第四节_力学单位制(教学)

4.4力学单位制一、教材分析本节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。

由学生根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。

探究物理量单位如何确定及利用单位制对一些问题进行判断。

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．四、教学难点统一单位后，计算过程的正确书写五、教学过程一）预习检查、总结疑惑检查落实知道了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性（二）情景导入、展示目标展示张飞和姚明的图片师：大家都认识这两个人吧．生：认识，一个是张飞，一个是姚明．师：那么大家知道他们的身高是多少呢?生：《三国演义)上说张飞身高9尺．师：按照现在的计算方法，张飞的身高应该是多少?生：三尺是1 m，张飞的身高应该是3m．师：姚明在当代应该是身高很高的人了，他的身高是多少?生：2．26m．看起来张飞要比姚明高很多，打篮球一定挺厉害．师：并不是张飞比姚明高，而是古代的尺和现代的尺不一样．在我国有“伸掌为尺”的说法，我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9m到0．355 8m 的变化，其差别相当悬殊．师：大家如果经常看NBA介绍时会发现姚明的身高并不是说成2．26m，而是怎样介绍的呢?生：我记得好像是几英尺几英寸，具体数值记不清了．师：1英尺等于0．304 8m，1英寸为2．54 cm．大家如果不记得的话可以重新计算一下，也可以计算一下自己的身高是多少．大家知道尺和英尺是怎样来得吗?生：不知道．多媒体介绍．在古代，人们常用身体的某些器官或部位的尺度作为计量单位．在遥远的古埃及时代，人们用中指来衡量人体的身长，认为健美的人身长应该是中指长度的19倍．各个国家，地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位．仅以长度为例，欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺．在英国，1掌尺相当于7．62 cm而在荷兰，1掌尺却相当于10cm．英尺是8世纪英王的脚长， 1英尺等于0.304 8 m．10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸．1英寸为2．54cm．这位君王又别出心裁，想出了“码”这样一个长度单位．他把从启己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91 cm，定为1码．到了1101年，亨利一世在法律上认定了这一度量单位，此后，“码”便成为英国的主要长度单位，一直沿用了1 000多年．在我国亦有“伸掌为尺”的说法．我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尼，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9 m到0.355 8m的变化，其差别相当悬殊．多媒体展示学习目标，强调重难点。

《第4节力学单位制》教学设计高中物理（新课标人教版必修1）一、教材分析《力学单位制》一节是新课标人教版必修1第四章牛顿运动定律的第4节内容，本节从速度公式、加速度公式和牛顿第二定律数学表达式F=ma出发，探究物理量的单位，然后引述各物理量单位必须使用统一的国际单位制，培养学生逻辑推理、探究、创新的思维能力。

由学生根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。

探究物理量单位如何确定及利用单位制对一些问题进行判断。

二、教学目标【知识与技能】1、通过对1N的定义，理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从F=kma变成F=kma的。

2、知道基本量及其它们的基本单位。

3、通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际单位制单位。

4、理解物理运算过程中单位的规范使用和表示方法。

【过程与方法】通过理论探究、实验感悟、分组讨论、恰当地引导和质疑，培养学生的分析、归纳、推理的逻辑思维能力和对物理知识的综合应用能力。

【情感态度价值观】通过知识的探究过程培养学生认真分析、严谨论证的良好思维习惯；让学生领略物理概念严谨、系统、实用的魅力。

三、教学重点与难点重点：国际单位制难点：单位制的应用四、教学方法与手段1、实验感悟法新课程理念：让学生在自主探究的过程中再现知识的产生---形成---应用-----发展的全过程，揭示知识创造与创新的客观规律，养成良好的学习行为习惯和积极向上的学习心理态势。

本节课可以设计小实验让学生感悟物理单位，培养学生实验设计能力和逻辑思维能力，增强学生学习的自信心。

2、情境激趣法建构主义强调教学是一种特殊的认知活动，课堂教学的关键是师生的相互交流和相互影响。

教师的主要任务不再是传授书本知识，而是创设“情境”、促成“协作”、提供“会话”的平台和引导“意义建构”，所以在教学中我精心设计了问题的情境，如利用“因单位失误而导致的事故”引课来激发学生的学习兴趣，促使学生在意境中主动探究科学的奥妙。

第四节力学单位制
一、教材分析：
学生对物理学中单位的规定，总觉得有些随意，通过本节的学习，可以让学生体会出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性。

二、教学目标：
知识与技能：1、知道力学中的几个基本量，以及它们的基本单位。

2、知道除上述力学中的基本物理量的基本单位外，力学中的其它物理量的单
位都是导出单位。

3、知道单位制和国际单位制，能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量
的国际制单位。

4、知道物理量运算过程中单位的规范使用和表示方法。

过程与方法：在学习通过单位调整比例系数过程中，体会使物理公式简洁化的方法。

情感态度与价值观：培养学生全球化的观念。

三、教学重点与难点：
重点：力学单位制
难点：正确理解单位制在物理计算中的作用。

四、教学用具：
课件
五、教学过程：
六、小结：1、七个基本物理量及其国际单位，即国际基本单位
2、导出单位及国际导出单位
3、单位制在物理计算中的作用
七、作业：练习册本节内容，提高题为选作
八、课后反思：。

学校：包头市百灵庙中学学科：高一物理编写人：史殿斌审稿人：4-4力学单位制探究式导学类教学设计【教学目标】1．知道力学中的几个基本量：质量（m）、长度（L）、时间（t）及它们的基本单位2．知道除上述力学中的基本物理量的单位外，力学中的其他物理量的单位都是导出单位3．知道单位制和国际单位制。

能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际制单位4．知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法【教学重点难点】认识单位制在物理计算中的作用【教学过程】1．基本单位和导出单位：物理学的关系式确定了物理量之间关系的同时，也确定了物理量间的___________的关系。

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。

被选定的物理量叫做__________，它们的单位叫做_________。

由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，叫做___________。

在力学范围内，选定了___________、___________、_________是基本量，它们的单位__________、___________、_________就是基本单位。

速度、加速度和力的单位，是由基本量根据物理关系推导出来的，是导出单位。

2．单位制：________________和______________一起组成了单位制．选定不同的物理量作为基本物理量，或者选定基本物理量的不同单位作为基本单位，都可以组成不同的单位制3．国际单位制：（1）国际单位制是一种_____________的，包括一切计量领域的单位制。

简称（2）在国际单位制中七个基本物理量是；对应的七个基本单位是。

（3）在力学范围内，国际单位制规定定了___________、___________、_________是基本量，它们的单位__________、___________、_________就是基本单位。

（4）国际单位制的推行，对世界计量科学的进步、世界科学技术的交流和发展起到了非常重大的作用，随着经济全球化越来越显示出其重要意义。

第四课时力学单位制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．认识单位制在物理计算中的作用一、基本量、基本单位和导出单位1．物理公式功能物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量单位间的关系．2．基本量被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的一些量．3．基本单位基本量的单位．4．导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．►判一判(1)物理量的单位均可以互相导出．(错误)提示：物理量单位之间的关系可以通过相应的物理公式导出，并不是物理量的单位都可以互相导出．(2)一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示，这个物理量的单位一定是导出单位．(正确)提示：导出单位是由基本量的物理关系推导出来的单位．(3)一般来说，物理公式主要确定各物理量之间的数量关系，并不一定同时确定单位关系．(错误)提示：物理学的关系式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时还确立了物理量的单位之间的关系．二、单位制和国际单位制1．单位制基本单位和导出单位一起组成单位制．2．国际单位制1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制．3．力学中三个基本物理量及单位(1)三个基本物理量：长度、质量和时间．(2)国际单位制中三个基本单位：米、千克和秒．巧用单位制检验结果正误各物理量的单位统一成国际单位制单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国际单位制单位来表示的；当然，只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的，若所求物理量的单位不对应，则结果一定错．【案例展示】声音在空气中的传播速度v 与空气的密度ρ、压强p 有关．根据单位制，检验下列关于空气中声速的表达式(k 为比例系数，无单位)正确的是()A ．v ＝kp ρB ．v ＝kp ρC ．v ＝k ρpD ．v ＝kp ρ 【易错分析】易错选A 项、C 项和D 项，其原因大致有如下两点： 其一，缺乏解这类问题的经验．应当是将压强和密度的单位代入选项所给关系式的右边推导出右边对应的单位是否是速度的单位m/s ，从而做出判断．其二，不能将压强和密度的单位利用压强公式p ＝F S和密度公式ρ＝m V做一个铺垫，得出它们对应的国际单位制中的单位，而使求解无法正常进行．为此应熟练掌握物理量之间的关系式以及物理量对应的国际单位．【规范解答】可把p、ρ的单位用基本单位表示，代入进行单位运算，看得出的单位是否是v的单位．p的单位用国际单位制中的基本单位表示：1 Pa＝1Nm2＝1kgm·s2，ρ的单位用国际单位制中的基本单位表示：kg/m3，代入A选项中，单位为m2/s2，显然不是速度的单位，A错；代入B项得单位为m/s，B正确；代入C项为s/m，也不是速度的单位，C错；同理D项单位为kg/(m2·s)，D错．【答案】B1．下列国际单位制中的单位，不属于基本单位的是(C)A．长度的单位：m B．质量的单位：kgC．力的单位：N D．时间的单位：s2．下列有关力学单位制的说法中正确的是(CD)A．在有关力学的分析计算中，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、质量、速度C．力学单位制中，国际单位制的基本单位有kg、m、sD．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达解析：对于A选项，我们在解决问题时，建议大家用国际单位制，并不是只能用国际单位制，所以A选项是错误的；B选项中的“速度”不是力学单位制中选为基本单位的物理量，所以B选项是错误的；C 选项中kg、m、s是力学单位制中国际单位制的基本单位，所以C选项是正确的；所谓导出单位就是根据物理公式和基本单位导出的单位，所以D选项是正确的，故正确答案为C、D.3．关于物理量的单位，下列说法中正确的是(C)A．任何一个物理量和物理概念都具有相对应的单位B．物理公式中的物理量也可能没有单位，这样的量也没有数值C．物理量之间单位关系的确定离不开描述各种规律的物理公式D．物理量的单位均可以互相导出4．关于力的单位，下列说法正确的是(ABD)A．力的单位是根据公式F＝ma和基本单位推导出来的B．在国际单位制中，力单位用“N”是为了使牛顿第二定律公式中的常数k＝1C．力的单位牛顿是一个重要的基本单位D．力的单位牛顿是一个重要的导出单位5．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是(ABD)A．物体的质量不变时，a正比于F，对F和a的单位没有限制B．对于相同的合外力，a反比于m，对m和a的单位没有限制C ．在公式F ＝ma 中，F 、m 和a 可以取不同单位制中的单位D ．在公式F ＝ma 中，当m 和a 分别用kg 、m/s 2作单位时，F 必须用N 作单位6．下列关于重力和质量的单位以及关系的叙述中，正确的是(A )A ．在地面上质量为1 kg 的物体，其重力约为10 NB ．1 kg ＝10 NC ．1 kg 的质量约为10 ND ．10 N 的力约为1 kg 的质量解析：质量为1 kg 的物体，在地球上不同的地理位置，不同的高度，甚至不同的星球上，其重力加速度有所不同，故其重力也有所不同，可以说在地面上物体质量为1 kg ，其重力约为10 N ，但不能说1 kg 的质量约为10 N 或10 N 的力约为1 kg 的质量，质量和重力是两个不同的物理量，故B 、C 、D 错误，A 正确．7．一物体在2 N 的外力作用下，产生10 cm/s 2的加速度，求该物体的质量．下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是(D )A ．m ＝F a ＝210kg ＝0.2 kg B ．m ＝F a ＝ 2 N 0.1 m/s 2＝20kg ·m/s 2m/s 2＝20 kg C ．m ＝F a ＝20.1＝20 kg D ．m ＝F a ＝20.1kg ＝20 kg8．在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得x ＝F 2m(t 1＋t 2)，用单位制的方法检查，这个结果(B ) A ．可能是正确的B ．一定是错误的C ．如果用国际单位制，结果可能正确D ．用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确解析：可以将右边的力F 、时间t 和质量m 的单位代入公式，看得到的单位是否和位移x 的单位一致；还可以根据F ＝ma ，a ＝v t，v ＝x t，将公式的物理量全部换算成基本物理量的单位，就好判断了． 在x ＝F 2m(t 1＋t 2)式中，左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结果一定是错误的，单位制选得不同，不会影响结果的准确性，故A 、C 、D 错．9．在学习了力学单位制之后，小刚同学由G ＝mg ，得g 的单位N/kg ，可是小强同学由自由落体v ＝gt 得g 的单位为m/s 2.二人争执不下，都认为自己导出的单位正确．请你帮他们解决这个问题．解析：这两个单位是等价的．由1 N/kg ＝1 kg ·m/s 21 kg＝1 m/s 2 所以这两个单位是g 的单位的不同表达方式．答案：见解析10．由长度的单位m 、质量的单位kg 和时间的单位s 这三个基本物理量的基本单位，就足以导出力学中其他所有物理量的单位，但必须依据相关公式．现有一个物理量及其表达式为A ＝GM r，其中M 是质量，r 是长度，又已知G 的单位是N ·m 2·kg －2，据此能否推知A 是什么物理量？解析：A ＝GM r 的相应的单位运算是N ·m 2·kg －2·kg m ＝N ·m ·kg －1＝kg·m·s －2m ·kg －1＝m/s.物理量A 的单位是m/s ，这是速度的单位，所以物理量A 是速度． 答案：速度11．质量为1.5 t 的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.05倍，汽车在水平地面上做匀加速直线运动时，5 s 内速度由36 km/h 增至54 km/h.求汽车所受牵引力的大小．(g 取10 m/s 2)解析：因v ＝v 0＋at ，F －F f ＝ma故F ＝ma ＋F f ＝m （v －v 0）t＋0.05mg 已知v 0＝36 km/h ＝10 m/s ，v ＝54 km/h ＝15 m/s ，t ＝5 s ，m＝1.5 t ＝1.5×103 kg.代入以上数据，计算得 F ＝1.5×103×（15－10）5N ＋0.05×1.5×103×10 N ＝2.25×103 N.答案：2.25×103 N12．一辆质量为400 g 的遥控玩具车，从静止出发，在水平导轨上行驶，已知发动机的牵引力为0.16 N ，玩具车在运动时所受阻力为车重量的0.02倍，问：(1)玩具车开出后加速度是多大？(2)玩具车经过多长时间速度可达1 m/s?解析：(1)由已知条件知玩具车质量m ＝400 g ＝0.4 kg ，摩擦力F f ＝kmg ＝0.02×0.4×10 N ＝0.08 N ，因为牵引力F ＝0.16 N 恒定，故可知玩具车在恒定外力作用下做匀加速直线运动．由牛顿第二定律：F ＝ma ，可求出加速度a ＝F 合m ＝F －F f m＝0.2 m/s 2. (2)设经过时间t ，玩具车速度达到1 m/s ，则at ＝v ，t ＝v a＝5 s. 答案：(1)0.2 m/s 2(2)5 s。