力学单位制

第四节 力学单位制

【学习目标】

1.准确的理解单位制，提高应用国际单位制分析力学问题的能力。

2.自主学习，合作探究，总结分析力学问题中单位的应用方法。

3.激情投入，享受学习的快乐，感悟物理规律的和谐统一。

【重点难点】

1 ．基本单位、导出单位。国际单位的应用。

2．在解决力学问题中如何应用单位。

【使用说明及学法指导】

依据学习目标，研读课本P78—P80，明确什么是基本单位和导出单位，什么是国际单位，以及在力学问题中怎样应用国际单位制。独立完成问题导学，并 尝试完成探究案 ，用红笔标记疑问。

【问题导学】

1. 基本量，基本单位，导出单位的辨析

（1）物理学中各物理量间的_________,在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量的_________间的关系．

（2）基本量：被选定的利用物理量之间的关系推导出其他物理量的___________的物理量。

（3）基本单位： ____________的单位．

（4）导出单位：由基本量根据____________推导出来的其他物理量的单位．

2.请你应用牛顿第二定律，根据质量和加速度的单位，推导出力的单位

3. 请你写出国际单位的七个基本量，并完成下表格。

物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号

【预习自测】

1.下列关于单位制及其应用的说法中，不正确的是 （ ）

A.基本单位和导出单位一起组成了单位制

B.选用的基本单位不同，构成的单位制也不同

C.通过基本单位一定能推出导出单位xKb 1. Com

D.一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系

2.下列单位中， 属于国际单位制的是 （ ）

A. s B. kg

C. cm D. h

【我的疑惑】

请写出你的疑问，让我们在课堂上一起解决！

必修一§4.4力学单位制 (教案)

一、 教材分析

在初中阶段，物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一。前面关于1N的规定给学生的印象总好像是有些随意。尤其是牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定。使得学生感动物理太复杂。事实上，只有把单位制放在整个物理学框架中加以认识，并且知识有了一定的积累。经历了充分的学习过程后才能体会物理量单位的命名和使用规则。体会到其中对一些单位进行规定的合理性和方便特征。

物理学单位中，有很少几个基本物理量，它们的单位就是基本单位。在进行了这种选定之后，其它物理量的单位就是根据它的定义式，有所选择的其他物理量的单位共同确定的。

国际单位制的建立和使用，不仅方便了国际间的交流，也逐渐成为科学研究中计算和运用的一种规范约束。中学生应该注意学习，逐步习惯，在记录、表达和计算中规范使用。

二、 教学目标

（一）知识与技能

1．了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；

2．认识单位制在物理计算中的作用

（二）过程与方法

1．让学生认识到统一单位的必要性．

2．使学生了解单位制的基本思想．

3．培养学生在计算中采用国际单位，从而使运算过程的书写简化．

4．通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法．

（三）情感、态度与价值观

1．使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想．

2．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．

3．让学生了解单位制与促进世界文化的交流和科技的关系．

4．通过一些单位的规定方式，了解单位统一的重要性，并能运用单位制对计算过程或结果进行检验．

三、 教学重点 难点

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．

3．单位制．

难点：统一单位后，计算过程的正确书写．

四、 学情分析

力学单位制

一、单位制的产生

在测量和比较物理量大小时，需要使用物理量的单位，同样单位的数量才可以比较大小。比如一平米的房间和一斤猪肉是无法比较大小的。

但是同样的物理量在不同地方却有不同的单位表示，比如超市买的1千克猪肉就是我们常说的2斤，英国可能用磅。

单位的混乱影响国际的科学技术交流，国际计量大会作出规定，使用国际单位制。

二、单位制的分类

力学的单位分为基本单位和导出单位。

基本单位：

力学研究物体运动过程中力和运动关系，物体自身质量，运动空间的长度，以及运动所用时间是最基本的三个量，定位基本单位。

长度：m

质量：kg

时间：s

导出单位：

其它物理量根据公式推导出的单位。

密度：kg/m3

速度：长度/时间=m/s

加速度：速度/时间=m/s2

力：力的单位定义为牛顿（N），根据牛顿定律，1牛顿就是要让1kg质量的物体产生1m/s2加速度所用的力，即1N=1kg·m/s2。力的单位是三个基本单位m、kg、s组成的，写为：kg·m/s2，因为物理学家牛顿的定义，也为书写方便，写为N

压强：Pa，这是科学家帕斯卡定义的，就是要让1m2面积上作用1N力的压强，即1Pa=1N/m2

功：焦耳这个科学家定义：1J=1N·m= kg·m2/s2

力矩：N·m

其它的导出单位朋友们可以自己推导。

三、应用

主要分两种

中学：方便计算使用。在使用正确的公式计算下，代入数值时，只要各单位量均采用国际单位制，导出量的计算结果直接写出导出量的单位即可，不用担心计算过程中单位的混乱。

大学：公式判断。在SI中，长度、质量、时间称为基本量，以L、M、T分

别表示。

速度m/s量纲：LT-1

加速度m/s2量纲：LT-2

力N量纲：MLT-2

密度kg/m3量纲：ML-3

例如：我们推出F=mv2，左边的量纲是MLT-2，右边的量纲是ML2T-2，两者不合，说明我们推导结果的是错的。

综上：反应客观规律的物理方程，其各项的量纲都必须是一致的，这是量纲和谐原理，已被无数的事实证明。（参考文献李玉柱版《流体力学》中的量纲和谐原理）只有两个同类型的物理量才能比较，才能相加减。

教案编号 日期

课题 第四章 牛顿运动定律

第四节 力学单位制 课型 新授课

三维目标 知识与技能 1． 知道基本量，基本单位，导出单位，单位制，国际单位制。

2． 理解物理公式不仅确定物理量的数值关系，还确定单位关系

过程与方法 培养学生在计算中采用国际单位，从而使运算过程的书写简化

情感态度与价值观 使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想。

教学重点，难点 知道物理运算过程中单位的规范使用和方法。

教具 多媒体课件

教 学 过 程

教学过程设计 学生活动

一.引入

故事：1998年2月，美国宇航局（NASA）发射了一枚探测火星气象的卫星，预定于1999年9月23日抵达火星.然而研究人员惊讶地发现，卫星没有进入预定的轨道，却陷入了火星大气层，很快就烟消云散了.NASA的官员经过紧急调查，发现问题居然出在有些资料的计量单位没有把英制转换成公制，错误起自承包工程的洛克希德马丁航天公司.美国企业包括太空工业使用英制，喷射推进实验室（国家实验室）使用公制，承包商理应把英制都转换成公制，以便喷射推进实验室每天两次启动小推进器，来调整太空船的航向.导航员认定启动小推进器的力是以公制的“牛顿”为单位.不料，洛克希德马丁公司提供的资料却是以英制的“磅”为单位，结果导致太空船的航向出现微小偏差.日积月累，终于差之毫厘，失之千里.

这个英制未换算成公制的“小错误”造成的损失有多大呢？其他损失不计，单单卫星的造价就高达1.25亿美 元，这些费用就这样全泡了汤.如果美国有统一的度量衡计量单位制，这样的损失本是可以避免的.

讨论：单位的不统一会造成什么的困难。

总结：单位的统一有利于各国之间，各地区之间的文化交流和经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使人类共享人类文明进步的成果。所以有必要形成一套系统化，标准化，制度化的单位制。

二.新课过程

1.单位制

（1）基本量:物理学七个—长度，质量，时间，电流，热力学温度，物质的量，发光强度。