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1、2022年高中物理 4.7力学单位制教案2 粤教版必修1一、教学目标1、知识与技能：（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（3）明确单位制在物理计算中的应用2、过程与方法：通过学生阅读和教师接的相关资料了解单位的重要性与相关知识。3、情感态度与价值观：1、 培养自学能力，体验自主学习2、通过单位的规定方式，了解单位统一的必要性，并能运用单位对运算过程或结果进行检验。二、教学内容剖析1、 本节课的地位和作用：单位制往往不被同学们所重视，而不少同学在解物理题时恰恰是因为单位出差错，而使解题结果错误。所以同学们要真正弄清单位制的作用，弄清物理公式和物理
2、量的单位之间的关系，在物理计算时，先选定单位制，统一物理量的单位、然后正确运用公式。这样单位就不会出现错误。2、本节课教学重点：1什么是基本单位，什么导出单位；2力学中的三个基本单位。3、本节课教学难点：统一单位后的计算过程的正确书写。三、 教学思路与方法只要我们在物理计算中统一使用国际单位制，就是将所有已知量的单位均统一为国际单位，那么就不需要再代入单位计算了，而在计算结果后面写上正确的单位即可，这样也可以大大简化运算过程。四、 教学准备从牛顿第二定律数学表达式F=ma，各物理量单位必须使用统一的国际单位制出发，引入新课，探究物理量的单位，培养学生逻辑推理、探究、创新的思维能力。1.由学生根
3、据已学的物理量和日常生活中的事实，体验数量后面必有单位，才能构成一个完整的概念。2.探究物理量单位如何确定3.探究统一使用国际单位的有益之处。4.利用单位制，探究解决的实例。五、 课堂教学设计教学环节教学内容师生互动设计意图备注引入部分国际单位制（SI）。师：一个物体有这么高，高达1.70，另外一个物体长5.00，哪个更大？生：无法回答，因为不知道单位，可能是1.70公里和5.00毫米。师：那么怎么办呢？我们就给它规定一个单位，单位制将帮助我们解决这个问题。中国自秦始皇扫平六国、一统天下之后，不仅在政治上、经济上和军事上高度统一，而且连度量衡也统一了。使得中国历史长河中任何企图分裂的局面都只能
4、是暂时的。可见，使用统一的单位，不仅能方便交往，而且在一定程度上也表现出一种文化认同倾向。再思考一个问题，到目前为止，我们一共学习了多少个单位？你知道我们经常用的有几个是国际单位？生：质量、时间、长度师：为了测量或比较物理量的大小我们建立了物理量的单位我们已学过的一些物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位一般说来，物理量的单位可以任意选择，这样就会存在同一个物理量出现多个单位，与此对应存在多种单位制古今中外都不一样，严重影响了科学技术的交流与发展，因此国际计量大会对此做出了规范，通过了国际单位制（代号为SI）我们今天就来学习国际单位制。激发学生的好奇心和探索欲望。教师在物理
5、教学中有意识的穿插一些历史上与单位制有关的小故事，就可以使学生更加自觉、积极、主动地去学习物理，潜移默化的培养学生的兴趣。说明为什么要有统一的单位制，强调统一的重要性。得出结论一、单位制 1基本单位：所选定的基本物理量的单位（l）物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位（2）在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位长度的单位有：厘米（cm）、米（m）、千米（km）等质量的单位有：克（g）、千克（kg）等时间的单位有：秒（s）、分（min）、小时（h）等2导出单位：根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位速度公式 v=s/t位移单位选m，时间单位选
6、s，速度的单位是ms 加速度公式为a=(v1-v0)/t速度单位是ms，时间单位是s，则加速度的单位是ms2 牛顿第二定律公式为F=ma质量单位选kg，加速度单位选ms2，则力的单位是N 非国际单位(不是国际单位中的导出单位)长度单位：厘米（cm）毫米（mm）分米（dm）时间单位：小时（h）分钟（min）日，年等质量单位：克（g）吨（t）毫克（mg）3单位制：基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制，叫做单位制.由于基本单位的选择不同，历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制师：首先我们来学习什么是单位制？什么是基本单位？认
7、识七个物理量。师：基本单位是人为选定的。你知道几个呢？生：质量的单位、长度的单位、时间的单位等。师：（基本单位的意义）力学是研究物体运动变化的过程中力与运动关系的，因此，联系物体自身性质的量（质量）和空间尺度的量（长度）以及时间，必然与物体受力后运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量也最基本，事实表明，用这三个量做基本单位，可以使力学中的单位数目最少（让学生思考常见的单位，并写出。）（巧记歌谣：世有七个基本量，长度、时间与质量。电流、光强坎得拉，摩尔单位物质的量。热（力）学温度开尔文，单位巧记不忧伤。）师： 导出单位。看名字我们就可以理解，导出单位是推导得到的，是根据物理公式中其他物理
8、量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位。你知道几个？生：常见的有速度的单位、加速度的单位、牛顿的单位。师：（导出单位的意义）从根本说，所有的物理量都是由基本物理量构成的，在力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的，因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位师：还有很多单位，象长度单位：厘米（cm）毫米（mm）分米（dm）等。它们不是导出单位，而是基本单位中的非国际单位。你还知道几个？（学生思考）生1：时间单位：小时（h）分钟（min）日，年等；生2：质量单位：克（g）吨（t）毫克（mg）等。师：基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制，叫做单位
9、制. 师：厘米、克、秒制是一组单位制，米、千克、秒制也是一组单位制还有其他的单位制。但是国际单位制只有一组，就是米、千克、秒制。人为规定，不必赘述。在日常的生活和生产中，蕴涵着大量的物理学知识，因此，注意联系生活、生产中学生看到但不懂的实际问题，可以激发学生的兴趣。单位制中，只需要记得力学中的三个基本单位即可。有效的利用导出单位，不但可以表示物理量，也可以推导公式。继续讲解并做进一步的说明二、国际单位制（SI）中的力学单位1基本单位长度单位：米（m）质量单位：千克（kg）时间单位：秒（s）2导出单位：速度单位：米秒（ms）加速度单位：米每二次方秒（ms2） 力的单位：牛顿（N）学生讨论并且记忆
10、。没有任何方法，只能强记，利于做题。与常见的问题联系。（补充）三、组合单位的读法 组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致在只有名称而不出现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致如单位由相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘”的词，符号中的除（斜线和出现的负指数），名称中对应的词为“每”字，“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关例如：力矩的SI单位名称为“牛顿米”（因其符号为Nm）密度的SI单位名称为“千克每立方米”（因其符号为kgm3）“知一而通十”，学会读法。进一步引导， （补充）四、力学国际单位制（SI）在解题中的应用1在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程
11、中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可2物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误例：现有下列物理量或单位，请按要求填空：A.密度； B.m/s； C.牛顿； D.加速度； E.质量；F.秒； G. cm ; H.长度； I.时间； J.千克（1）属于物理量的是：A、D、E、H、I（2）在国际单位制中属于基本单位的物理量是：E、H、I（3)在国际单位制中属于基本单位的是：F、J属于导出单位的是B、C师：力学单位制在解题中的应用。1在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程
12、中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可2物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误师：我们来看一个例题。解：据题设可知，物体将在恒力F的作用下做初速度为零的匀加速直线运动。已知m=7kg ，F=14N,t=5s, 由牛顿第二定律可得：a=F/m=14N/7kg=2N/kg=2m/s2.让学生看一会。师：解题时，对题中所有已知量都用国际单位制表示，计算的结果必定是用国际单位制表示，物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系 做题巩固。在以后的解题过程中
13、，会大大有益于运算。“钉”死步骤，让学生按部就班的执行。最后总结本节教师对本节进行小结。1、力学中我们选定长度、质量、时间这三个物理量的单位为基本单位2、由基本单位和导出单位组成单位制，国际单位制是一个比较科学、完善的单位制课后巩固作业：1、查找资料：“格林威治时间”和“时差”的概念。学生课后巩固，开放性的作业有利于培养学生的观察及思维能力，并拓宽学生知识面，渗透了新课标理念。视野拓展历史上不同的时期，不同的地区，使用过不同的计量单位，在我国就使用过尺、斤、亩、时辰等计量单位。随着科技、交通的发展，各国各地区之间的交往日益频繁，单位制不同引起的麻烦越来越多，人们迫切希望能统一计量单位。物理学的
14、发展则为单位制的建立提供了条件，促进了世界各地计量单位的统一。 惠更斯发现了单摆振动周期公式 后，建议采用秒摆（周期为2秒）的摆长为1米. 秒摆的摆长易复现，但在地球上不同地点，重力加速度g有差异，不同地点的秒摆摆长不严格相同，此建议未被采用；由于光学、天文学，地学的发展，人们能很准确地测量出地球经纬线的长度，1791年法国采用了以地球子午线四分之一长度的一千万分之一为1“米”，并制造出长度单位“米”的基准器，由法国档案局保管，根据此基准制造了31根截面为X 型的米原器，其中6号米原器经国际计量局鉴定后被选作国际米原器，保存在国际计量局。同时规定：质量单位是1立方米的水在密度最大（温度40C）
15、时的质量。这种单位制以米为基础, 称为”米”制. 19世记经典物理学已经形成严密的科学体系, 仅以长度一个单位为基础建立的单位制已远不能满足力学、热学、电学、光学等许多物理量计量的要求，在麦克斯韦等科学家建议下选择了长度单位“厘米”、时间单位“秒”、质量单位“千克” 为三个基本单位，称为“厘米 克 秒“ 制（CGS制）；同时使用的还有“米 千克 秒”（MKS制）和“米 千克力 秒”（工程单位制）。 电磁学的发展又出现了一批如电场强度、电势、电介质的介电常数，磁感强度、磁通量、磁介质的磁导率等物理量。电学中利用点电荷之间的相互作用力的库仑定律为基础定义电学量的一系列单位，称为绝对静电单位（CGSE制）； 利用真空中两通电直导线间相互作用力 为基础定义一系列磁学量单位(CGSM)制. 它们的基本单位都是“厘米、克、秒”，但有些物理量的单位却出现了不一致的情况。高斯又提出了混
