【文库精品】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
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
2019九年级物理全册 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
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。
九年级物理全册第20章能源材料与社会第3节材料的开发和利用授课课件新版沪科版
知3－讲
例4 医生呼吁公共场所的设施(如把手、座椅、电话等)表 面使用纳米材料，是因为纳米材料具有_抑__制___细__菌___、 _病__毒__生__长_ 的功能。
知3－讲
思路导引：医生的呼吁，一般是有关人体健康安全的， 另外这些部位都是人体经常接触的部位，容 易滋生细菌，所以此时纳米材料的作用是抑 制细菌、病毒生长。
青铜时代
青铜材料广 泛应用于祭 祀的器具、 兵器、农具 上，促进了 生产力提高
铁时代
铁矿分布较 广，铁的硬 度和韧性较 高，铁器的 出现最终替 代铜器
新材料时代
提高了通信 的速度、通 信的容量
知1－讲
对于种类繁多的材料，我们有多种分类标准，物 理学中常用的分类标准是材料的“导电性”。
知1－讲
例 1 如图6 所示，用导线把灯泡、电池和四种物品分
第二十章 能源、材料与社会
第三节 材料的开发和利用
1 课时讲解 2 课时流程
材料与社会 材料的导电性 开发新材料
逐点 导讲练
课堂 小结
作业 提升
从身边的问题出发： 笔是我们学习中不可缺少的书写工具，由于科技的进步，
书写工具由毛笔发展到圆珠笔。毛笔和圆珠笔的制作材料如 下表。
见微知著 材料的发展不只体现在书写工具的替代上。我们
C. 导体在任何情况下都可以导电，绝缘体在任何情况
下都不能导电
D. 有些绝缘体在一定的条件下可能变为导体
知识点 2 材料的导电性
知2－讲
根据材料的导电性，可将材料分为导体、绝缘体和半导体。
1. 判断材料的导电性
设计如图2 所示的电路，分别将待检测 物体接入电路中，闭合开关，观察电流
九年级物理全册 20.3 材料的开发和利用教案 沪科版(2021学年)
山东省郯城县九年级物理全册２０．3 材料的开发和利用教案(新版）沪科版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望（山东省郯城县九年级物理全册20.3 材料的开发和利用教案(新版）沪科版）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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材料的开发和利用课题20。
3材料的开发和利用课型新授教学目标1、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，调动学习的积极主动性。
教学重点初步认识纳米材料的高科技应用.教学难点了解记忆合金的“记忆”能力。
教学设计教师活动学生活动学生课前准备学生上网查找有关纳米材料的资料，并分类总结。
教学过程一、纳米材料２1世纪是科技高速发展的一个世纪，其主要方向之一就是新材料的研制和应用。
新材料的研究是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。
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1～100n ｍ，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，产生了神气的效果。
(投影)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，就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,汽车会跑的更快。
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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.。