力學(xué)單位制 教學(xué)設(shè)計(jì) 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

高一物理必修一4.4《力學(xué)單位制》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容分析:本節(jié)內(nèi)容在牛頓運(yùn)動(dòng)定律部分出現(xiàn)，是因?yàn)閺臍v史來看，經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展，各國科學(xué)家的交流合作，必然帶來單位制的問題，以為什么同一物理量可能采用不同單位來計(jì)量的問題引發(fā)學(xué)生對單位制的思考，通過介紹國際單位制，幫助學(xué)生形成對單位制系統(tǒng)、全面的認(rèn)識。力學(xué)單位制對于幫助學(xué)生認(rèn)識不同單位之間的關(guān)系、準(zhǔn)確使用和表示單位有著重要作用。教學(xué)目標(biāo):1、了解什么是單位制，知道力學(xué)中的幾個(gè)基本量。2、知道力學(xué)中各個(gè)物理量的關(guān)系可以從單位中推導(dǎo)出來。3、知道國際單位制，認(rèn)識到統(tǒng)一單位的重要性和必要性。4、了解單位制在物理學(xué)中的重要意義，能在運(yùn)算過程中規(guī)范使用物理單位。教學(xué)過程【導(dǎo)入新課】秦始皇統(tǒng)一六國，建立了大一統(tǒng)的王朝，后人認(rèn)為他最大的貢獻(xiàn)就是統(tǒng)一了度量衡的標(biāo)準(zhǔn)，即所謂車同軌書同文，奠定了中華民族的基礎(chǔ)。在科學(xué)研究方面，單位制的統(tǒng)一就顯得更為重要了，例如20世紀(jì)末美國曾發(fā)射一個(gè)火星探測器,在設(shè)定環(huán)繞軌道半徑時(shí)，個(gè)別人使用了英制單位，沒有進(jìn)行單位換算，導(dǎo)致探測器離火星過近,溫度過高而起火，隨后脫離軌道墜入火星的大氣層。致使美國損失價(jià)值1.25億美元的火星探測器。思考與討論：計(jì)量一頭大象的質(zhì)量時(shí)常用噸（t）做單位，但在計(jì)量人的質(zhì)量時(shí)卻用千克（kg）做單位。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？【問題探究1】基本單位類似于光的三原色，在單位制中只要選定幾個(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，這些單位即基本量。1.基本量：被選定的能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量單位的一些物理量。如力學(xué)中有長度、質(zhì)量、時(shí)間.2.基本單位：基本量的單位如長度的單位“米”、質(zhì)量的單位“千克”、時(shí)間的單位“秒”等.3.導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位例如速度的單位“米每秒”、力的單位“牛頓”(千克米每二次方秒).例1：下列物理量既屬于矢量，其單位又屬于國際單位制中基本單位的是（）A．質(zhì)量 B．位移 C．時(shí)間 D．力【問題探究2】國際單位制國際計(jì)量委員會(huì)在1960年的第11屆國際計(jì)量大會(huì)上制訂了一種國際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制，簡稱SI.1.單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制.2.國際單位制(1)國際單位制中的基本量國際單位制中選定長度(l)、質(zhì)量(m)、時(shí)間(t)、電流(I)、熱力學(xué)溫度(T)、發(fā)光強(qiáng)度(I)、物質(zhì)的量(n)七個(gè)量為基本量.(2)國際單位制中的力學(xué)基本單位長度l，單位：m；質(zhì)量m，單位：kg；時(shí)間t，單位：s.例2：下面哪一組單位屬于國際單位制中的基本單位（）A．米、牛頓、千克 B．千克、焦耳、秒C．米、千克、秒 D．米/秒2、千克、牛頓【問題探究3】單位制的應(yīng)用1.簡化計(jì)算過程的單位表達(dá)：在解題計(jì)算時(shí)，已知量均采用國際單位制，計(jì)算過程中不用寫出各個(gè)量的單位，只要在式子末尾寫出所求量的單位即可.2.推導(dǎo)物理量的單位，判斷比例系數(shù)的單位：物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時(shí)，同時(shí)也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位.根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)的單位。3.單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤根據(jù)物理量的單位，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題，或者所求結(jié)果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計(jì)算結(jié)果肯定是錯(cuò)誤的.例3：雨滴在空氣中下落，當(dāng)速度比較大的時(shí)候，它受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比，與其橫截面積成正比，即Ff＝kSv2，則比例系數(shù)k的單位是()A.kg/m4B.kg/m3C.kg/m2D.kg/m例4：(多選)關(guān)于力學(xué)單位制，下列說法正確的是()A.kg、m/s、N是導(dǎo)出單位B.kg、m、s是基本單位C.在國際單位制中，質(zhì)量的單位可以是kg，也可以是gD.只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是F＝ma【課堂小結(jié)】【鞏固練習(xí)】1.關(guān)于力學(xué)單位制說法中正確的是()A．kg、m/s、N是導(dǎo)出單位B．kg、m、N是基本單位C．在國際單位制度中，質(zhì)量的基本單位是kg，也可以是gD．各物理量采用國際單位制，通過物理公式運(yùn)算后的結(jié)果也一定為國際單位2.(多選)下列有關(guān)力學(xué)單位制的說法中,正確的是()A.在力學(xué)問題的分析計(jì)算中,只能采用國際單位制,不能采用其他單位B.力學(xué)單位制中,其單位被選為基本單位的物理量有長度、時(shí)間、質(zhì)量C.力學(xué)單位制中,采用國際單位制的基本單位有千克、米、秒D.單位制中的導(dǎo)出單位可以用基本單位表示3.(多選)關(guān)于牛頓第二定律,下列說法中正確的是()A.物體的質(zhì)量不變時(shí),a正比于F,對F和a的單位沒有限制B.對于相同的合外力,a反比于m,對m和a的單位沒有限制C.在公式F=ma中,F、m和a可以取不同單位制中的單位D.在公式F=ma中,當(dāng)m和a分別用kg、m/s2作單位時(shí),F必須用N作單位4.轎車的加速度大小是衡量轎車加速性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)．近來，一些高級轎車的設(shè)計(jì)師在關(guān)注轎車加速度的同時(shí)，提出了一個(gè)新的概念，叫做“加速度的變化率”，用“加速度的變化率”這一新的概念來描述轎車加速度隨時(shí)間變化的快慢，并認(rèn)為，轎車的加速度變化率越小，乘坐轎車的人感覺越舒適．下面四個(gè)單位中，適合做加速度的變化率單位的是()A．m/s