力学单位制
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力学单位制
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。
教学重点、难点
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。
教学难点
统一单位后，计算过程的正确书写。
教学过程
一、新课导入
教师多媒体展示《尺的演化史》
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0.3048 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。
他把从自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1000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0.2309 m到0.3558m的变化，其差别相当悬殊。
学生讨论与交流：
单位的不统一会造成什么样的困难？
单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使全球人类能够共享光明，共享人类文明进步的成果。
二、新课教学
（一）基本单位和导出单位
提出问题：如果我们不小心忘记了某个物理量的单位怎么办呢？有没有办法从脑海里把这个单位找回来呢？
思考回答：根据对应的物理公式就可以。
比如根据公式x a t
∆=
∆。
如果位移用m 做单位，时间用s 做单位，得出的速度的单位就是m/s ；根据公式t x a ∆∆=，速度用m/s 做单位，时间用s 做单位，得出加速度的单位就是m/s 2。
物理学的关系式不仅确定物理量之间的关系，也确定了物理量单位之间的关系。
而且从刚才所讲可以看出：只要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。
这些被选定的物理量叫做基本量，基本量的单位叫做基本单位。
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫做导出量，导出量的单位叫做导出单位。
基本单位和导出单位一起组成了单位制。
国际单位制中选定了七个基本物理量，大家看教材P79上的图表。
其中需要我们牢记的是力学范围内的三个基本量：长度、质量、时间，对应的基本单位分别是米（米是光在真空中1/299792 458秒的时间间隔内的行程）、千克（千克等于国际千克原器的质量）、秒（秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的 9 192 631 770个周期的持续时间）。
（二）国际单位制与公式成立条件
1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。
简称SI 。
力的单位可以在基本单位的基础上用公式推导出来。
根据ma F =，质量的单位用千克，加速度单位用米每二次方秒，得到力的单位是千克米每二次方秒，由于这个名称太长，人们才给了它另一个简单的名称：牛顿，即1牛顿=1千克米每二次方秒。
由此可见，力的单位是导出单位。
（三）实例探究
例1. 光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是7kg ，在14N 的水平恒力作用下开始运动（教材P79图4.4-1），5s 末的速度是多大？5s 内通过的位移是多少？
分析：本题中，物体的受力情况是已知的，需要明确物体的运动情况，物体的初速度v 0=0，在恒力的作用下产生恒定的加速度，所以它做初速度为零的匀加速直线运动，已知物体的质量m 和所受的力F ，据牛顿第二定律F ＝ma 求出加速度a ，即可用运动学 共识求解得到最终结果。
已知：m ＝7kg ，F ＝14N ，t ＝5s 。
求：v t 和S 。
解：214N 2m s =2N k g 7k g
F a m ===。
v t =at =2m/s 2×5s=10m/s 。
s =21at 2=2
1×2m/s 2×25s 2=25m 。
评析：题中各已知量的单位都是用国际单位表示的，计算的结果也是用国际单位表示的。
既然如此，我们在统一各已知量的单位后，就不必一一写出各物理量的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了。
例2. 一个质量是100g 的运动物体，初速度是1m /s ，在方向跟速度方向相同、大小是2N 的力作用下，3s 末的速度是多大？
解：根据牛顿第二定律，物体的加速度为
222/20/0.1
F a m s m s m =
==。
物体3s 末的速度为 v 3=v 0＋at =1m /s ＋20×3m /s =61m /s 。
例3. 一辆速度为4m /s 的自行车，在水平公路上匀减速地滑行40m 后停止。
如果自行车和人的总质量是100kg ，自行车受到的阻力是多大？
解：由as v v t 2202=-可求出自行车的加速度
s
v v a t 2202-= ./2.0/40
240222
s m s m -=⨯-= 根据牛顿第二定律，自行车受的阻力
F =ma =100×（－0.2）N =－20N .
负号表示阻力方向与v 0方向相反。
例4. 一辆质量是2t 的货车，在水平公路上匀速行驶，司机突然紧急刹车，使货车匀减速停下来。
从刹车开始到停下来，驶过的路程是15m ，已知此车所受的制动力为1.2×104N ，求货车刹车前的速度。
解：货车刹车的加速度为,/6/2000
102.1224
s m s m m F a -=⨯-== 负号表示加速度方向与运动方向相反。
而,2202as v v t =-故
0/13.4/v s m s =。
三、课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了什么是基本单位，什么是导出单位、什么是单位制，知道了力学中的三个基本单位以及统一单位后，解题过程的正确书写方法。
四、布置作业。
