力学单位制教学设计.docx
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力学单位制教学设计
力学单位制
【教材分析】
本节教材是人教版物理第四章第4节的内容,本节内容既相对独立,又与所有物理学内容相关联,之前没有对单位制进行专门介绍,此后也不再有专门的内容安排,但单位制意识要一直贯穿于整个学习过程。
所以让学生了解其重要性、建立单位制意识、规范熟练地应用是这节课的主要任务。
本节的有关概念抽象,在表达、运动时容易出错,教学中要加以强化。
【教学目标与核心素养】
一、教学目标
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。
二、核心素养
物理观念:
使学生理解建立单位制的物理观念,了解单位制的基本思想
科学思维:
培养学生由基本单位推出导出单位的推理能力。
科学探究:
探究怎样使运算过程的书写简化;
科学态度与责任:
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。
【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。
【教学难点】
统一单位后,计算过程的正确书写。
【教学过程】
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
前边我们已经学过许多物理量,它们的公式各不相同,并且我们知道,有的是通过有关的公式找到它们之间的联系的,那么各个物理量的单位之间有什么区别?
它们又是如何构成单位制的呢?
本节课我们就来共同学习这个问题。
学生回忆学过的一些公式
通过思考它们之间的联系引入本节课题
讲授新课
一、基本单位
1.基本单位
在物理学中,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作基本量,它们相应的单位叫作基本单位。
2.导出单位
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量,推导出来的相应单位,叫作导出单位。
(1)速度的单位
速度是位移与时间的比值:
如果位移x的单位用m,时间t的单位用s;我们既可用公式得到v、x、t之间的数量关系,又能够确定它们单位之间的关系,即可得到速度的单位是m/s。
(2)加速度的单位
加速度是速度变化量与时间的比值:
速度v的单位用m/s,时间t的单位用s即可得到加速度的单位是m/s2。
(3)力的单位
用公式F=ma时,当质量用kg做单位,加速度用m/s2做单位,求出的力的单位就是kg·m/s2,也就是牛。
可见,物理公式在确定物理量的数量的同时,也确定了物理量的单位关系。
3.力学中的基本单位和导出单位。
(1)基本单位:
长度的单位——米、分米、厘米等;时间的单位——秒、分、时等;质量的单位——千克、克等。
(2)力学单位制中的导出单位。
导出单位例如:
m/s、m/s2、N、Kg/m3等。
4.单位制
基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
针对练习:
下列物理量单位中哪些属于基本单位?
吨(t)、米(m)、毫米(mm)、小时(h)、秒(s)、焦耳(J)、牛·米(N·m)、微克(μg)、千克(kg)、微秒(μs)、克/厘米3(g/cm3)
解析:
首先要明确,在力学中长度、质量、时间的单位都是基本单位,所以上述单位中吨(t)、米(m)、毫米(mm)、小时(h)、秒(s)、微克(μg)、千克(kg)、微秒(μs)等都是基本单位。
二、国际单位制
不同的地区使用不同的单位制,不方便交流。
1960年第11届国际计量大会制订了国际单位制。
1.国际单位制
国际单位制是一种国际通用的,包括一切计量领域的单位制叫作国际单位制,简称SI。
2.物理学中共有七个基本单位,力学中有三个基本单位
表:
国际单位制的基本单位
物理量名称
单位名称
单位符号
长度
米
m
质量
千克(公斤)
kg
时间
秒
s
电流
安(培)
A
热力学温度
开(尔文)
K
发光强度
坎(德拉)
cd
物质的量
摩(尔)
mol
例题:
光滑水平桌面上有一个静止的物体,质量是700g,在1.4N的水平恒力作用下开始运动。
那么,5s末物体的速度是多少?
5s内它的位移是多少?
分析:
由于物体在竖直方向上所受的重力与桌面的支持力平衡,水平方向上的作用力为恒力,所以物体沿水平方向做初速度为0的匀加速直线运动。
由牛顿第二定律求出物体的加速度,再根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式、位移与时间的关系式,就可以求出速度和位移。
在国际单位制中运用牛顿第二定律F=ma时,质量的单位必须用千克(kg),所以需要对质量的单位进行换算。
解:
以静止的物体为研究对象。
物体的质量m=700g=0.7kg。
根据牛顿第二定律,有
=2N/kg=2m/s2
初速度v0=0,根据匀加速直线运动的速度与时间关系式,有
v=at=2m/s2×5s=10m/s
根据匀变速直线运动的位移与时间关系式,有
x=1/2at2=1/2×2m/s2×25s2=25m
5s末物体的速度是10m/s,方向与恒力的方向相同;5s内它的位移是25m,方向与运动方向相同。
思考讨论:
已知量的单位和计算的结果的单位有什么关系?
已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时,计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示的。
因此:
在统一已知量的单位后,就不必一一写出各个量的单位,只在数字后面写出正确单位就可以了,避免一些不必要的失误。
如前的计算可写成
思考与讨论:
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积,他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V=1/3πR3h。
小红说,从单位关系上看,这个公式肯定是错误的。
她的根据是什么?
圆锥的高度h和底面半径
参考答案:
由单位制的知识可知,物理公式在确定了物理量数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系。
已知V单位m3;而物理量1/3πR3h的运算单位为m4,显然V≠1/3πR3h,该公式是错误的。
拓展学习:
基本单位的定义
1.秒的定义
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9192631770个周期的持续时间为1s。
现在测量时间的最精准仪器是原子钟。
原子钟的照片
2.米的定义
米是光在真空中1/299792458s时间间隔所经路径的长度。
以上米的定义是1960年国际计量大会上批准的。
与此同时,宣布废除1889年国际米原器为标准的米的定义。
国际米原器是以铂铱合金制成的。
3.千克的定义
国际千克原器的质量为1kg。
国际千克原器是1889年第一届国际计量
大会批准制造的,它是一个用铂铱合金制成的圆柱体,高度和直径均为39mm。
原型保存在巴黎国际计量局。
2018年11月16日,第26届国际计量大会决定,千克由普朗克常量h及米和秒定义。
即1kg=h/6.62607015×10-34m2·s-1。
该决定将于2019年5月20日起生效。
此次标准实施后,SI单位中的7个基本单位将全部建立在不变的自然常数基础上,保证了SI单位的长期稳定性和通用性。
课堂练习
1.单位制由_________和________组成,物理公式在确定了物理量的数量关系的同时,也确定了_________关系。
答案:
基本单位;导出单位;物理量的单位间的。
2.为测量国际单位制的三个力学基本量,有下列器材供选择:
A.刻度尺
B.测力计
C.天平
D.打点计时器
E.秒表.
合理的选择是__________(填相应的字母)。
答案:
A、C、E
3.(2019•苏州学业考试)国际单位制中规定,力学量所对应的基本单位是()
A.米、牛顿、秒
B.米、千克、秒
C.米、牛顿、千克
D.米/秒、米/秒、牛顿
答案:
B
4.下列有关力学单位制的说法中,错误的是()
A.在力学的分析计算中,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、时间、质量;
C.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有:
千克、米、秒;
D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示。
答案:
A
5.(2019春•杭州期末)2018年11月16日,第26届国际计量大会全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。
根据决议,千克、安培、开尔文和摩尔等4个SI基本单位的定义将改由常数定义,于2019年5月20日起正式生效。
下列关于国际单位制的描述不正确的是()
A.米、千克和秒都是基本单位;
B.牛顿、焦耳、瓦特都是导出单位;
C.长度、质量、时间和速度都是基本量;
D.安培、开尔文和摩尔都是基本单位。
答案:
C
拓展提高
1.现有下列物理量或单位,按下面的要求选择填空(填序号字母)
A.密度
B.米/秒
C.牛顿
D.加速度
E.质量
F.秒
G.厘米
H.长度
I.时间
J.千克
(1)属于物理量的是_________.
(2)在国际单位制中,作为基本物理量的有_________。
(3)在物理量的单位中不属于基本单位的是———。
(4)在国际单位制中属于基本单位的是————,属于导出单位的是——————。
答案:
(1)ADEHI;
(2)EHI;(3)BC
(4)FJ;BC
2.(2019•温州学业考试)用国际单位制验证下列表达式,可以断定不正确的是()
A.x=1/2at2(x为位移、a为加速度、t为时间)
B.a=g/𝝁(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度)
C.F=mv2/r2
(F为力、m为质量、v为速度、r为半径)
D.v=
(v为速度、R为半径、g为重力加速度、μ为动摩擦因数)。
答案:
C
阅读课文说出基本单位和导出单位。
学生通过公式回忆:
速度的单位、加速度的单位、力的单位
记忆力学中的基本单位和导出单位
学生练习
记忆国际单位制的基本单位
学生分析例题并用两种方法计算
学生思考讨论
学生阅读课文。
学生练习
锻炼学生的自主学习能力和总结能力。
帮助学生理解:
物理公式在确定物理量的数量的同时,也确定了物理量的单位关系
理解力学中的基本单位和导出单位
巩固所学的知识
掌握物理学中七个基本单位
让学生清楚:
已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时,计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示。
让学生知道利用单位有时可判断出公式是否正确。
锻炼学生的自主学习能力拓展学生的知识面。
巩固所学知识
课堂小结
1.在物理学中,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作基本量,它们相应的单位叫作基本单位。
2.由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量,推导出来的相应单位,叫作导出单位。
3.基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
4.物理学中七个基本单位的物理量名称为:
长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量。
梳理自己本节所学知识进行交流
根据学生表述,查漏补缺,并有针对性地进行讲解补充。
板书设计
一、基本单位和导出单位
1.在物理学中,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作基本量,它们相应的单位叫作基本单位。
2.由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量,推导出来的相应单位,叫作导出单位。
3.力学中的基本单位和导出单位。
4.基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
二、国际单位制
1.国际单位制是一种国际通用的,包括一切计量领域的单位制叫作国际单位制,简称SI。
2.物理学中共有七个基本单位,力学中有三个基本单位。
物理量名称为:
长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量
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- 力学 单位制 教学 设计