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4.2熔化和凝固导学案

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4.2熔化和凝固导学案
教学目标
1.知识与技能:理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。;了解物质的固态和液态之间是可以转化的;。了解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别;了解熔化曲线和凝固曲线的物理意义。
2.过程与方法:
通过探究固体熔化是温度变化的规律,感知发生状态变化的条件。了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法。通过探究活动,使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。
3.情感、态度和价值观通过教学活动,激发学生对自然现象的关心,产生乐于探索自然现象的情感。
教学重点:通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力,实验能力和分析概括能力.
教学难点:指导学生通过对实验的观察,分析概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图象表示出来.
一、课前预习学案
预习要求:1、理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态
2、了解物质的固态和液态之间的相互转化
3、知道什么是熔化和凝固现象。
4、了解酒精灯的正确使用方法
5、举例并区别常见的晶体和非晶体
二、教学过程
(一)、合作探究
1.实验探究:固体熔化时温度的变化规律
(1)每一组分成两个小组,分别探究两种不同固体(海波和石蜡)的熔化。
(2)观察实验装置,如图所示,注意酒精灯和温度计的用法,小组内交流。
(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律,要求从68℃开始计时,实验员每隔1分钟报告一次温度值和物质状态,记录员把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点;第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律,要求从50℃开始计时,实验员每隔1分钟报告一次温度值和物质状态,记录员把数据填入记录表,并在坐标纸上描出对应的点。
数据记录:
时间/min123456789
海波的温度/℃
蜡的温度/℃
(学生画出图像)
2.动画展示:如何用图象法分析所收集的数据。
(4)分析论证:各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时时温度的变化规律。
(5)小组评估:回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误?进行论证的根据充分吗?实验结果可靠吗?
(6)交流合作:与同学进行交流。你们的结果和别的小级的结果是不是相同?如果不同,怎样解释?
3.认识熔点和凝固点。
对比研究:分析两种不同固体的熔化曲线。
得出结论:(1)一类固体有确定的熔化温度叫;如各种金属、冰、海波等。另一类固体没有确定的熔化温度叫;如松香、沥青、玻璃等。(2)晶体熔化时的温度叫;非晶体没有确定的熔点。
(3)晶体凝固时也有确定的温度,这个温度叫。同一种物质的凝固点和它的熔点。
知识扩展:阅读小资料“几种晶体的熔点”,体会不同晶体熔点不同,认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0℃,钨的熔点最高。
4.认识熔化吸热、凝固放热
(二)、全班交流、精讲点拨
1.物质由固态变成液态叫熔化。物质由液态变成固态叫凝固。
2、晶体和非晶体的熔化、凝固有明显的区别:晶体的熔化和凝固是在一定的温度下完成,这个温度分别叫熔点和凝固点。而非晶体没有一定的熔点和凝固点。但是不论晶体还是非晶体,熔化时都吸热,凝固时都放热。所以,晶体实现熔化的条件可概括为两条:一是温度到达熔点,二是吸热。凝固的条件是温度到达凝固点,同时要放热。
三、达标测试、反馈提升
1.如图所示,为某种晶体熔化过程的图象。由图可知,该晶体的熔点为________,熔化过程用了________min,该晶体可能是________。
2.有两个同学研究海波和石蜡熔化时温度的变化规律,记录的数据如下表:
他们在实验中观察到,海波第5min开始熔化,第11min熔化完毕;石蜡第2min开始变软,第12min全部熔化完毕。
时间/min123456789101112131415
海波的温度/℃
蜡的温度/℃
请你对以上实验数据进行分析后完成下面各题:(1)海波熔化时温度的变化规律是_______________________;
(2)石蜡熔化时温度的变化规律是_______________________。
3、人们常说下雪不冷化雪冷,这句话是什么道理?
4.北方的冬季较冷,为了妥善地保存蔬菜,多在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热,窖内温度不致太低。现在,人们研制出一种聚乙烯材料,在15℃~40℃的范围内熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。所以,人们将这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时颗粒熔化,天气冷时又凝固成颗粒,能调节室内的温度。

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5.2熔化和凝固
【教师寄语】人生最大的对手是自己,自己最大的对手是懒惰!
【学习目标】目标明确,行为才有效!
1.知道晶体和非晶体在结构上的区别。知道一些物质的熔点。
2.知道熔化和凝固的含义。
3.认识熔化是吸热过程,了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
【重点难点】劲往这里使!
本节重点是探究固体熔化过程的规律;难点是实验数据的图像转化方法。
【课堂探究】亮出我的观点,秀出我的个性,展示我的风采!
目标一认识晶体
1.从结构上看,我们可以把固体分为晶体和非晶体两大类。
2.有…………………………………………的固体叫做晶体,常见的晶体有……………………、……………………、……………………海波、冰等。
3.……………………规则结构的固体叫做非晶体,常见的非晶体有……………………、……………………、……………………玻璃、沥青等。
目标二固体的熔化
一、实验探究:固体熔化过程的规律
1.物质从……………………变为……………………的过程叫做熔化,如冰化成水;物质从……………………变为……………………的过程叫做凝固,如水变成冰。
2.提出问题:晶体和非晶体的熔化过程有什么不同的规律?
3.设计实验:①选取实验的材料,如右图所示。②进行实验器材的组装。按右图由下往上对器材逐次进行组装并调整。③把装着萘的试管放在烧杯的水中进行加热,而不是直接用火加热试管,是为了使萘_______________________。
4.进行实验收集数据,如下表
在右边的方格纸上画出晶体萘的熔化图象。
5.在第6min,观察到萘开始熔化,继续加热,萘的温度…………………(填“升高”或“不变”),此时萘的状态为…………………;第9min,固体萘全部熔化为液体,熔化过程共持续了…………………min。在熔化过程城中萘要不断…………………热量,温度…………………。我们把晶体熔化时的温度叫做…………………。不同的晶体有不同的熔点。
6.右图是非晶体玻璃的熔化图像,从图像上可以看出,玻璃在熔化过程中温度一直在升高,即没有一定的…………………。这是晶体和非晶体的一个主要区别。
7.实验结论:晶体在熔化过程中,要不断热量,温度;非晶体在熔化过程中,要不断热量,温度。
目标三液体的凝固
1.液体的凝固是固体熔化的逆过程。晶体凝固时要…………………………热量,温度不变。晶体凝固时的温度叫做凝固点,晶体的熔点和凝固点相同。
2.根据你的理解,你认为图……………(填“甲”或“乙”)是晶体的凝固图像,理由是………………………………………………………………………………,其中……………段正处于凝固过程;图……………(填“甲”或“乙”)是非晶体的凝固图像。
目标四熔化和凝固规律的应用
1.把矿石中的铜熔化成液体铸造各种铜器。
2.我们使用的铝锅,就是把铝块熔化成液体,倒入模型中,冷却后就成了铝锅。
3.北方的冬天,天气寒冷,人们为了不让菜窖里的菜冻坏,常常在菜窖里放几桶水,这是利用水凝固时会放出热量,使菜窖里的气温不致太低。
【巩固提升】试试我的身手,我最行!
1.下列各固体物质,是晶体的是………………………………………;是非晶体的是………………………………………。
①玻璃②海波③沥青④冰⑤铁⑥松香⑦食盐⑧石英
2.上物理课时,老师写下一副对联。上联是“杯中冰水,水结冰冰温未降”,下联是“盘内水冰,冰化水水温不升”,对联中包含的物态变化是……………………和…………………,反映的一个共性是……………………………………………………………。
3.如右图所示是A、B两种物质的熔化图像。由图可知……………(填A或B)物质是晶体,判断的依据是……………………………………………………………………………,其熔点是……………℃。
【学后记】记下今天的收获,累计明天的成就!

熔化和凝固


教学目标

1.知道熔化现象和凝固现象;
2.知道熔化过程中吸热,凝固过程中放热;
3.知道晶体有一定的熔点,能用来解释简单现象;
4.会查熔点表.
5.通过晶体熔化实验,培养观察和实验能力;
在实验过程中培养学生实事求是的科学态度.

教学建议

1.引入新课:
方法1:利用教材上的素材。本节教材开头提出的:“黑龙江省漠河镇的最低气温达到过-52.3,在这样冷的地区测气温应该用水银温度计还是酒精温度计”。这个问题具有承上启下的作用。既联系了上节讲过的温度计,又可用来导入新课,而且具有实际意义。
方法2:从生活事例引入。热天,从冰柜中拿出的冰,一会变成了水,再过一段时间水干了,变成看不见的水蒸气,跑得无影无踪。由此导入新课。

2.学习新课:
学习新课的过程应当是在教师的引导下组织学生发现问题、解决问题的探究过程,使学生不仅学到了知识,而且学到了解决问题的方法,达到提高能力目的。
根据本节内容特点和学生的实际水平可采用两种方法:
方法1:启发讲解式。教师边做演示实验、边提出问题、边讲解。在讲台上,组织部分学生做“海波(或冰)的熔化”实验,组织另一部分学生做“松香(或蜂蜡)的熔化”实验。在老师的引导下归纳出“晶体在熔化过程中不断吸热,但温度保持在熔点不变”;“非晶体在熔化过程中不断吸热,温度不断升高,没有固、液共存状态”。
方法2:科学探究式。在教师的组织下,提出问题,学生猜想和假设,设计实验和进行试验,写出实验报告。得出“晶体在熔化过程中不断吸热,但温度保持在熔点不变”;“非晶体在熔化过程中不断吸热,温度不断升高,没有固、液共存状态”。

教学设计方案

【课题】熔化和凝固

【重点、难点分析】晶体的熔化和凝固实验,在熔点(或凝固点)不断地吸热,但温度保持不变,这个现象不容易做到。要得出正确结论,对实验要求较高,希望按照下面的要去做。对于晶体和非晶体的区分,学生知道从熔化过程表现出的特点区分就可以了。

【教学过程】

1.引入新课

方法1:承上启下引入。

提出问题:黑龙江省北部一月份的平均气温在-30℃以下,漠河镇的最低气温达到过-52.3℃.在这样冷的地区测气温应该用水银温度计还是用酒精温度计呢?根据什么来选择呢?

我们学习“熔化和凝固”。

方法2:生活事例引入。

水的三态变化学生是知道的,由此提出问题:热天,从冰柜中拿出的病,一会儿变成了水,再过一段时间水干了。随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。物质在固、液、气之间变化有什么特点呢?

我们学习“熔化与凝固”。

2.学习新课

由于萘对人体有危害,课本已将晶体熔化的实验换用海波。海波在照相器材商店、化工店都容易买到。假如买不到海波而手边又有萘,则务必只由教师来演示,不要让学生接触萘,而教师也要注意实验室通风好些,尽量少吸入萘蒸气。

本节课的实验比较难做,根据学校条件不同可以提供两种方案供参考。

方案一:

如果学校实验仪器较多,可在实验室组织学生进行探究“固体熔化时温度的变化规律”,事前将学生分成若干实验小组(2~3人为一组)。把仪器按教材50页图4-7观察熔化现象的实验装置组装好。

提出问题:不同物质在由固态变成液态的熔过程中,温度的变化的规律相同吗?

猜想和假设:熔化过程一定要加热,所以物质一定要吸收热量。这时温度可能也是不断上升的。

设计实验和进行实验:研究蜡和海波(硫代硫酸钠)的熔化过程。

参照如图选择需要的实验器材。

注意:实验时,严禁用酒精灯点燃另一只酒精当;用完酒精灯必须用灯冒盖灭(不能用嘴吹);万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,不要惊慌,立即用湿布铺盖。

时间/min

0

1

2

3

4

5

海波的温度/℃

蜡的温度/℃

将温度计插入试管后,待温度升至40℃左右时开始,每个大约1min记录一次温度;在海波或蜡完全熔化后再记录4~5次。

分析和论证:在图2和图3的方格纸上的纵轴表示温度,温度的数值已经标出;横轴表示时间,请你自己写上。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点,然后将这些点用平滑曲线连接,便得到熔化时温度随时间变化的图像。

根据你对实验数据的整理和分析,总结海波和蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度特点。

说明:图像可以用来表示一个物理量(如温度)随另一个物理量(如时间)变化的情况,很只管。所以各门科学都常用它。

评估:回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误?进行论证的根据充分吗?实验结果可靠吗?

交流与合作:与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同?如果不同,怎样解释?

写出实验报告。

说明:1、这个方案适合基础较好的学校和学习能力较强的学生。

2、实验时,让少数小组观察蜡的熔化过程,多数小组观察海波的熔化过程。实验小组每个同学要有明确分工。专人负责报时间,专人负责观察温度和照顾仪器,专人负责记录等。

3.实验开始前教师要讲解实验的做法和注意事项。除了要将实验目的、如何分组、如何分工、观察什么、记录什么、如何画图像等之外,由于学生没有用过酒精灯,还要特别注意向学生讲清如何点燃、熄灭酒精灯,万一酒精洒在桌上并燃烧起来,如何扑灭。教师要准备几块湿布备用。

4.由于本实验所需时间较长,(最快观察一个过程也要10min),还由于海波凝固过程中会发生过冷现象,建议只观察熔化过程,不观察凝固过程。

方案二:

本方案适应仪器较少、学生学习能力较弱的学校。

准备两套实验仪器,一套观察海波的熔化,另一套观察松香(或蜡)的熔化。两套实验仪器放在讲台两侧。每套仪器都要有一人报时,二人读温度计示数,一人在黑板上记录数据,其他同学在下面观察。

注意:采用此方案,教师不要包办代替,要有学生参与观察和数据记录。实验结束后,根据记录在坐标纸上(或黑板上)画出海波和松香(或蜡)的熔化区县(温度——时间图像)。利用曲线来讲熔点、晶体和非晶体的区别、熔化吸热。

3.关于熔点和凝固点

从分析晶体和非晶体的熔化曲线入手(如果本课实验得出的晶体熔化曲线不理想,可向学生讲清楚另外分析一条理想的熔化图像,学生可以接受),得出晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点。置于什么叫晶体和非晶体,不必更多地讲述,更不必讲空间点阵结构。只要让学生知道课本上说的那些晶体和非晶体即可。

晶体和非晶体的凝固图像,可以照课本上那样讲,即告诉学生从实验得到课本图4-9所示的曲线。为了加深学生印象,可让学生讨论“想象议议”的问题,认清课本图4-9甲各线段表示温度怎样变化和物质处于什么状态。而后讲晶体、非晶体凝固的区别和凝固点。教师应明确,图4-9甲不是图4-8所示的海波熔化而又凝固示所得到的图像,而是个相当理想的晶体凝固图像。

查数据表是学生应学会的一种技能,要指导学生认真察看课本上的“几种物质的熔点”表

探究活动

实验探究:晶体和非晶体

【课题】常见的晶体和非晶体
【组织形式】学生活动小组
【活动流程】提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.
【参考方案】生活中常见的物体哪些是晶体,哪些是非晶体;晶体和非晶体的区别;查阅资料,了解更多的晶体和非晶体.
【备注】1、写出探究过程报告.
2、发现新问题.


5.2熔化和凝固


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5.2熔化和凝固

一、本节三维目标要求

1.知识与技能

了解晶体和非晶体的区别。知道一些物质的熔点。

知道熔化和凝固的含义。

认识熔化是吸热过程,了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。

2.过程与方法

感知发生熔化和凝固的条件

区别晶体和非晶体,感悟物质世界的美丽多姿。

经历固体熔化的实验探究过程,学习实验探究的基本思路和方法。

了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。学习根据实验数据做出物理图像的方法。

3.情感、态度与价值观

尝试对环境温度问题发表自己的见解。有关注环境温度的意识。

尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点联系起来,将所学知识与生产、生活相结合。

关注自然现象,产生乐于探究自然现象的兴趣和欲望。

二、重点和难点

本节重点是探究固体熔化过程的规律。

本节难点是实验数据的图像转换方法。

三、教学过程

1.认识晶体

学生对将固体区别为晶体和非晶体认识不足,教师应着力调动学生的观察积累,利用教科书提供的图片,酌情展示一些常见晶体和非晶体的实物、模型、图片资源,首先让学生建立区别晶体和非晶体的宏观依据——形状规则与否的概念,初步认识晶体和非晶体的区别。

2.实验探究固体熔化过程的规律

不宜将本板块变为演示,要舍得投入时间,引领学生经历固体(含晶体与非晶体)熔化的实验探究全过程,初步领略科学探究的各个环节,学习科学探究的基本思路和方法。这也是课时安排建议本节2课时的主要原因。

(1)首先,教师应引导学生注意晶体和非晶体不同的形状和不同的加工工艺,猜想到它们可能存在不同的熔化规律;在观察和思考的基础上,提出探究问题:熔化是在什么条件下发生的?熔化过程有什么特点?晶体和非晶体的熔化规律究竟有什么不同?

(2)为了研究提出的问题,重要的是组织学生讨论,制订出分工合理、实用高效的探究讨划和实验设计方案。

各组首先应选取一种晶体、一种非晶体作为对比研究对象;为了使结论具有普遍性,各组所选研究对象要在条件允许的情况下尽可能不同。其次,要探究熔化规律,自然需要将研究对象熔化,怎样熔化?在熔化过程中需要观测记录哪些数据和现象?需要什么实验器材或仪器?要否自己寻找或自制?这些都不要教师给定。这些问题需要师生讨论,达成共识,并要有所约定。例如,各组达成借助酒精灯加热晶体和非晶体使之熔化的基本思路,约定定时(例如每隔30s)记录加热过程中晶体和非晶体的温度,并确认当时研究对象的状态,直到熔化持续一段时间为止。至于各组探讨的具体问题,例如,停止加热后,熔化情况怎样?是选取冰和蜡,还是选取海波和松香或者别的作为研究对象?是用水浴法加热,还是直接加热?都应该以宽容的态度对待。需知:规范完美的科学探究纯属理想模型,在实际上是不存在的,以此模式组织探究只能是“假探究”;各组探究过程的差异应视为宝贵的课程和教学资源,使得合作交流、讨论评估更具实际价值。

(3)在进行实验和收集证据过程中,应帮助学生解决一些实际问题:

①进一步巩固使用酒精灯或无烟腊加热物体的规范要求。

②了解实验室常用液体温度计的工作原理、构造特点、温度范围及分度值。

③学会测量温度,知道用温度计测量温度的正确方法和注意事项:

确认温度计的量程和分度值。

将温度计的玻璃泡与被测量的物体充分接触。

当温度计的示数稳定后再读数。读数时,温度计仍需和被测物体接触(体温计除外)。

读数时,视线要与温度计中液柱上表面相平。

④研究固体熔化时温度的变化规律,需要知道它们熔化过程中的温度。如何使待熔化物体均匀受热、使温度计的玻璃泡与待熔化固体充分接触呢?怎样使待熔化固体缓慢熔化,以便观察和测量呢?

待熔固体应为细粒或粉末状。

盛装待熔固体的试管应较细,以增大受热面积。装入试管中的待熔固体应适量(过少,则熔化过程太短,不利观测;过多,则受热不均匀)。

优选间接加热(例如水浴)法,并用两枚温度计同监测试管内外的温度,调整控制热源加热力度,使内外温差保持在2~3℃左右。

建议学生先做非晶体熔化实验,再做晶体熔化实验。用意有二:前者较易成功且易理解;能够对后者产生更强列的印象和反差。

⑤指导学生分工合作,高效安全地进行实验、收集证据。

(4)在数据处理、讨论交流和评估环节,教师的主要工作应集中于:

①激活学生寻找和比较数据规律的需要。

②帮助学生回顾数学上描点作图的一般方法及其优点,指导学生在方格纸上描画物质熔化曲线。

③热情支持学生的附加探究实验,允许学生重做或部分重做实验,以便扩大交流和评估成果。

④为学生提供讨论和评估的必要物质条件,例如,提供视频展台或实物投影仪,用以展示各组所得熔化曲线和数据记录表格。

⑤实验结论不宜绝对化。为了达成共识,应组织学生对比分析、总结晶体和非晶体的熔化过程,归纳出二者的同异点,总结出晶体熔化的两个必要条件:①达到熔点;②继续加热(吸收热量)。

(5)得出固体熔化过程的规律后,教师可予以扩展。

①给出熔点概念。指出熔点是晶体物质的基本属性之一。生活和自然界中,生产和技术上,许多现象和应用都与熔点有关。

②引导学生用分子动理论初步解释熔化的吸热过程。

③介绍常见物质的熔点,使学生对之有定性的了解。要求记住冰的熔点。

3.液体的凝固

(1)列举生活、生产、技术上的液体凝固实例。例如,水结成冰,塑料颗粒熔化后注入钢模冷却凝固成塑料盒,熔融状态下的玻璃轧制成玻璃板……

(2)凝固过程和凝固曲线。引导学生对比冰(晶体)熔化过程的三个阶段,采用类比的方法,分析水(液体)凝固过程的三个阶段的吸放热特点和温度变化特点。要明确:虽然同种物质的凝固点和熔点相同,但两种曲线却具有不同的物理含义。同时总结归纳出熔融状态下的晶体凝固的两个必要条件:①达到凝固点;②放出热量。还应对比分析熔融状态下的晶体与非晶体的凝固过程的异同点。使学生获得相对完整的固液变化的认识。

为了同一目的,建议布置课外实验探究活动:利用冰箱设计实验,研究水的凝固过程并画出水的凝固图像。

(3)组织学生综合运用熔化和凝固规律,特别是联系§5.1自我评价中的屋檐上冰锥的形成过程,交流讨论教科书有关“火山爆发后”内容,要求学生做到运用所学知识和方法进行必要的推理分析。

熔岩在流淌过程中,将因向周围放热而导致温度不断降低。虽然刚从火山口喷出时岩浆温度相同,但凝固点(熔点)高的矿物岩浆将首先凝固,这些凝固的矿物要么沉积下来,要么随未凝固的岩浆向前推移,直到所有岩浆均在火山口周围依山傍势凝固。基本上按橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、正长石、白云母、石英排列。

三、发展空间

(一)“自我评价”参考答案

1.0℃,BC段

2.非晶体

(二)“家庭实验室”指导

吊冰游戏:盐的熔点高于冰的熔点。冰上撒些盐,因盐的温度高于0℃,致使局部冰面熔化,盐溶化在水中吸热,使绳子周围冰面上熔化的冰重新凝固,故而几秒钟后就能用绳子把冰吊起来。

类似的,可做“复凝”游戏:将一块冰置于桌面上,把两端悬挂重锤的细线横置于冰块上表面,则可见细线缓慢切过冰块落至桌面,而冰块仍是“坚冰”一块,依稀还可找到细线“切豆腐”的痕迹,但“豆腐”重新又连成一片。这是利用冰在压力下熔点提高的特性实现的。

晶体花园:水在蒸发过程中吸热,将加速食盐水的凝固,由于瓦片放置和色素沉着,碗中各处食盐结晶析出的形状殊异,因而生成漂亮的“晶体花园”。

(三)“物理在线”和“走向社会”指导

太空材料:组织学生下载网上信息或去图书馆查找资料,走访专家学者,集中讨论以下问题:(1)什么是太空材料?(2)太空材料成本昂贵,为什么要制选太空材料?(3)你希望太空实验工厂制造什么新的材料?说说你的设想。

文章来源:http://m.jab88.com/j/70691.html

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