力學(xué)單位制-【新教材】人教版高中物理必修教案

力學(xué)單位制〖教材分析〗物理公式不僅是物理量之間的大小關(guān)系，還包括單位關(guān)系和方向的關(guān)系。初中學(xué)過(guò)的單位選取的原則大多是某個(gè)人對(duì)物理的貢獻(xiàn)，學(xué)完本課以后培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，知道單位是由幾個(gè)基本單位通過(guò)物理公式推導(dǎo)出來(lái)的。探究物理量單位如何確定及利用單位制對(duì)一些問(wèn)題進(jìn)行判斷。〖教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗物理觀念：知道基本單位、導(dǎo)出單位和單位制的概念?？茖W(xué)思維：知道國(guó)際單位制及七個(gè)基本量和基本單位?？茖W(xué)探究：掌握根據(jù)物理量關(guān)系式確定物理量單位的方法?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：掌握運(yùn)算過(guò)程中單位的規(guī)范使用方法，能用單位制判定表達(dá)式的正誤?！冀虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)〗重點(diǎn)：1、什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位。力學(xué)中的三個(gè)基本單位。單位制。難點(diǎn)：統(tǒng)一單位后正確書(shū)寫(xiě)計(jì)算過(guò)程。〖教學(xué)方法〗采用板塊式問(wèn)題組，結(jié)合小組討論、自主學(xué)習(xí)、角色扮演等方法?！冀虒W(xué)準(zhǔn)備〗多媒體課件?！冀虒W(xué)過(guò)程〗一、新課引入從網(wǎng)上的數(shù)學(xué)悖論入手1元=100分100分=10分×10分10分×10分=元×元元×元=元最后證得：1元=元問(wèn)題出在哪里？問(wèn)題出現(xiàn)在單位上，學(xué)完本課你就知道了。教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)探究動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題。二、新課教學(xué)（一）基本單位計(jì)量一頭大象的質(zhì)量時(shí)常用噸（t）作單位，但在計(jì)量人的質(zhì)量時(shí)常用千克（kg）作單位，自由落體加速度g的單位是米每二次方秒（m/s2），在初中學(xué)習(xí)時(shí)，g的單位曾用牛頓每千克（N/kg）。這些單位的使用有什么規(guī)則嗎？在關(guān)系式中，位移長(zhǎng)度單位用米（m），時(shí)間單位用秒（s）得出的速度單位就是米每秒（m/s）。這個(gè)單位重點(diǎn)斜線，它也就是“除以”或者分?jǐn)?shù)的意思和公式的形式是對(duì)應(yīng)的。同理在關(guān)系式中，速度單位就是米每秒（m/s），時(shí)間單位用秒（s），那么得出的單位是米每二次方秒（m/s2），同樣的m/s再除以一個(gè)s，分母就變成二次方。通過(guò)速度公式和加速度公式對(duì)比得出：物理學(xué)的關(guān)系式在確定了物理量之間的關(guān)系時(shí)，也確定了物理量的單位件的關(guān)系。只要選定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位。這些被選定的物理量叫做基本量，它們的單位叫做基本單位。我們選定的基本量有長(zhǎng)度、時(shí)間、質(zhì)量，所對(duì)應(yīng)的基本單位是米、秒、千克。基本量用符號(hào)表達(dá)分別是l、t、m，對(duì)于的單位m、s、kg。導(dǎo)出量：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量。導(dǎo)出單位：導(dǎo)出物理量的單位。例如基本量位移（長(zhǎng)度x）和時(shí)間t，運(yùn)用公式，就可以得到速度，他就是一個(gè)導(dǎo)出量，單位是米每秒（m/s），由這個(gè)斜杠也可以看出對(duì)應(yīng)的單位也是導(dǎo)出的。再由速度v和時(shí)間t，運(yùn)用公式，就可以得到加速度，他就是一個(gè)導(dǎo)出量，單位是米每秒（m/s2），由這個(gè)斜杠也可以看出對(duì)應(yīng)的單位也是導(dǎo)出的。思考：通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：不同的汽車分別以11m/s、7200dm/min、km/h的速度行走。不同的速度單位，誰(shuí)沖得快？因?yàn)樗俣葐挝徊煌瑹o(wú)法進(jìn)行直接比較，需要統(tǒng)一單位。國(guó)際單位制如果采用不同的物理量作為基本量，或者雖然采用相同的基本量，但采用的基本單位不同，導(dǎo)出單位自然隨之不同，從而產(chǎn)生不同的單位制。不同的地區(qū)使用不同的單位制，不方便交流。1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制訂了一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫作國(guó)際單位制簡(jiǎn)稱SI。物理量包括基本物理量和導(dǎo)出物理量，基本物理量有時(shí)間、長(zhǎng)度、質(zhì)量，導(dǎo)出量就比較多例如速度、加速度、力。他們對(duì)應(yīng)的單位就組成了基本的力學(xué)單位。而國(guó)際單位出來(lái)力學(xué)單位以外，還有其它單位制。在力學(xué)范圍內(nèi)，規(guī)定長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間為三個(gè)基本量，對(duì)熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等學(xué)科，除了上述三個(gè)基本量和相應(yīng)的基本單位外，還要加上另外四個(gè)基本量和它們的基本單位，才能導(dǎo)出其他物理量的單位。例題:光滑水平桌面上有一個(gè)靜止的物體，質(zhì)量是700g，在的恒力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，5s末的速度是多大？5s內(nèi)通過(guò)的路程是多少？解：（1）確定研究對(duì)象，構(gòu)建模型：（2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析：①豎直向下的重力mg；②地面對(duì)物體向上的支持力FN；③水平向右的恒力F。（3）正交分解：建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力的模式（4）判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，求合力F合物體向右加速運(yùn)動(dòng)；所以在豎直方向沒(méi)有發(fā)生位移，沒(méi)有加速度，所以重力mg和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡。mg=FN所以在水平方向有：F合=運(yùn)動(dòng)方向的力-反向的力=F－0（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=ma。F=ma代入數(shù)據(jù)得：=×a，解得a=2m/s2（6）畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：速度公式：vt=vo+at5s末的速度代入數(shù)據(jù)得：vt=10m/s位移公式：5s內(nèi)的位移代入數(shù)據(jù)得：x=25m/s我們將題目中的已知量的單位都用國(guó)際單位制表示出來(lái)，計(jì)算的結(jié)果也是國(guó)際單位制表示的。因此：在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫(xiě)出各個(gè)量的單位，只在數(shù)字后面寫(xiě)出正確單位就可以了。思考與討論：小剛在課余制作中需要計(jì)算圓錐的體積，他從一本書(shū)中查得圓錐體積的計(jì)算公式。小紅說(shuō)，從單位關(guān)系上看，這個(gè)公式肯定是錯(cuò)誤的。她的根據(jù)是什么？通過(guò)多媒體課件動(dòng)圖展示：圓錐體積實(shí)驗(yàn)。解：體積的單位是立方米m3，由于圓周率是沒(méi)有單位的，所以題目中的V的單位是m4，與體積的單位不符合，所以圓錐的體積公式是。回顧導(dǎo)入的問(wèn)題：由于數(shù)學(xué)上僅僅是數(shù)量的關(guān)系，不研究單位的關(guān)系，所以出錯(cuò)的地方是10分×10分是等于100分2，不是100分。拓展學(xué)習(xí)：基本單位的定義（閱讀）〖書(shū)設(shè)計(jì)〗力學(xué)單位制一、基本單位1、基本量：被選定的物理量，如力學(xué)的時(shí)間t、長(zhǎng)度l、質(zhì)量m。2、基本單位：基本量的單位，如力學(xué)的秒s，米m、千克kg。3、作用：利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位。4、導(dǎo)出量：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量。5、導(dǎo)出單位：導(dǎo)出物理量的單位。二、國(guó)際單位制〖教學(xué)反思〗①導(dǎo)出單位的形式和物理公式是非常的相似，有時(shí)候我們從一些沒(méi)有導(dǎo)出簡(jiǎn)化過(guò)的導(dǎo)出單位也是可以得到物理公式的。但是導(dǎo)出單位在平時(shí)的學(xué)習(xí)生活中很少見(jiàn)到或用到，力的單位是牛，從小我們就知道牛是比較有力的，用來(lái)做力的單位，馬用作采油機(jī)的