力学单位制教学设计.docx
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力学单位制教学设计
力学单位制
【教材分析】
本节教材是人教版物理第四章第4节的内容，本节内容既相对独立，又与所有物理学内容相关联，之前没有对单位制进行专门介绍，此后也不再有专门的内容安排，但单位制意识要一直贯穿于整个学习过程。
所以让学生了解其重要性、建立单位制意识、规范熟练地应用是这节课的主要任务。
本节的有关概念抽象，在表达、运动时容易出错，教学中要加以强化。
【教学目标与核心素养】
一、教学目标
1、知道什么是单位制，什么是基本单位，什么是导出单位；
2、知道力学中的三个基本单位。
二、核心素养
物理观念：
使学生理解建立单位制的物理观念，了解单位制的基本思想
科学思维：
培养学生由基本单位推出导出单位的推理能力。
科学探究：
探究怎样使运算过程的书写简化；
科学态度与责任：
了解度量衡的统一对中国文化的发展所起的作用，培养学生的爱国主义情操。
【教学重点】
1、什么是基本单位，什么是导出单位；
2、力学中的三个基本单位。
【教学难点】
统一单位后，计算过程的正确书写。
【教学过程】
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
前边我们已经学过许多物理量，它们的公式各不相同，并且我们知道，有的是通过有关的公式找到它们之间的联系的，那么各个物理量的单位之间有什么区别？
它们又是如何构成单位制的呢？
本节课我们就来共同学习这个问题。
学生回忆学过的一些公式
通过思考它们之间的联系引入本节课题
讲授新课
一、基本单位
1．基本单位
在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。
这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。
2．导出单位
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位，叫作导出单位。
（1）速度的单位
速度是位移与时间的比值：
如果位移x的单位用m，时间t的单位用s；我们既可用公式得到v、x、t之间的数量关系，又能够确定它们单位之间的关系，即可得到速度的单位是m/s。
（2）加速度的单位
加速度是速度变化量与时间的比值：
速度v的单位用m/s，时间t的单位用s即可得到加速度的单位是m/s2。
（3）力的单位
用公式F＝ma时，当质量用kg做单位，加速度用m/s2做单位，求出的力的单位就是kg·m/s2，也就是牛。
可见，物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系。
3．力学中的基本单位和导出单位。
（1）基本单位：
长度的单位——米、分米、厘米等；时间的单位——秒、分、时等；质量的单位——千克、克等。
（2）力学单位制中的导出单位。
导出单位例如：
m/s、m/s2、N、Kg/m3等。
4．单位制
基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
针对练习：
下列物理量单位中哪些属于基本单位？
吨（t）、米（m）、毫米（mm）、小时（h）、秒（s）、焦耳（J）、牛·米（N·m）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）、克/厘米3（g/cm3）
解析：
首先要明确，在力学中长度、质量、时间的单位都是基本单位，所以上述单位中吨（t）、米（m）、毫米（mm）、小时（h）、秒（s）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）等都是基本单位。
二、国际单位制
不同的地区使用不同的单位制，不方便交流。
1960年第11届国际计量大会制订了国际单位制。
1．国际单位制
国际单位制是一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制叫作国际单位制，简称SI。
2．物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位
表：
国际单位制的基本单位
物理量名称
单位名称
单位符号
长度
米
m
质量
千克（公斤）
kg
时间
秒
s
电流
安（培）
A
热力学温度
开（尔文）
K
发光强度
坎（德拉）
cd
物质的量
摩（尔）
mol
例题：
光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700g，在1.4N的水平恒力作用下开始运动。
那么，5s末物体的速度是多少？
5s内它的位移是多少？
分析：
由于物体在竖直方向上所受的重力与桌面的支持力平衡，水平方向上的作用力为恒力，所以物体沿水平方向做初速度为0的匀加速直线运动。
由牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式、位移与时间的关系式，就可以求出速度和位移。
在国际单位制中运用牛顿第二定律F＝ma时，质量的单位必须用千克（kg），所以需要对质量的单位进行换算。
解：
以静止的物体为研究对象。
物体的质量m＝700g＝0.7kg。
根据牛顿第二定律，有
＝2N/kg＝2m/s2
初速度v0＝0，根据匀加速直线运动的速度与时间关系式，有
v＝at＝2m/s2×5s＝10m/s
根据匀变速直线运动的位移与时间关系式，有
x＝1/2at2＝1/2×2m/s2×25s2＝25m
5s末物体的速度是10m/s，方向与恒力的方向相同；5s内它的位移是25m，方向与运动方向相同。
思考讨论：
已知量的单位和计算的结果的单位有什么关系？
已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示的。
因此：
在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了，避免一些不必要的失误。
如前的计算可写成
思考与讨论：
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V＝1/3πR3h。
小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。
她的根据是什么？
圆锥的高度h和底面半径
参考答案：
由单位制的知识可知，物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。
已知V单位m3；而物理量1/3πR3h的运算单位为m4，显然V≠1/3πR3h，该公式是错误的。
拓展学习：
基本单位的定义
1．秒的定义
铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间为1s。
现在测量时间的最精准仪器是原子钟。
原子钟的照片
2．米的定义
米是光在真空中1/299792458s时间间隔所经路径的长度。
以上米的定义是1960年国际计量大会上批准的。
与此同时，宣布废除1889年国际米原器为标准的米的定义。
国际米原器是以铂铱合金制成的。
3．千克的定义
国际千克原器的质量为1kg。
国际千克原器是1889年第一届国际计量
大会批准制造的，它是一个用铂铱合金制成的圆柱体，高度和直径均为39mm。
原型保存在巴黎国际计量局。
2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义。
即1kg＝h/6.62607015×10-34m2·s-1。
该决定将于2019年5月20日起生效。
此次标准实施后，SI单位中的7个基本单位将全部建立在不变的自然常数基础上，保证了SI单位的长期稳定性和通用性。
课堂练习
1．单位制由_________和________组成，物理公式在确定了物理量的数量关系的同时，也确定了_________关系。
答案：
基本单位；导出单位；物理量的单位间的。
2．为测量国际单位制的三个力学基本量，有下列器材供选择：
A．刻度尺
B．测力计
C．天平
D．打点计时器
E．秒表．
合理的选择是__________（填相应的字母）。
答案：
A、C、E
3．（2019•苏州学业考试）国际单位制中规定，力学量所对应的基本单位是（）
A．米、牛顿、秒
B．米、千克、秒
C．米、牛顿、千克
D．米/秒、米/秒、牛顿
答案：
B
4．下列有关力学单位制的说法中，错误的是（）
A．在力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位；
B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、时间、质量；
C．力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有：
千克、米、秒；
D．单位制中的导出单位可以用基本单位来表示。
答案：
A
5．（2019春•杭州期末）2018年11月16日，第26届国际计量大会全票通过了关于“修订国际单位制（SI）”的1号决议。
根据决议，千克、安培、开尔文和摩尔等4个SI基本单位的定义将改由常数定义，于2019年5月20日起正式生效。
下列关于国际单位制的描述不正确的是（）
A．米、千克和秒都是基本单位；
B．牛顿、焦耳、瓦特都是导出单位；
C．长度、质量、时间和速度都是基本量；
D．安培、开尔文和摩尔都是基本单位。
答案：
C
拓展提高
1．现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空（填序号字母）
A．密度
B．米/秒
C．牛顿
D．加速度
E．质量
F．秒
G．厘米
H．长度
I．时间
J．千克
（1）属于物理量的是_________．
（2）在国际单位制中，作为基本物理量的有_________。
（3）在物理量的单位中不属于基本单位的是———。
（4）在国际单位制中属于基本单位的是————，属于导出单位的是——————。
答案：
（1）ADEHI；
（2）EHI；（3）BC
（4）FJ；BC
2．（2019•温州学业考试）用国际单位制验证下列表达式，可以断定不正确的是（）
A．x＝1/2at2（x为位移、a为加速度、t为时间）
B．a＝g/𝝁（a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度）
C．F＝mv2/r2
（F为力、m为质量、v为速度、r为半径）
D．v＝
（v为速度、R为半径、g为重力加速度、μ为动摩擦因数）。
答案：
C
阅读课文说出基本单位和导出单位。
学生通过公式回忆：
速度的单位、加速度的单位、力的单位
记忆力学中的基本单位和导出单位
学生练习
记忆国际单位制的基本单位
学生分析例题并用两种方法计算
学生思考讨论
学生阅读课文。
学生练习
锻炼学生的自主学习能力和总结能力。
帮助学生理解：
物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系
理解力学中的基本单位和导出单位
巩固所学的知识
掌握物理学中七个基本单位
让学生清楚：
已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示。
让学生知道利用单位有时可判断出公式是否正确。
锻炼学生的自主学习能力拓展学生的知识面。
巩固所学知识
课堂小结
1．在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。
这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。
2．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位，叫作导出单位。
3．基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
4．物理学中七个基本单位的物理量名称为：
长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量。
梳理自己本节所学知识进行交流
根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书设计
一、基本单位和导出单位
1．在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。
这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。
2．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位，叫作导出单位。
3．力学中的基本单位和导出单位。
4．基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
二、国际单位制
1．国际单位制是一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制叫作国际单位制，简称SI。
2．物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位。
物理量名称为：
长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量
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