高中物理第4章牛顿运动定律第4节力学单位制课件新人教版.pptx

1、第4节力学单位制,(教师参考)一、教学目标知识与技能1.知道单位制、基本单位及导出单位 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应用 过程与方法 1.体会单位的重要性,知道单位换算的方法 2.培养学生在计算中采用国际单位的习惯 情感态度与价值观使学生理解建立单位制的重要性,了解建立单位制的基本思想,二、教学重点难点教学重点国际单位制、力学三个基本单位 教学难点规范使用国际单位 三、重难点突破方略力学单位制的突破方略【问题与讨论】 请学生们先阅读教材,后回答问题.(1)什么是基本量,什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些,分别对应什么物理量?学生:选定几个物理量的单位,就能够

2、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,它们的单位叫做基本单位.力学中的基本量有长度、质量和时间,它们的单位分别是米、千克和秒.,(2)什么是导出单位?列举两个你学过的物理量中哪些是导出单位?该导出单位是借助哪个物理公式推导出来的?学生:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,叫做导出单位.加速度的单位是m/s2,它是根据公式a= 来进行推导的;密度的单位是kg/m3,它是根据密度的计算公式= 来进行推导的. (3)什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?对应什么物理量?学生:国际计量委员会在1960年的第11届国际计量大会上

3、制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI.国际单位制中的基本单位共有7个,这7个基本单位及对应的物理量为:,课堂探究,自主学习,达标测评,自主学习 课前预习感悟新知,(教师参考) 情境链接一 比赛中两辆摩托车的速度分别为v1=144 km/h,v2=50 m/s,甲同学说v1v2,乙同学说v1v2,哪一个同学说得对,为什么? 信息 两个速度选取了不同的单位制,不能直接比较其大小,应先把它们统一到同一单位制中,在国际单位制中v1=40 m/s50 m/s,所以乙同学说得对.,情境链接二 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199

4、9年9月抵达火星.然而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.调查发现问题出在有些资料的计量单位没有把英制转换成公制,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. 信息 国际计量委员会在1960年的第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,由一些基本和导出单位组成.,教材梳理,一、基本单位和导出单位 1.物理关系式的功能:物理学的关系式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.基本量与基本单位:只要选定几个物理量的单位,就能够利用 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 ,它们的单

5、位叫做 . 3.导出单位:由基本量根据 推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位.,单位,物理量,基本量,基本单位,物理关系,想一想 力的单位“牛顿”是基本单位吗? 答案:不是.质量的单位“千克”,长度的单位“米”,时间的单位“秒”是基本单位,由牛顿第二定律推导出力的单位“牛顿”,所以力的单位“牛顿”为导出单位. 二、国际单位制 1.单位制: 单位和 单位一起组成了单位制. 2.国际单位制:是一种国际通用的、包括一切 领域的单位制.,基本,导出,计量,3.国际单位制中的七个基本物理量和相应的基本单位.,米,千克,秒,安培,想一想 教材第80页“说一说”中小红说能从单位关系上肯定V= R3h这个公

6、式是错误的.她的根据是什么? 答案:圆锥的高h和底面半径R的单位都是米,计算公式 V= R3h得出体积V的单位是四次方米,从单位上看,显然是错误的.,1.kg,m/s,N是基本单位.() 2.kg,m,s是基本单位.() 3.物理量的单位均可以互相导出.() 4.空气对运动物体的阻力正比于其速度,即Ff=kv,其中k没有单位.() 5.一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.() 6.一般来说,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.(),思考判断,答案:1.2.3.4.5.6.,要点一,课堂探究 核心导学要点探究,【问

7、题导学】,对单位制的理解,1.在水浒传中,武松、林冲、鲁智深都是身长八尺的大汉.那么,你知道身长“八尺”是多少米吗?,答案:查找资料知,古时的“一尺”相当于现在的0.23 m,“身长八尺” 也就是相当于现在的1.84 m.,2.美国国家航空航天局(NASA)在20世纪末曾发射过一个火星探测器,但它由于靠火星过近,结果因温度过高而起火,并脱离轨道坠入火星的大气层.航空航天局调查事故原因时发现:原来探测器的制造商洛克希德马丁公司计算加速度时使用了英制单位,而喷气推动实验室的工程师理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位制算出来的,并把这些数据直接输入电脑.从这次事故的原因上,你能得到什么启示?,答

8、案:在国际上采用统一的单位制是非常重要的,也是非常必要的.,【例1】 现有下列物理量或单位,按下面的要求填空.(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,作为基本单位的物理量的是. (3)在物理量的单位中不属于国际单位制中单位的是. (4)在国际单位制中属于基本单位的是 ,属于导出单位的是.,核心点拨解答该题时一定要区别下列概念:物理量和物理量的单位,国际单位制和国际单位,基本单位和导出单位.,解析:(1)属于物理量的是:密度、加速度、质量、长度、时间,即“A,D,E,H,I”. (2)

9、在国际单位制中,作为基本单位的物理量有:质量、长度、时间.即“E,H,I”. (3)不属于国际单位制中单位的是厘米,即“G”. (4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克,即“F,J”,属于导出单位的是米/秒和牛顿.即“B,C”. 答案:(1)A,D,E,H,I(2)E,H,I(3)G(4)F,JB,C,误区警示,单位制认识的三个误区,(1)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位.例如,牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位,而是导出单位. (2)是国际单位的不一定是基本单位.基本单位只是组成国际单位制的七个基本单位,其余的单位都是导出单位. (3)物理量单位之间的关系可能通过相

10、应的物理公式导出,但并不是所有物理量的单位都可以互相导出.,(教师备用) 例1-1:(2017抚顺高一检测)测量国际单位制规定的三个力学基本量,分别可用的仪器是下列哪一组( ) A.密度计、弹簧测力计、打点计时器 B.米尺、弹簧测力计、秒表 C.秒表、天平、量筒 D.米尺、天平、秒表,D,解析:国际单位制中的三个力学基本量为质量、长度、时间,它们的测量仪器分别是天平、米尺、秒表,选项D正确,A,B,C错误.,针对训练1:关于物理量或物理量的单位,下列说法正确的是( ) A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、速度为三个基本物理量 B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位 C.“

11、m”“kg”“N”都是国际单位制的单位 D.1 N/kg=9.8 m/s2,C,解析:在力学中,质量、长度及时间作为基本物理量,其单位作为基本单位,选项A错误;“牛顿”是根据牛顿第二定律推导出来的单位,所以牛顿是导出单位,不是基本单位,选项B错误;“m”“kg”“N”都属于国际单位制的单位,其中“m”“kg”是基本单位,“N”是导出单位,选项C正确;由a= 可知,1 N/kg=1 m/s2,选项D错误.,要点二,【问题导学】 在学习了力学单位制后,李明同学由公式G=mg得g的单位是N/kg,而赵宏同学由自由落体公式v=gt得g的单位为m/s2,于是二人发生争执,都认为自己导出的单位正确,到底谁

12、是谁非呢?,答案:都正确,1 N/kg= =1 m/s2.,单位制的应用,【要点归纳】 1.简化表达式书写 在利用物理公式进行计算时,为了在代入数据时不使表达式过于繁杂,我们要把各个物理量换算到同一单位制中,这样计算时就不必一一写出各物理量的单位,只要在所求结果后写上对应的单位即可. 2.推导单位 物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系,推导出物理量的单位.,【例2】 一列质量为1103 t的列车,机车牵引力为3.5105 N,运动中 所受阻力为车重的0.01.列车由静止开始做匀加速直线运动,到速度变为 180 km/h,需

13、多长时间?此过程中列车前进了多少千米?(g取10 m/s2),核心点拨在运算过程中都要采用国际单位制单位运算.,答案:200 s5 km,规律方法,单位制在计算中的应用技巧,(1)题目中的物理量必须统一到同一单位制中,一般选用国际单位; (2)当各物理量采用国际单位,且运用物理公式进行计算时,公式中各物理量不必都写上单位,只需在最后的数值上写出正确的单位即可.,(教师备用) 例2-1:质量为10 g的子弹,以300 m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹射出的速度为200 m/s,若木板的厚度为10 cm,试求木板对子弹的平均作用力.,子弹受力如图所示,则在竖直方向FN,m

14、g大小相等,方向相反,合力为0,由牛顿第二定律得 F=ma=1010-32.5105 N =2.5103 N, 力的方向与运动的方向相反.,答案:2.5103 N与运动的方向相反,针对训练2:(2017萍乡高一检测)美国物理学家于1995年在国家实验室观察到了顶夸克.这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一.正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为Ep=-K ,式中r是正、反顶夸克之间的距离,as=0.12是强相互作用耦合常数,无单位,K是与单位制有关的常数,则在国际单位制中常数K的单位是( ) A.J B.N C.Jm D.J/m,C,(教师参考) 【教材探究】 在牛顿第二定律的公式F=

15、ma中,公式只确定了F,m,a三个物理量间的大小关系吗?,答案:不是.公式F=ma中各量只有采用国际单位制时公式才适用,不然的话k1.由此可知,物理公式不但确定了物理量之间的关系,也确定了物理量单位间的关系.,达标测评 随堂演练检测效果,1.导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是( ) A.加速度的单位是m/s2,是由m,s两个基本单位组合而成的 B.加速度的单位是m/s2,由公式a= 可知,它是由m/s和s两个基本单位组合而成的 C.加速度的单位是m/s2,由公式a= 可知,它是由N和kg两个基本单位组合而成的 D.以上说法都是正确的,A,解析:在力学中选长度、时间、质量的单位为基本单位,而m/s,N都是导出单位,选项A正确,B,C,D错误.,2.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0.1 s,测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值x=1.2 cm,若还测出小车的质量为500 g,则关于加速度a、合外力F的大小及单位,既正确又符合一般运算要求的是( ),BD,解析:在利用物理公式进行数值运算中,各物理量的单位均统一到国际单位后,只代入数值,无需代入各量单位,只在数字后写出正确的单位即可.选项A,C错误,B,D正确.,3.(2017上海检测)在解一道物理文字计算题时(由字母表达结果的计算题),一个同学解得x= (t1+t2),用