2019-2020年高中物理《力學單位制》教案19 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理《力學單位制》教案19 新人教版必修1 知識與技能 １．知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導出單位 ２．知道力學中的三個基本單位 ３．認識單位制在物理計算中的作用 過程與方法 １．會議體會單位的重要性，知道單位換算的方法 ２．培養(yǎng)學生在計算中采用國際單位的習慣 情感態(tài)度與價值觀 使學生理解立單位制的重要性，理解單位制的基本思想 教學重點 知道單位制的作用，即清楚物理公式與物理量的關(guān)系，掌握國際單位制中的基本單位和導出單位 教學難點 通過今天的學習能夠在今后的學習中推導物理量的單位 教學過程 【引入】 師：同學們，今天我們一起來討論物理研究計算中如何使用單位的問題。在進行新課之前，我們先來討論下面幾個問題。 1、什么叫做單位 答：測量是將待測的量與一個選來作為標準的同類量進行比較，確定待測量是該同類標準量的多少倍的過程。選來作為標準的同類量稱之為單位，比如：1790年：巴黎會議約定：通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一定義為1米；千克 （kilogram）：1立方分米的水在其密度最大時的溫度(約為4攝氏度)下的質(zhì)量。 倍數(shù)稱為測量數(shù)值。 測量值=測量數(shù)值單位。 長度=8.00厘米 2、位移、質(zhì)量、時間、速度、加速度以及力的單位是什么？ 生：位移常用的單位有厘米、米、千米等；質(zhì)量的單位有克、千克、噸等；時間單位有秒、分、小時等；速度單位有米每秒、千米每小時等；加速度的單位有m/s2、cm/s2等；力的單位有N。 【單位換算】 師：那36km/h與12m/s兩個速度相比較，哪個大？ 生：要比較兩個速度的大小必須先統(tǒng)一單位，先把36km/h轉(zhuǎn)化成多少m/s？ 師：那如何進行單位換算呢？ 生：數(shù)值不變，只將單位進行換算就行了，比如 10m/s<12m/s 例1、完成下列單位換算： 　　(1)0.1 mg=_____________kg (2)4.2t=_____________kg (3)54 km／h=____________m/s (4)____________ 帶領(lǐng)學生看圖片：姚明的身高 各個國家、地區(qū)以及各個歷史時期,都有各自的計量單位。以長度為例：歐洲曾以手掌的寬度或長度作為長度的計量單位,稱為掌尺.在英國,1掌尺=7.62cm;在荷蘭,1掌尺=10cm；英尺是8世紀英王的腳長,1英尺=0.3048m。10世紀時英王埃德加把自己大拇指關(guān)節(jié)間的距離定為1英寸,1英寸=2.54cm。這位君王還別出心裁，把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離91cm定為1碼， 1碼=91cm. 我國，從秦朝至清末的xx多年間，我國的“尺”竟由1尺=0.2309m到0.3558m的變化，其差距相當懸殊。 【國際單位制】 師：大家也看到了，如果單位不統(tǒng)一，或者說不同的地方對單位有不同的規(guī)定，那對于我們研究問題很不方便，所以有必要對單位進行統(tǒng)一的規(guī)定。為了便于交流合作，1960年第11屆國際計量大會制定了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制。簡稱SI 思考： 1、數(shù)碼產(chǎn)品的接口為什么要統(tǒng)一？ 2、為什么歐盟要發(fā)行統(tǒng)一的貨幣-歐元？ 【基本單位和導出單位】 師：如果我們不小心忘記了某個物理量的單位怎么辦呢？有沒有辦法從腦海里把這個單位找回來呢？ 生：能，根據(jù)對應的物理公式就可以。比如根據(jù)公式，如果位移用米做單位，時間用秒做單位，得出的速度的單位就是米每秒；根據(jù)公式，速度用米每秒做單位，時間用秒做單位，得出加速度的單位就是米每二次方秒。 師：這位同學回答得非常好！由此可見：物理學的關(guān)系式不僅確定物理量之間的關(guān)系，也確定了物理量單位之間的關(guān)系。而且從剛才所講可以看出：只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導出其它物理量的單位。這些被選定的物理量叫做基本量，基本量的單位叫做基本單位。由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其它物理量叫做導出量，導出量的單位叫做導出單位?；締挝缓蛯С鰡挝灰黄鸾M成了單位制。 師：國際單位制中選定了七個基本物理量，大家看課本上的圖表。其中需要我們牢記的是力學范圍內(nèi)的三個基本量：長度、質(zhì)量、時間，對應的基本單位分別是米(米是光在真空中1/299792 458秒的時間間隔內(nèi)的行程)、千克(千克等于國際千克原器的質(zhì)量)、秒(秒是銫-133原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的 9 192 631 770個周期的持續(xù)時間)。 力學范圍內(nèi)的單位制 基 本 量 導出 量 長度 m km cm …… 時間 s m h …… 質(zhì)量 kg t g …… 速度 m/s km/h …… 加速度 m/s2 cm/s2 …… 力 N 密度 kg/m3 g/cm3 …… 基 本 單位 導出 單位 單位 制 國際單位制中的單位 例2、現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求選擇填空.(填序號字母) A.密度 B.米/秒 C.牛頓 D.加速度 E.質(zhì)量 F.秒 G.厘米 H.長度 I.時間 J.千克 K.厘米/秒 (1)屬于物理量的是 ADEHI (2)在國際單位制中，作為基本物理量有 EHI (3)屬于基本單位的是 FGJ ，屬于導出單位的是 BCK 。 (4)在國際單位中屬于基本單位的是 FJ ，屬于導出單位的是 BC 【解析】：凡是基本量的單位均是基本單位，像厘米、分米等，會有相當一部分同學可能會把國際單位制的基本單位與基本單位混為一談。導出單位是由基本單位組合成的，長度單位為m，時間單位為s，則速度單位必是m/s，若長度單位為cm，時間單位為s，則速度單位必cm/s。 【國際單位制與公式成立條件】 師：看完表格后難道沒有同學感到奇怪：力學范圍內(nèi)的基本單位怎么沒有力的單位牛頓??？ 生：力的單位可以在基本單位的基礎(chǔ)上用公式推導出來。根據(jù) 質(zhì)量的單位用千克，加速度單位用米每二次方秒，得到力的單位是千克米每二次方秒，由于這個名稱太長，人們才給了它另一個簡單的名稱：牛頓，即1牛頓=1千克米每二次方秒。 師：由此可見，力的單位是導出單位。 例3、如果質(zhì)量的單位用克，加速度單位用米每二次方秒，力的單位用牛頓，則公式還成立嗎？ 答：如果成立的話就有1牛頓=1克米每二次秒，而我們已知國際單位制上已規(guī)定1牛頓=1千克米每二次方秒，所以公式不成立，如果質(zhì)量單位要用克，則公式應改為 例4、 牢記： 1、計算時必須保證公式兩邊使用的是同一單位制，最好是國際單位制。如：要用公式，那公式中的位移單位是m，時間單位是秒，速度單位是米每秒。如果我們計算時時間單位用小時，位移用米，速度用米每秒，那公式就得變形為 2、在統(tǒng)一已知量的單位后，計算時只需要在最后的結(jié)果上加上單位即可，過程中不需要一一寫出各量的單位。 【補充資料】 中國古代的單位制 度是指長度的計量標準，單位有丈、尺、寸等； 量是指容量的計量標準，單位有斗、升等； 衡是指質(zhì)量的計量標準，單位有斤、兩等 《孔子家語》：布手知尺，布指知寸 商代骨尺 長16.95厘米、寬1.8厘米 《爾雅》：“掬，一升也?！? 十升為斗 商鞅銅方升 全長18.7cm、內(nèi)口長12.4cm、 寬6.9cm、深2.3cm、容積202ml 新莽始建國銅方斗 通長23.92cm，高11cm， 口方14.75cm。容積1940ml。 秦始皇詔文權(quán) 通高5.3cm， 徑4.7cm， 重260g 匠石運斤成風，聽而斫之，盡堊而鼻不傷。 —— 《莊子徐無鬼》 《說文》：“斤，斫木斧也?！? 人們常常借用斧的重量作為一個單位，與其他交換物相比較從事交易活動，后來，斧便逐漸地過渡為一個重量單位——斤 英制 英制單位是一種起源于英國、并在其前殖民地和英聯(lián)邦國家使用的單位制 長度單位 英寸（吋 inch ）（1英寸＝2.54厘米） 10世紀：英王埃德加大拇指的第一個指節(jié)的長度。 14世紀：從大麥穗中選取3粒最大的麥粒排成一行，其長度就是一英寸。 英尺（呎 foot）（1英尺＝12英寸＝30.48厘米） 9世紀：英國查理曼大帝的腳板的長度。 16世紀：德國：某一個禮拜日最先從教堂里走出來的16個男子的左腳長度平均值。 碼 （yard）（1碼＝3英尺＝91.44厘米） 12世紀：英國亨利一世的鼻尖到前伸手臂時中指尖的距離。 磅（pound) (1磅 =454克) 一顆從麥穗的中間抽取的大麥的重量的7000倍 米制 米 （metre）： 1790年：巴黎會議約定：通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一定義為1米。 鉑銥合金制成的國際米原器 千克 （kilogram）： 1立方分米的水在其密度最大時的溫度(約為4攝氏度)下的質(zhì)量。 鉑銥合金制成的國際千克原器 時間的單位 年：地球繞太陽一周所用的時間。 月：月球繞地球一周所用的時間。 日: 地球自轉(zhuǎn)一周所用的時間。 秒：一個平太陽日的1/86400為一秒 1999年9月23日：xx年12月美國發(fā)射的火星氣候探測器與地面失去聯(lián)系。 火星大氣層的最小安全距離： 大約 85km～100km， 預定140km～150km。 實際：探測器距火星表面最近僅57km。 探測器在火星大氣中被“火葬”。 1999年9月30日的調(diào)查報告： 造成飛行高度太低的原因是公制和英制的轉(zhuǎn)換問題! 洛克希德馬丁公司提供資料，以便噴射推進實驗室每天兩次啟動小推進器，來調(diào)整太空船的航向。導航員認為啟動小推進器的力是以公制的“牛頓”為單位，不料這些資料卻是以英制的“磅”為單位，結(jié)果導致太空船的航向出現(xiàn)微小偏差。日積月累，終于差之毫厘，謬以千里。 就是因為在單位制上的失誤，結(jié)果犯了一個“極端愚蠢的錯誤”，價值1.25億美元的火星探測器毀于一旦。