2012高中物理 4.7力学单位制教案2 粤教版必修1

用心 爱心 专心1 第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律 第七节力学单位制第七节力学单位制 一 教学目标一 教学目标 1 1 知识与技能 知识与技能 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 明确单位制在物理计算中的应用 2 2 过程与方法 过程与方法 通过学生阅读和教师接的相关资料了解单位的重要性与相关知识 3 3 情感态度与价值观 情感态度与价值观 1 培养自学能力 体验自主学习 2 通过单位的规定方式 了解单位统一的必要性 并能运用单位对运算过程或结果进行检 验 二 教学内容剖析二 教学内容剖析 1 1 本节课的地位和作用 本节课的地位和作用 单位制往往不被同学们所重视 而不少同学在解物理题时恰恰是因为单位出差错 而 使解题结果错误 所以同学们要真正弄清单位制的作用 弄清物理公式和物理量的单位之 间的关系 在物理计算时 先选定单位制 统一物理量的单位 然后正确运用公式 这样 单位就不会出现错误 2 2 本节课教学重点 本节课教学重点 1 什么是基本单位 什么导出单位 2 力学中的三个基本单位 3 3 本节课教学难点 本节课教学难点 统一单位后的计算过程的正确书写 三 三 教学思路与方法教学思路与方法 只要我们在物理计算中统一使用国际单位制 就是将所有已知量的单位均统一为国际 单位 那么就不需要再代入单位计算了 而在计算结果后面写上正确的单位即可 这样也 可以大大简化运算过程 四 四 教学准备教学准备 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 1 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 2 探究物理量单位如何确定 3 探究统一使用国际单位的有益之处 4 利用单位制 探究解决的实例 五 五 课堂教学设计课堂教学设计 教教 学环学环 节节 教学内容教学内容师生互动师生互动设计意图设计意图备注备注 用心 爱心 专心2 引入引入 部分部分国际单位制 SI 师 师 一个物体有这么高 高达 1 70 另外一个物体长 5 00 哪个 更大 生 无法回答 因为不知道单位 可能是 1 70 公里和 5 00 毫米 师 那么怎么办呢 我们就给它规 定一个单位 单位制将帮助我们解 决这个问题 中国自秦始皇扫平六国 一统天下 之后 不仅在政治上 经济上和军 事上高度统一 而且连度量衡也统 一了 使得中国历史长河中任何企 图分裂的局面都只能是暂时的 可 见 使用统一的单位 不仅能方便 交往 而且在一定程度上也表现出 一种文化认同倾向 再思考一个问题 到目前为止 我 们一共学习了多少个单位 你知道 我们经常用的有几个是国际单位 生 质量 时间 长度 师 师 为了测量或比较物理量的大小 我们建立了物理量的单位 我们已 学过的一些物理公式在确定物理量 的数量关系的同时 也确定了物理 量的单位 一般说来 物理量的单位可以任意 选择 这样就会存在同一个物理量 出现多个单位 与此对应存在多种 单位制 古今中外都不一样 严重 影响了科学技术的交流与发展 因 此国际计量大会对此做出了规范 通过了国际单位制 代号为 SI 我们今天就来学习国际单位制 激发学生激发学生 的好奇心的好奇心 和探索欲和探索欲 望 教师望 教师 在物理教在物理教 学中有意学中有意 识的穿插识的穿插 一些历史一些历史 上与单位上与单位 制有关的制有关的 小故事 小故事 就可以使就可以使 学生更加学生更加 自觉 积自觉 积 极 主动极 主动 地去学习地去学习 物理 潜物理 潜 移默化的移默化的 培养学生培养学生 的兴趣 的兴趣 说明为说明为 什么要什么要 有统一有统一 的单位的单位 制 强制 强 调统一调统一 的重要的重要 性 性 得出得出 结论结论 一 单位制 1 基本单位 所选定的 基本物理量的单位 l 物理学中 共有七 个物理量的单位被选定 为基本单位 2 在力学中 选定长 度 质量和时间这三个 物理量的单位为基本单 位 师 首先我们来学习什么是单位制 什么是基本单位 认识七个物理量 师 基本单位是人为选定的 你知 道几个呢 生 质量的单位 长度的单位 时 间的单位等 师 基本单位的意义 力学是研 究物体运动变化的过程中力与运动 人为规定 人为规定 不必赘述 不必赘述 在日常的在日常的 生活和生生活和生 产中 蕴产中 蕴 涵着大量涵着大量 的物理学的物理学 知识 因知识 因 此 注意此 注意 联系生活 联系生活 单位制单位制 中 只中 只 需要记需要记 得力学得力学 中的三中的三 个基本个基本 单位即单位即 可 有可 有 效的利效的利 用导出用导出 用心 爱心 专心3 长度的单位有 厘米 cm 米 m 千米 km 等 质量的单位有 克 g 千克 kg 等 时间的单位有 秒 s 分 min 小时 h 等 2 导出单位 根据物理 公式中其他物理量和基 本物理量的关系 推导 出的物理量的单位 速度公式 v s t 位移 单位选 m 时间单位选 s 速度的单位是 m s 加速度公式为a v1 v0 t 速度单位是 m s 时间单位是 s 则加速 度的单位是 m s2 牛顿第二定律公式为 F ma 质量单位选 kg 加速度单位选 m s2 则力的单位是 N 非国际单位 不是国际单 位中的导出单位 长度单位 厘米 cm 毫米 mm 分米 dm 时间单位 小时 h 分 钟 min 日 年等 质量单位 克 g 吨 t 毫克 mg 3 单位制 基本单位和 导出单位所组成的一系 列完整的单位体制 叫 做单位制 由于基本单位的选择不 同 历史上力学中出现 了厘米 克 秒制和米 千克 秒制两种不同的 单位制 工程技术领域 还有英尺 秒 磅制等 单位制 关系的 因此 联系物体自身性质 的量 质量 和空间尺度的量 长 度 以及时间 必然与物体受力后 运动变化联系得最密切 最普遍 所以这三个物理量也最基本 事实 表明 用这三个量做基本单位 可 以使力学中的单位数目最少 让学生思考常见的单位 并写出 巧记歌谣 世有七个基本量 长 巧记歌谣 世有七个基本量 长 度 时间与质量 电流 光强坎得度 时间与质量 电流 光强坎得 拉 摩尔单位物质的量 热 力 拉 摩尔单位物质的量 热 力 学温度开尔文 单位巧记不忧伤 学温度开尔文 单位巧记不忧伤 师 师 导出单位 看名字我们就可导出单位 看名字我们就可 以理解 导出单位是推导得到的 以理解 导出单位是推导得到的 是是根据物理公式中其他物理量和基 本物理量的关系 推导出的物理量 的单位 你知道几个 生 常见的有速度的单位 加速度 的单位 牛顿的单位 师 导出单位的意义 从根本说 所有的物理量都是由基本物理量构 成的 在力学范畴内 所有的力学 量都是由长度 质量和时间这三个 基本物理量组成的 因此基本物理 量的单位选定也就决定了其他导出 物理量的单位 师 还有很多单位 象师 还有很多单位 象长度单位 厘米 cm 毫米 mm 分米 dm 等 它们不是导出单位 而是基本 单位中的非国际单位 你还知道几 个 学生思考 生 1 时间单位 小时 h 分钟 min 日 年等 生 2 质量单位 克 g 吨 t 毫克 mg 等 师 师 基本单位和导出单位所组成的 一系列完整的单位体制 叫做单位 制 师 厘米 克 秒制是一组单位制 师 厘米 克 秒制是一组单位制 米 千克 秒制也是一组单位制还米 千克 秒制也是一组单位制还 有其他的单位制 但是国际单位制有其他的单位制 但是国际单位制 生产中学生产中学 生看到但生看到但 不懂的实不懂的实 际问题 际问题 可以激发可以激发 学生的兴学生的兴 趣 趣 单位 单位 不但可不但可 以表示以表示 物理量 物理量 也可以也可以 推导公推导公 式 式 用心 爱心 专心4 只有一组 就是米 千克 秒制 只有一组 就是米 千克 秒制 继续继续 讲解讲解 并做并做 进一进一 步的步的 说明说明 二 国际单位制 SI 中的力学单位 1 基本单位 长度单位 米 m 质量单位 千克 kg 时间单位 秒 s 2 导出单位 速度单位 米 秒 m s 加速度单位 米每二次 方秒 m s2 力的单位 牛顿 N 学生讨论并且记忆 学生讨论并且记忆 没有任何没有任何 方法 只方法 只 能强记 能强记 利于做题 利于做题 与常与常 见的见的 问题问题 联系 联系 补充 三 组合单位 的读法 组合单位的汉文名称与 其符号表示的顺序一 致 在只有名称而不出 现符号的场合 名称的 顺序应该与有符号的情 况下一致 如单位由相 乘构成 无论是否使用 乘的符号 名称中无对 应 乘 的词 符号中 的除 斜线和出现的负 指数 名称中对应的词 为 每 字 每 字只 出现一次而与分母中的 单位多少无关 例如 力矩的 SI 单位名称为 牛顿米 因其符号为 N m 密度的 SI 单位名称为 千克每立方米 因其 符号为 kg m3 知一而知一而 通十通十 学 学 会读法 会读法 进一进一 步引步引 导 导 补充 四 力学国际 单位制 SI 在解题中 的应用 1 在解题计算时 已知 量均采用国际单位制 计算过程中不用写出各 师 力学单位制在解题中的应用 师 力学单位制在解题中的应用 1 在解题计算时 已知量均采用 国际单位制 计算过程中不用写出 各个量的单位 只要在式子末尾写 出所求量的单位即可 2 物理公式既反映了各物理量间 在以后的在以后的 解题过程解题过程 中 会大中 会大 大有益于大有益于 运算 运算 钉钉 死步骤 死步骤 让学生让学生 按部就按部就 班的执班的执 行 行 用心 爱心 专心5 个量的单位 只要在式 子末尾写出所求量的单 位即可 2 物理公式既反映了各 物理量间的数量关系 同时也确定了各物理量 的单位关系 因此 在 解题中可用单位制来粗 略判断结果是否正确 如单位制不对 结果一 定错误 例 现有下列物理量或单位 请按要求填空 A 密度 B m s C 牛顿 D 加速度 E 质量 F 秒 G cm H 长度 I 时间 J 千克 1 属于物理量的是 A D E H I 2 在国际单位制中属 于基本单位的物理量是 E H I 3 在国际单位制中属 于基本单位的是 F J 属于导出单位的是 B C 的数量关系 同时也确定了各物理 量的单位关系 因此 在解题中可 用单位制来粗略判断结果是否正确 如单位制不对 结果一定错误 师 我们来看一个例题 解 据题设可知 物体将在恒力 F 的作用下做初速度为零的匀加速直 线运动 已知 m 7kg F 14N t 5s 由牛顿 第二定律可得 a F m 14N 7kg 2N kg 2m s2 让学生看一会 师 解题时 对题中所有已知量都 用国际单位制表示 计算的结果必 定是用国际单位制表示 物理公式 既反映了各物理量间的数量关系 同时也确定了各物理量的单位关 系 做题巩固 最后最后 总结总结 本节本节 教师对本节进行小结 1 力学中我们选定长度 质量 时间这三个物理 量的单位为基本单位 2 由基本单位和导出单 位组成单位制 国际单 位制是一个比较科学 完善的单位制 课后课后 巩固巩固 作业 1 查找资料 格林威 治时间 和 时差 的 概念 学生课后 巩固 开 放性的作 业有利于 培养学生 的观察及 思维能力 并拓宽学 用心 爱心 专心6 生知识面 渗透了新 课标理念 视野拓展视野拓展 历史上不同的时期 不同的地区 使用过不同的计量单位 在我国就使用过尺 斤 亩 时辰等计量单位 随着科技 交通的发展 各国各地区之间的交往日益频繁 单位制 不同引起的麻烦越来越多 人们迫切希望能统一计量单位 物理学的发展则为单位制的建 立提供了条件 促进了世界各地计量单位的统一 惠更斯发现了单摆振动周期公式 后 建议采用秒摆 周期为 2 秒 的摆长为 1 米 秒 摆的摆长易复现 但在地球上不同地点 重力加速度 g 有差异 不同地点的秒摆摆长不严 格相同 此建议未被采用 由于光学 天文学 地学的发展 人们能很准确地测量出地球 经纬线的长度 1791 年法国采用了以地球子午线四分之一长度的一千万分之一为 1 米 并制造出长度单位 米 的基准器 由法国档案局保管 根据此基准制造了 31 根截面为 X 型的米原器 其中 6 号米原器经国际计量局鉴定后被选作国际米原器 保存在国际计量局 同时规定 质量单位是 1 立方米的水在密度最大 温度 40C 时的质量 这种单位制以米 为基础 称为 米 制 19 世记经典物理学已经形成严密的科学体系 仅以长度一个单位为基础建立的单位制 已远不能满足力学 热学 电学 光学等许多物理量计量的要求 在麦克斯韦等科学家建 议下选择了长度单位 厘米 时间单位 秒 质量单位 千克 为三个基本单位 称为 厘米 克 秒 制 CGS 制 同时使用的还有 米 千克 秒 MKS 制 和 米 千克力 秒 工程单位制 电磁学的发展又出现了一批如电场强度 电势 电介质的介电常数 磁感强度 磁通 量 磁介质的磁导率等物理量 电学中利用点电荷之间的相互作用力的库仑定律为基础定 义电学量的一系列单位 称为绝对静电单位 CGSE 制 利用真空中两通电直导线间相互 作用力 为基础定义一系列磁学量单位 CGSM 制 它们的基本单位都是 厘米 克 秒 但有些物理量的单位却出现了不一致的情况 高斯又提出了混合单位制 解决了单位制一 致的问题 但运算却增加了麻烦 物理学家们认为原因是所用单位制中选用的基本单位太 少而引起的 国际计量大会 1935 年增加安培作基本单位 1954 年通过了以米 千克 kg 秒 s 安培 A 开尔文 k 坎德拉 cd 为 6 个基本单位的国际单位 1971 年第 14 届 国际计量大会又将物质的量的单位 摩尔 mol 定义为第 7 个基本单位 以此为基础的 国际单位制得到了世界各国的认同 在世界各国科学界 工矿 商贸等各界广泛推广和应 用 作为基本单位量的标准应该是非常稳定而不变的 并且要容易复现 而用实物作为比 照标准则难以保证长期不变和准确复现 物理技术的发展改变了以实物为标准的情况 长度的基本单位 米 1791 年用地球子午线长度定义 1927 年定义为国际计量局保存 的米原器 1960 年定义为氪 86 原子的 2P10 和 5d5 能级间跃迁所对应的幅射在真空中波 长的 1650763 73 倍 由于真空中光速值的准确测量以及激光频率的稳定 促使米的定义发 生了根本性变化 1983 年 10 月召开的第 17 届国际计量大会上通过了新的定义为 米是 光在真空中在 1 299792458 秒的时间间隔内行程的长度 在规定的三种复现方法中均明确 指出 真空中光速的数值已是一个定义值 长度单位米是与时间单位无关的