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- 2021-11-11 发布
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第2课时 开发新材料
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道超导磁浮现象
2.知道超导体的零电阻特性的应用
3.了解纳米材料,知道纳米材料的相关应用
二、过程与方法
1.能在物理学习过程中发现一些问题,有初步的提出问题的能力
2.结合超导体和纳米材料的应用,能书面或口头表述自己的观点,初步具有评估和听取反馈意见的意识,有初步的信息交流能力
三、情感、态度与价值观
1.具有对科学的求知欲,勇于探究日常用品或新器件中物理学原理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.乐于参与观察、实验、制作、调查等科学实践活动.
2.有将科学服务于人类的意识,有理想,有抱负,热爱祖国,有振兴中华的使命感与责任感.
【教学重点】超导体、纳米材料的特性和应用
【教学难点】超导体和纳米材料的性能
【教具准备】多媒体课件
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
师:1.同学们,前一节课我们学习了材料与社会、半导体的特性和应用,知道材料可以给我们的生产和日常生活带来很多方便,大大提高我们生活的质量,那么,如何开发新材料来更好地为人类服务,下面我们就来学习:开发新材料.
【预习指导】
阅读课本P207 -209文字内容和插图,把基本概念、规律以及超导体、纳米材料的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】
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知识点1 超导材料
一、学生小组内部讨论交流,回答下列问题,教师指导.
师:1.什么是超导现象?什么是超导材料?
生:1.材料温度降低到一定时,电阻降低到几乎为零的现象叫超导现象,发生超导现象的材料叫超导材料.
师:2.利用超导体做输电线实现远距离输电有什么好处?
生:2.可以实现远距离大功率输电,因为超导输电线可以无损耗地输送极大的电流.
师:3.迈斯纳和奥林菲尔德发现的超导磁浮现象有什么重大意义?
生:3.用超导体可以实现交通工具的无摩擦运行,大大提高交通工具的运行速度.
[重难点点拨]超导材料是一种电阻为零的材料.
(1)超导现象:一些材料,当温度降到某一值时,电阻变为零的现象.
(2)超导体:能够发生超导现象的物质.
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 纳米材料
二、学生小组内部讨论交流,回答下列问题,教师指导点拨
师:1.什么是纳米材料?纳米材料有哪些特殊性能?
生:1.合成材料的基本单元大小限制在1……100nm范围内的材料是纳米材料,其基本单元的尺度小,可以大大提高材料的强度和硬度,降低烧结温度,提高材料的磁性等.
师:2.谈谈你对利用纳米材料的性能来改善人们生活的设想和建议?
师:2.研制纳米尺度的微小机器,缩小计算机芯片的体积,做量子磁盘等,合理即可.
师:3.有人设想:用纳米材料制造机器人进入人体内,“吃掉“人体内的病毒,你认为可行吗?
生:3.可行.
[要点归纳]纳米材料:(1)“纳米”是长度单位,lnm = 10-9m. (2)纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1〜100nm范围的材料.(3)特性:特殊的力学性质、热学性质、光学性质和磁学性质等.(4)应用:大大提高材料的强度、硬度,降低烧结温度,提高材料的磁性等.
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
[课堂小结]教师指导学生归纳总结本节课学到了什么
1.超导材料:(1)超导材料是一种电阻为零的材料.温度降到某一数值时,电阻值突然变为零的现象叫超导现象.(2)特征:超导材料在超低温下具有超导磁浮现象和零电阻性.(3)应用:能源方面实现远距离、大功率输电;交通运输方面实现交通工具的无摩擦运行.
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2.纳米材料:(1)纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1〜100nm范围的材料.(2)特性:特殊的力学性质、热学性质、光学性质和磁学性质等.(3)应用:大大提高材料的强度、硬度,降低烧结温度,提高材料的磁性等.
3.易错点:由于对用电器的工作原理和超导材料的特点不理解,容易在超导材料的应用问题上出错.超导材料的电阻为零,电流通过超导材料不会产生热效应,但仍然有磁效应和化学效应,如超导材料制成的电动机仍能转动,只是不产生热.
【课后作业】
完成本课时对应练习并预习下一课时内容。
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这节课容量不大,但都是科技前沿知识,要应用开放式教学方法,让学生能活学活用,即应用讨论交流、学生上网搜集资料等教学手段,培养学生搜集信息的能力,交流合作的能力,养成将科学服务于人类的意识,努力成长为创新型人才.
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