【文档说明】《第2节 新型材料的研制》教学设计4-九年级下册化学沪教版.doc，共(4)页，1.052 MB，由小喜鸽上传

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化学视角看足球——我不只是一个球，好吗！教学目标：认识足球的材质与构造，了解天然材料、合成材料和复合材料；初步形成“物质的组成和结构决定物质性质”的化学思想；从足球的发展认识化学学科的巨大作用；从运动员的刻

苦训练中感受勤奋努力、逆流而上的科学精神。教学过程：教学内容师生活动教后反思引入师：有一项运动，它流传了2300多年，上至鹤发童颜的老人，下至五六岁的孩童，不论种族不论男女，都乐在其中。这是什么运动？生：足球。师：足球运动的发展促进了足球器材装备的研制和发展

，其中球的研制自然成为焦点所在。今天我们一起从化学的视角看足球。化学视角看足球材质——天然材料师：我们先来看足球的材质。现代足球最早起源于英国，那时的足球是用真皮制成的，纯手缝制作，外层是用牛筋和牛皮。因

为对牛而言，腹部、背部等不同部位的皮质不一样，牛皮软硬程度随温度变化也会发生改变，这很容易影响运动员发挥的稳定性。运动员也特别不喜欢在下雨天踢足球，你知道这是为什么吗？生：吸水实验1：验证牛皮吸水性称一称：称量所给的真皮材料的质量，再将真皮材料放在水中浸润30秒，取出稍沥干，再

次称质量，记录数据。算一算：计算牛皮质量增加的比重。以一颗足球质量为450g计算，在雨中比赛一段时间后，真皮足球的质量变为多少？这样的足球，你还愿意踢吗？师：由此看来，真皮足球受天气变化影响，加上手工的车缝线，在雨中长时间比

赛，很容易吸水，重量和形变程度会大大增加，很沉，踢上去脚还会疼。师：这些球还有一个致命的弱点就是很丑，颜色单一，如果照明不实验时用了天平，学生操作不熟练，耗时较长。颜色问题最好通过对比由学生去发现；配以简

短视频效果更好。佳，即使现场也会使球从视野里消失，更别提在电视里了。为此，1970年墨西哥世界杯的足球镶嵌起了黑色的五角形。这样的设计开创了从单一颜色到多色的先河，使足球获得了“黑白相间的精灵”的美誉。化学视角看足球材质——合成材料师：足球制造史上的又一次改革开始于19

86年的墨西哥世界杯，此次比赛用球“阿兹特克”在技术上首次使用合成材料。介绍：合成材料又称人造材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料，其特质与原料不同，如塑料、合金（部分合金）等。塑料、合成纤维和合成橡胶号称20世纪三大有机合成材料。合成材料的使用使球变得更加柔软，增强了球的耐

用性，进一步减弱了球的吸水性，加强了球在各种环境中的适应性和稳定性。由此，足球制造进入合成材料时代，每一届都有技术上的更新。1990年意大利世界杯在球体内加入了黑色聚氨酯泡沫，使球具有绝佳的防水性，运行速度也得以提高。1994年美国世界杯用球在其中加入了具

有能量回复性能的白色聚氨酯泡沫，增强了球的弹性，球员可以更好的控制球。展示：淘宝上足球价格设问：为什么价格有如此大的差异？展示：材料说明实验2：PVC、PU材料的鉴别物理方法：PU革的物理性能要比PVC革好，耐曲折、柔软度好、抗拉强度大、具有透气性（PVC无）。化学

方法：取真皮、PVC、PU三种材料，灼烧，观察其燃烧的情况、小心闻产生的气味、摸一摸灰烬。实验效果较好辅以生活中棉线、羊毛等的鉴别，更能彰显化学与生活的关系化学视角看足球材质——复合材料师：1998年开始，足球的制作工艺进入了高科技的复合材料

阶段。介绍：复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。1998年

法国世界杯用球使用了新型复合泡沫材料，内部结构是排列紧密规则的弹性气泡，每个气泡封闭且充满气体，增加了球体的耐磨性和能量回复性，使球飞行更稳，方向更准。2002年日韩世界杯比赛用球是由包括了高固化聚氨酯、透明聚氨酯涂层、结构混合塑料等多达10层各种材料有机结合而成，增强了球体

额外的受力缓冲性，提高了可控性、精准性。展示：巴西世界杯场均进球第一视频：巴西世界杯比赛用球的制作过程活动：“解剖”巴西世界杯足球桑巴荣耀这部分全是教师讲述，缺少学生活动，试着让学生去描述，去发现。若能有

足球的实物，让学生亲自摸一摸、看一看就更好了。小结1930-1982天然材料1986-1994合成材料1998-至今复合材料师：：从时间上看，足球材质在最开始的几十年都不曾变化，而在20世纪80年代后，每一届世界杯的用球都有革新，这是因为什么呢？生：各抒己见师：这样的变化发展离不开化学对材料的研

究。化学就是一门研究和创造物质的学科。化学视角看足球的构造——师：我们在将视线拉回1970年的墨西哥世界杯，黑白相间的创意更大的价值在于12块黑色五角形和20块白色六角形嵌面而成，使球拥有了更完美的外形。看似平常，却与科学有很大的关联。数学上有欧拉公式计算得到，建筑学上与富勒提出的构型

一应该提供实物，让学生自己数一数面、点等。教师讲述太多。致，化学上，1985年发现的C60结构与其如出一辙。C60是一种由60个碳原子构成的分子形似足球，又名足球烯。它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。这样特殊的结构，使C60有了特殊的性

质，例如超导、磁性、耐高压、抗腐蚀等，目前它开始运用于合金制作、贮氢材料、催化剂等多个领域。而足球因为这种坚实的结构，因而可以承受更大的冲力。拓展：金刚石和石墨——结构决定性质足球的构造——热粘合技术师：32面的构型使足球有了较多的缝合，因此从2006年德国世界杯开始，在足球生产

上引入热粘合技术，即在碗状的模具里，各种材料经过化学反应，一次密封成整个足球，使足球的皮面数量不断缩小，巴西世界杯的足球仅有6个皮面，从根本上杜绝了因磨损或浸水等情况发生形变的可能。这样的变化，运动员们感受如何呢？展示新闻：C罗傲视绝技接近丧失，近85次任意球只进2球C罗绝技是什么

？为什么会“丧失”？介绍：香蕉球、电梯球解释：桑巴荣耀由6块皮子组成，减少了皮子间的缝隙数量，表面还布满“酒窝”，这样的板型能踢出更强的弧线，但球的弧线是很好预测的，不像前两届的球，只要大力抽射能踢出非常诡异的弧线。拓展：C罗苦练电梯球（天才是1%的灵感加99%的

汗水）对C罗苦练电梯球的介绍应更丰富些，加入情感态度价值观教育，感觉挺好总结师：足球运动的发展促使足球的材质和构造不断变化，它们的改变使足球的性能不断改进，也迫使足球运动员们丰富自己的技能来创造优异的成绩。物质的组成和结构决定了物质的性质，社会的发展、人们

的需求促使化学家们不断地研究和创造物质，改良它们的组成与结构。那我们呢？如何改进和创新呢？我想可以用梅西的一句话来回答，也用它和大家一起共勉。梅西不是巨星，他只想踢得好一些，更好一些。所以，请球迷不要相信梅西能够制造奇迹，但是一定要相信梅西不怕困难，无畏逆境。——梅西