2026年春沪科版九年级物理全一册 21.3 跨学科：材料的利用与开发（课件）

1.结合实例，了解一些新材料的特点及其应用．2.了解半导体、超导体、纳米材料等的主要特点．3.体会新材料技术的研发与应用对生产生活和科技进步的影响．1.材料（1）天然材料：直接取自自然界的材料，如木材、棉花和陶土等.（2）人造材料：由人工合成的材料，如塑料与合金等.2.人类早期对材料的利用正如人类开发和利用能源那样，人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关.科学技术的发展离不开材料的开发，材料的发展为科学技术的发展提供了物质基础.典例1 自从人类学会制造和使用生产工具以来，材料就和人类社会发展密切相关.有些历史学家把人类对材料的认识以及材料对人类的作用，作为社会发展阶段的标志（如图所示），分别称为______时代、________时代和______时代.石器青铜器铁器1.材料的导电性根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类.材料的导电性是由材料内部电子的运动状况决定的.1.导体和绝缘体的区别：仅仅在于“容易”和“不容易”导电,而绝不能理解为“能”和“不能”导电,这是因为绝缘体内部能够自由移动的电荷非常少,并非没有.2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限：在一定条件下,导体和绝缘体可以相互转化.例如,常温下玻璃是绝缘体,被加热至炽热状态时，可以导电,变为导体.典例 2 [ 广安中考 ] 下列生活中的物体属于导体的是( )CA.橡胶轮胎B.陶瓷碗C.金属扳手D.塑料三角板[解析] 橡胶轮胎、陶瓷碗、塑料三角板都不容易导电，属于绝缘体；金属扳手容易导电，属于导体.2.半导体材料半导体材料可制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路（芯片的核心）.在收音机、录音机、电视机、计算机等常用电器的内部，都可找到大量的半导体元件.（1）半导体元件（2）探究半导体二极管的单向导电特性（3）半导体材料的特征（4）半导体材料的应用半导体材料的应用极大地提高了生产力，开阔了人类的视野，促进了科学技术及社会的发展.今天，我们的生活已离不开半导体，像太阳能电池、条形码扫描器、微处理器、机器人等内部都应用了大量的半导体元件.典例3 如图所示，使用手机扫码支付给人们的生活带来了极大的便利.制作手机芯片（集成电路）的材料主要是________.半导体1.超导材料（1）超导现象：当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然变为零，这就是超导现象.（2）超导体：又称为超导材料，指发生超导现象的材料.零电阻特性和完全抗磁性是超导体的基本特性.（3）应用于实际的优点：①延长电路元件的使用寿命;②降低电能损耗;③实现电子设备微型化.（4）应用前景：超导输电线（可无损耗地输送极大的电流）、超导磁浮列车（无摩擦运行，可提高运行速度）、超导电动机、超导计算机等.目前,超导技术还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体.典例4 [ 广西中考 ] 关于超导材料，下列说法正确的是( )DA.是绝缘体材料B.是半导体材料C.常温常压下电阻为零D.用来输电可减少电能损耗  （2）特性：基本单元的尺度小，在力、热、声、光、电、磁等方面表现出许多特殊的性能.例如，纳米材料可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.（3）应用：由于纳米材料具有空间尺度小的特点，可用于制作微小机器、纳米尺度的导线及高存储密度的量子磁盘等.  延展 3.气凝胶 （世界上密度最小的固体材料）（1）结构：一种具有纳米多孔结构的超轻固体材料.将一个马克杯大小的气凝（2）性能：隔热（纳米孔隙结构能有效阻止热传递）、耐高温、绝缘、韧性好等.胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯.（3）应用前景：在建筑保温、航空航天、电子设备、汽车制造等多个领域都有广泛的应用前景.尽管目前其制造成本较高，但随着技术的进步和应用的深入，气凝胶有望在未来成为一种重要的多功能材料，为人类社会的发展带来更多的便利和创新. 学科综合 超轻固态材料气凝胶. [宁夏中考] 气凝胶是当今世界上密度最小的固体.某种气凝胶具有隔热、耐高温、绝缘等性能，有多种用途.将它应用于实际生产生活中，以下可行的是 ( )CA.保险丝B.暖气散热片C.建筑保温材料D.压路机的碾子 将新材料气凝胶融入物理问题，让学生结合材料的物理特性（如密度小、隔热、耐高温、绝缘等），分析其在实际生活中的应用，考查物质的一些物理属性.如题中，通过排除法和对应关系的分析，只有选项C（建筑保温材料）符合气凝胶的特性.