时先将记忆合金制成的花瓣制成开放状态，然后在低温下将花瓣闭合。

当灯光一照它会绽放开，如图甲，当关上灯它又会闭合，如图乙。

推进新课一、纳米材料我们在本章开始的时候就学习了物质的尺度，知道了纳米这个单位。

这个单位实在是太小了，过去我们在生活中没有关注它，但现在却成了人们谈论的热门话题。

原因是人们发现，将某些物质的尺度加工到1～100 nm，它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。

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。

（课件）多媒体展示纳米材料的应用：（1）洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合，具有抑制细菌生长的功能。

（2）普通领带的表面经过纳米方法处理后，会有很强的自洁性能，不沾水，也不沾油。

（3）用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性，用于制造发动机的缸体，汽车会跑得更快。

教师总结：纳米材料在高科技方面还有很多应用，下面就由同学们来介绍吧，请同学们将昨天老师要求你们上网查找的有关纳米材料的资料拿出来。

学生发言并讨论。

教师总结，并对同学们的表现给予肯定和表扬。

二、“绿色”能源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。

以电源为例，长期以来使用的干电池具有轻便的优点，但只能使用一次，丢弃后会污染环境；铅蓄电池能反复使用，但是又太笨重了。

锂是密度最小的金属，只有0.534 g/cm3，大约是铅的1/20、镍的1/16。

用锂作电极制造出的锂离子电池，它具有体积小、质量轻、能够多次充电，对环境污染小等特点，已经被广泛地应用于移动通信、小型摄像机等设备上。

我们在第一章的学习中认识了晶体，最初的光电池就是用硅的单晶体制造的，面积只能做到几十平方厘米。

近年来开发的多晶硅和非晶硅材料，能够制造出大面积的太阳能电池，发电的效率提高、成本下降，1 m2的面积可以提供100多瓦的电力。

人造卫星离不开它，家庭生活中也可以使用它。

（课件）多媒体展示蓄电池、锂电池和卫星上的太阳能电池。

三、记忆合金（课件）多媒体播放科普博览会上的神奇金属花。

同学们刚才看到的这种金属花很奇特吧，它是根据什么原理制成的呢？原来它的花瓣是用一种特殊的金属片——记忆合金制成的，它原本是开放的，后来被弯成合拢的，当用灯泡把它加热到一定的温度时，就自动恢复原状，表现出它具有“记忆”能力。

记忆合金的主要成分是镍和钛，它独有的物理特性是：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外形的变化。

现在已经有多种形状的记忆合金医用支架，用于外科手术。

还可以将记忆合金制成的弹簧安装在热水器的出水阀门内，当水温超过某一温度（例如80 ℃）时，弹簧自动伸长，将阀门关闭而停止出水，避免发生烫伤人的事故。

本课小结1．纳米材料的高科技应用；2．“绿色”能源和记忆合金。

板书设计7.1 《力》【教材分析】力是生活中常见的一种物理现象，力学是初中物理的重点知识。

学好力的概念是今后学习力学知识的基础。

【学情分析】在日常生活中，学生对力已有许多感性认识，如何将感性认识转化为理性知识是本节教学的难点。

先让学生列举一些有关力的实例，然后用不完全归纳法归纳出力是物体对物体的作用；再通过实验现象概括出力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变；最后通过实验，让学生体验力的作用是相互的。

本节教学设计的思路是“实例（实验）——分析——概括”。

教学中要注意联系生活实际，突出科学探究中的分析与论证这一环节。

二、三、过程与方法1.通过活动和生活经验感受力的作用效果。

2.了解物体间力的作用是相互的，并能解释有关现象。

3.“实例——分析——概括”。

三、情感、态度与价值观1.通过教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理。

2.善于将自己的见解公开并与他人交流，认识交流与合作的重要性。

【教学重难点】教学重点：1.力的概念、单位及其作用效果。

2.力的三要素，会用示意图表示力。

教学难点：1.力的概念。

2.认识物体间力的作用是相互的，并解释有关现象。

【教学方法】观察法、实验法、讨论法、探究法，分析归纳法【教学用具】气球，弹簧，磁铁，铁钉，多媒体课件。

【课时安排】1课时【教学过程】⏹情景导入通过吹气球的小游戏，引发学生思考“为什么气球会飞出去？”，同时活跃课堂气氛，激发学生的学习热情。

⏹进行新课一、什么是力通过这几幅图“人推．车人拉．弹簧起重机提．重物压路机压．路面”归纳总结出力的概念1.力的概念：力是物体对物体的作用。

（施力物体和受力物体）（1）力不能离开物体而单独存在，施力物体与受力物体总是同时存在的。

（2）不直接接触的物体间也会产生力的作用。

(让学生举事例说明)2.在物理学中，力的符号为F.3.（为了纪念伟大的科学家牛顿，我们把）力的单位规定为：牛顿，简称牛，符号为N。

4.小常识：手托起两个鸡蛋所用的力大约为1N。

一个质量为50kg的同学对地面的压力大约是500N。

1.力可以改变物体的运动状态．①速度大小改变②运动方向改变2.力可以使物体发生形变．当物体发生形变或运动状态改变时，我们就可以判断物体受到了力的作用。

不同的力作用效果不同，那么它的作用效果与哪些因素有关呢？二、力的三要素力的作用效果与哪些因素有关？1.用弹簧演示实验，用力越大，弹簧伸长的越长，再结合生活中的例子。

归纳总结出：力的作用效果与力的大小有关。

2.用弹簧演示实验，拉弹簧可使弹簧伸长，压弹簧可使弹簧缩短，同时结合生活中的例子。

归纳总结出：力的作用效果与力的方向有关。

3.推门实验，教师在门前，门边处推门，学生在门后靠近门轴处推门，都用全力，结果教师很容易就把门推开了。

说明：力的作用效果还与力的作用位置有关，这个力的作用位置在物理上叫做力的作用点。

老师总结：力的作用效果与力的大小，方向和作用点有关，在物理学中，我们把它们称为力的三要素。

生活中，打台球、高尔夫球时，力的大小、方向、作用点都很重要。

四、力的示意图力看不见摸不着，那么怎样去表示力呢？1、在物理学中，用一根带箭头的线段表示力：在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点，在同一个图中，力越大，线段应该越长。

有时还可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小。

例题加练习2、画力的示意图步骤：1.确定受力物体；2.找出作用点;3.找出受力方向 ;4.画出带箭头的线段；5.标出数值和单位；6.检查同一图若有两个及两个的力时，保证力越大，线段越长；五、力的相互作用1、力的作用是相互的。

在日常生活中，我们都有体验，当你手拍桌子时，手会疼，用船浆用力推岸，船就会离岸而去，在交通事故中，汽车撞断路边的栏杆的同时，车子本身也会“受伤”。

这说明了什么？手会疼，说明桌子对手施加了作用力；船会离岸而去，说明河岸对船桨施加了作用力；车子会“受伤”，说明车子受到了墙对它的作用力。

总结：甲物体对乙物体施力时，乙物体对甲物体同时也施力。

因此，力的作用是相互的。

2、应用“力的作用是相互的”这一物理知识在日常生活中有哪些现象或应用？师生共同列举：跑步、划船、游泳等；小结本节课我们主要学习了：①力是物体对物体的作用；②力可以使物体发生形变，也可以使物体的运动状态发生改变；③力的作用是相互的；④如何使用力的示意图表示力。

让学生回想气球游戏，找一位同学用本节课所学知识来解释气球会飞出去的原因。

教师总结。

同时说明火箭发射升空、喷气式飞机飞行也是利用这一原理。

⏹布置作业课后动手动脑学物理⏹板书设计7.1 力一、力的概念1.物体对物体的作用。

2.在物理学中，力的符号为F。

3.单位：牛顿，简称牛（N）二、力的作用效果1.力可以使物体发生形变；2.力可以使物体的运动状态发生改变。

三、力的三要素力的大小，方向和作用点。

四、力的示意图五、力的相互作用⏹教学反思。