资源简介

第六章 质量和密度
第4节 探索新材料
1.通过探索材料的发展演变过程，认识材料对社会发展的作用；
2.认识新材料，了解新材料的性能；
3.通过调查校园或社区垃圾的处理情况，认识材料发展对环境的影响。
学习目标
随着科学技术的发展和人们日益丰富的生产生活需要，新材料被不断研发出来，并广泛应用于社会的各个领域。请你围绕新材料的种类、特点、应用，以及新材料对社会发展的作用和对环境的影响，完成一篇调查报告。
新知导入
以文字书写为例：
早在殷商时期，人们便开始用甲骨作为书写材料。
后经发展，开始使用竹简记录文字信息。竹简造价低廉且容易制作，但过于笨重，不利于保存和传播。
新知学习
01 认识材料对社会发展的作用
春秋战国时开始出现在绢帛上撰写文字的帛书。帛书轻但造价昂贵，不利于广泛应用。
东汉蔡伦改进了造纸术，之后纸开始被广泛用于文字、图形信息的记录和传递。纸的发明制造极大地促进了人类文明的发展。
实践活动：调查某一物品或某一领域所用材料的演化变迁
请以小组为单位，通过查阅资料或参观博物馆，调查某一物品或某一领域所用材料的演化变迁，了解材料的发展演化对人类生活的影响，以手抄报或壁报的形式与同学交流。
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以我国服饰所用材料为例：
最早的衣服由兽皮简单缝制而成，或用树皮、树叶、草编织而成
兽皮、树皮、树叶、草
兽皮衣
树皮衣
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商代，衣服的材料开始以丝、麻为主，丝即丝绸，由蚕丝纺织而成，麻即麻布，由麻类植物的纤维纺织而成
丝、麻
丝绸衣服
麻布衣服
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棉花在汉代传入我国，明代以后棉花纺织而成的棉布成为我国衣服制作的主要材料
棉花
棉布
棉布衣服
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现代，?随着化工产业的兴起和加工工艺的发展，出现了化纤、混纺、仿皮毛、仿丝绸等材料，衣服的材料更加多样化
化纤、
混纺等
化纤布料
仿皮毛衣服
人类早期直接从自然界获取材料，进行简单加工后制成各种器具。
石铲
青铜铲
夏商时期人们通过炼制青铜材料制作青铜铲。
02 认识新材料
到了现代，人们使用高硬度合金钢材料制作合金铲。
合金铲
如今，高科技领域已广泛使用新材料制品。
嫦娥五号的机械铲
新材料是指新出现的或正在发展中的材料，它具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能，如在密度、强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性、抗辐照等某一方面或多个方面具有优异的性能。
石墨烯
气凝胶
泡沫金属
科学窗——
轻质材料
1.气凝胶
气凝胶是世界上最轻的固体之一，密度仅有0.2kg/cm3，甚至更小，被称为“冻结的烟”。
具有密度小、耐压、熔化温度高、隔热性能好、对光的偏折能力低、绝缘性能好等特点，是航天探测中的重要材料。
2.微晶格材料
用镍金属通过3D打印制成，是世界上最轻的金属材料之一。
具有超强的抗压缩和能量吸收能力，非常适用于抗压减振。
实践活动：调查生活和生产中的新材料
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}材料名称
用途
特性
便利
柔性玻璃
柔性显示屏、可
折叠手机
柔韧性好
提供更大的屏幕空间
碳纤维
碳纤维自行车、碳纤维钓鱼竿
密度小、
强度高
更轻便，且结实耐用
柔性玻璃
折叠手机
碳纤维布
碳纤维自行车
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}材料名称
用途
特性
便利
纳米陶瓷
纳米陶瓷刀具
高硬度、
耐腐蚀
刀具更加锋利，
且不易生锈
压电材料
用在汽车的能量
回收系统和减震
系统
受到压力作用时
产生电压
汽车的减震效果更好，能量回收效率更高，汽车更加节能
环形压电陶瓷
纳米陶瓷刀具
1.某些材料很容易造成环境污染
塑料袋
农用地膜
一次性餐具
饮料瓶
这些塑料制品难以降解，会在土壤、水体中存在上百年，被称为“白色污染”，会对生态环境造成严重污染，给野生动植物和人类生命安全带来危险。
03 认识材料发展对环境的影响
2.材料的研发和使用与环境保护并不冲突
通过不断研发更环保的材料，优化生产工艺，绿色发展是能够实现的。
以造纸为例，造纸行业产生的废水量。曾一度占工业废水总量的1/5，如今我国制浆造纸水污染全过程控制循环技术取得突破，让造纸行业走上了清洁生产、循环经济的道路。
3.树立环保意识，保护生态环境
为减少材料的使用对环境造成的危害，我们应树立环保意识，不使用对环境有不可逆破坏的材料制品，少使用对环境有严重影响的材料制品，做好日常生活垃圾分类，切实保护生态环境。
实践活动：调研小区的垃圾处理情况
小区里面都有垃圾收集点，一般将小区生活垃圾分为四类：
可回收垃圾
厨余垃圾
有害垃圾
其他垃圾
垃圾分类处理流程
探索新材料
认识材料对社会发展的作用
认识新材料
认识材料发展对环境的影响
课堂总结
1.纳米陶瓷作为新材料应用广泛，它具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点。下列选项中最不适合使用纳米陶瓷材料的是（ ）
A.装强酸性液体的容器
B.切割金属的刀具
C.录音棚内的吸音材料
D.C919 客机的外表涂层
C
课堂练习
2.我国的航天事业处于世界领先水平，从地球同步通信卫星到鹊桥中继星的研发与应用，从载人航天到空间站建设，从嫦娥探探月到天问一号探访火星，这些都离不开火箭发射。火箭在发射过程中要穿越稠密的大气层，为此，搭载航天器的火箭要求外壳轻巧、耐高温。火箭外壳材料应具有的物理属性是（ ）
A.密度大，熔点高 B.密度小，熔点高
C.密度大，熔点低 D.密度小，熔点低
B
3.膜结构是建筑行业中新发展起来的一种结构形式，它是一种具有一定强度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。国家游泳中心“水立方”是世界上首个完全由膜结构进行全封闭的大型公共建筑。它采用的 ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜只有一张牛皮纸厚，捧在手上轻若鸿毛。ETFE膜的延展性、耐火性、绝热性都非常出色，即便是冰雹撞击薄膜的较大响声也无法传递到场馆之内。通过以上信息可以推断，这种建筑材料不具备的特点有（ ）
A.熔点低 B.韧性好
C.密度小 D.隔音性较好
A

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