資源簡介

第六章 質(zhì)量和密度
第4節(jié) 探索新材料
1.通過探索材料的發(fā)展演變過程，認識材料對社會發(fā)展的作用；
2.認識新材料，了解新材料的性能；
3.通過調(diào)查校園或社區(qū)垃圾的處理情況，認識材料發(fā)展對環(huán)境的影響。
學習目標
隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人們?nèi)找尕S富的生產(chǎn)生活需要，新材料被不斷研發(fā)出來，并廣泛應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域。請你圍繞新材料的種類、特點、應(yīng)用，以及新材料對社會發(fā)展的作用和對環(huán)境的影響，完成一篇調(diào)查報告。
新知導(dǎo)入
以文字書寫為例：
早在殷商時期，人們便開始用甲骨作為書寫材料。
后經(jīng)發(fā)展，開始使用竹簡記錄文字信息。竹簡造價低廉且容易制作，但過于笨重，不利于保存和傳播。
新知學習
01 認識材料對社會發(fā)展的作用
春秋戰(zhàn)國時開始出現(xiàn)在絹帛上撰寫文字的帛書。帛書輕但造價昂貴，不利于廣泛應(yīng)用。
東漢蔡倫改進了造紙術(shù)，之后紙開始被廣泛用于文字、圖形信息的記錄和傳遞。紙的發(fā)明制造極大地促進了人類文明的發(fā)展。
實踐活動：調(diào)查某一物品或某一領(lǐng)域所用材料的演化變遷
請以小組為單位，通過查閱資料或參觀博物館，調(diào)查某一物品或某一領(lǐng)域所用材料的演化變遷，了解材料的發(fā)展演化對人類生活的影響，以手抄報或壁報的形式與同學交流。
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以我國服飾所用材料為例：
最早的衣服由獸皮簡單縫制而成，或用樹皮、樹葉、草編織而成
獸皮、樹皮、樹葉、草
獸皮衣
樹皮衣
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商代，衣服的材料開始以絲、麻為主，絲即絲綢，由蠶絲紡織而成，麻即麻布，由麻類植物的纖維紡織而成
絲、麻
絲綢衣服
麻布衣服
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棉花在漢代傳入我國，明代以后棉花紡織而成的棉布成為我國衣服制作的主要材料
棉花
棉布
棉布衣服
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現(xiàn)代，?隨著化工產(chǎn)業(yè)的興起和加工工藝的發(fā)展，出現(xiàn)了化纖、混紡、仿皮毛、仿絲綢等材料，衣服的材料更加多樣化
化纖、
混紡等
化纖布料
仿皮毛衣服
人類早期直接從自然界獲取材料，進行簡單加工后制成各種器具。
石鏟
青銅鏟
夏商時期人們通過煉制青銅材料制作青銅鏟。
02 認識新材料
到了現(xiàn)代，人們使用高硬度合金鋼材料制作合金鏟。
合金鏟
如今，高科技領(lǐng)域已廣泛使用新材料制品。
嫦娥五號的機械鏟
新材料是指新出現(xiàn)的或正在發(fā)展中的材料，它具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能，如在密度、強度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性、抗輻照等某一方面或多個方面具有優(yōu)異的性能。
石墨烯
氣凝膠
泡沫金屬
科學窗——
輕質(zhì)材料
1.氣凝膠
氣凝膠是世界上最輕的固體之一，密度僅有0.2kg/cm3，甚至更小，被稱為“凍結(jié)的煙”。
具有密度小、耐壓、熔化溫度高、隔熱性能好、對光的偏折能力低、絕緣性能好等特點，是航天探測中的重要材料。
2.微晶格材料
用鎳金屬通過3D打印制成，是世界上最輕的金屬材料之一。
具有超強的抗壓縮和能量吸收能力，非常適用于抗壓減振。
實踐活動：調(diào)查生活和生產(chǎn)中的新材料
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}材料名稱
用途
特性
便利
柔性玻璃
柔性顯示屏、可
折疊手機
柔韌性好
提供更大的屏幕空間
碳纖維
碳纖維自行車、碳纖維釣魚竿
密度小、
強度高
更輕便，且結(jié)實耐用
柔性玻璃
折疊手機
碳纖維布
碳纖維自行車
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}材料名稱
用途
特性
便利
納米陶瓷
納米陶瓷刀具
高硬度、
耐腐蝕
刀具更加鋒利，
且不易生銹
壓電材料
用在汽車的能量
回收系統(tǒng)和減震
系統(tǒng)
受到壓力作用時
產(chǎn)生電壓
汽車的減震效果更好，能量回收效率更高，汽車更加節(jié)能
環(huán)形壓電陶瓷
納米陶瓷刀具
1.某些材料很容易造成環(huán)境污染
塑料袋
農(nóng)用地膜
一次性餐具
飲料瓶
這些塑料制品難以降解，會在土壤、水體中存在上百年，被稱為“白色污染”，會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染，給野生動植物和人類生命安全帶來危險。
03 認識材料發(fā)展對環(huán)境的影響
2.材料的研發(fā)和使用與環(huán)境保護并不沖突
通過不斷研發(fā)更環(huán)保的材料，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，綠色發(fā)展是能夠?qū)崿F(xiàn)的。
以造紙為例，造紙行業(yè)產(chǎn)生的廢水量。曾一度占工業(yè)廢水總量的1/5，如今我國制漿造紙水污染全過程控制循環(huán)技術(shù)取得突破，讓造紙行業(yè)走上了清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟的道路。
3.樹立環(huán)保意識，保護生態(tài)環(huán)境
為減少材料的使用對環(huán)境造成的危害，我們應(yīng)樹立環(huán)保意識，不使用對環(huán)境有不可逆破壞的材料制品，少使用對環(huán)境有嚴重影響的材料制品，做好日常生活垃圾分類，切實保護生態(tài)環(huán)境。
實踐活動：調(diào)研小區(qū)的垃圾處理情況
小區(qū)里面都有垃圾收集點，一般將小區(qū)生活垃圾分為四類：
可回收垃圾
廚余垃圾
有害垃圾
其他垃圾
垃圾分類處理流程
探索新材料
認識材料對社會發(fā)展的作用
認識新材料
認識材料發(fā)展對環(huán)境的影響
課堂總結(jié)
1.納米陶瓷作為新材料應(yīng)用廣泛，它具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、防滲透等特點。下列選項中最不適合使用納米陶瓷材料的是（ ）
A.裝強酸性液體的容器
B.切割金屬的刀具
C.錄音棚內(nèi)的吸音材料
D.C919 客機的外表涂層
C
課堂練習
2.我國的航天事業(yè)處于世界領(lǐng)先水平，從地球同步通信衛(wèi)星到鵲橋中繼星的研發(fā)與應(yīng)用，從載人航天到空間站建設(shè)，從嫦娥探探月到天問一號探訪火星，這些都離不開火箭發(fā)射。火箭在發(fā)射過程中要穿越稠密的大氣層，為此，搭載航天器的火箭要求外殼輕巧、耐高溫。火箭外殼材料應(yīng)具有的物理屬性是（ ）
A.密度大，熔點高 B.密度小，熔點高
C.密度大，熔點低 D.密度小，熔點低
B
3.膜結(jié)構(gòu)是建筑行業(yè)中新發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)形式，它是一種具有一定強度、能夠覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。國家游泳中心“水立方”是世界上首個完全由膜結(jié)構(gòu)進行全封閉的大型公共建筑。它采用的 ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜只有一張牛皮紙厚，捧在手上輕若鴻毛。ETFE膜的延展性、耐火性、絕熱性都非常出色，即便是冰雹撞擊薄膜的較大響聲也無法傳遞到場館之內(nèi)。通過以上信息可以推斷，這種建筑材料不具備的特點有（ ）
A.熔點低 B.韌性好
C.密度小 D.隔音性較好
A

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