高一物理必修一4.4力學(xué)單位制

1、for personal use only in study and research; not for commercial use4.4 力學(xué)單位制教學(xué)目標(biāo)(一 ) 知識(shí)與技能1. 知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位2. 知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位3. 認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用(二 ) 過(guò)程與方法4. 回憶體會(huì)單位的重要性，知道單位換算的方法5. 培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算中采用國(guó)際單位的習(xí)慣(三 ) 情感態(tài)度與價(jià)值觀6. 使學(xué)生理解建立單位制的重要性，了解單位制的基本思想教學(xué)重點(diǎn)知道單位制的作用，即清楚物理公式和物理量的關(guān)系，掌握國(guó)際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位教學(xué)難點(diǎn)通過(guò)今天的學(xué)習(xí)

2、能夠在今后的學(xué)習(xí)中自己推導(dǎo)物理量的單位。教學(xué)過(guò)程一、引入師： 同學(xué)們，今天我們一起來(lái)討論物理研究計(jì)算中如何使用單位的問(wèn)題。在進(jìn)行新課之前，我們先來(lái)討論下面幾個(gè)問(wèn)題。1、什么叫做單位答：測(cè)量是將待測(cè)的量與一個(gè)選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的同類(lèi)量進(jìn)行比較，確定待測(cè)量是該同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)量的多少倍的過(guò)程。選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的同類(lèi)量稱(chēng)之為單位，比如：1790年：巴黎會(huì)議約定：通過(guò)巴黎的地球子午線(xiàn)全長(zhǎng)的四千萬(wàn)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(shí)的溫度( 約為 4 攝氏度 ) 下的質(zhì)量。倍數(shù)稱(chēng)為 測(cè)量數(shù)值 。測(cè)量值 =測(cè)量數(shù)值單位。長(zhǎng)度 =8.00 厘米2、位移、質(zhì)量、時(shí)間、速度、加速度以及力

3、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(shí)間單位有秒、分、小時(shí)等；速度單位有米每秒、千米每小時(shí)等；加速度的單位有m/s2、 cm/s 2 等；力的單位有 n。二、單位換算師：那 36km/h 與 12m/s 兩個(gè)速度相比較，哪個(gè)大？生：要比較兩個(gè)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(jìn)行單位換算呢？生：數(shù)值不變，只將單位進(jìn)行換算就行了，比如36km361000mh110m / s3600s10m/s12m/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

4、) 10cm / s2_ m / s2帶領(lǐng)學(xué)生看圖片：姚明的身高各個(gè)國(guó)家、 地區(qū)以及各個(gè)歷史時(shí)期, 都有各自的計(jì)量單位。以長(zhǎng)度為例： 歐洲曾以手掌的寬度或長(zhǎng)度作為長(zhǎng)度的計(jì)量單位 , 稱(chēng)為掌尺 . 在英國(guó) ,1 掌尺 =7.62cm; 在荷蘭 ,1 掌尺 =10cm；英尺是 8 世紀(jì)英王的腳長(zhǎng) ,1 英尺 =0.3048m。10 世紀(jì)時(shí)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(kāi)手臂中指末端的距離91cm定為1 碼，1碼 =91cm.我國(guó)，從秦朝至清末的2000多年間，我國(guó)的“尺”竟由1 尺 =0.2309m到0.355

5、8m的變化，其差距相當(dāng)懸殊。三、國(guó)際單位制師： 大家也看到了，如果單位不統(tǒng)一，或者說(shuō)不同的地方對(duì)單位有不同的規(guī)定，那對(duì)于我們研究問(wèn)題很不方便，所以有必要對(duì)單位進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定。為了便于交流合作，1960 年第11 屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制定了一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國(guó)際單位制。簡(jiǎn)稱(chēng) 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？四、基本單位和導(dǎo)出單位師： 如果我們不小心忘記了某個(gè)物理量的單位怎么辦呢？有沒(méi)有辦法從腦海里把這個(gè)單位找回來(lái)呢？生：能，根據(jù)對(duì)應(yīng)的物理公式就可以。比如根據(jù)公式vs，如果位移用米做單位，時(shí)間t用秒做單位，得出的速度的單位就是

6、米每秒；根據(jù)公式avtv0 ，速度用米每秒做單位，t時(shí)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(xué)回答得非常好！由此可見(jiàn)：物理學(xué)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(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)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(dǎo)出來(lái)的其它物理量叫做導(dǎo)出量 ，導(dǎo)出量的單位叫做導(dǎo)出單位 ?；締挝缓蛯?dǎo)出單位一起組成了單位制 。師： 國(guó)際單位制中選定了七個(gè)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(xué)范圍內(nèi)的三個(gè)基本量：長(zhǎng)度、

7、質(zhì)量、時(shí)間，對(duì)應(yīng)的基本單位分別是米( 米是光在真空中1/299792 458 秒的時(shí)間間隔內(nèi)的行程) 、千克 ( 千克等于國(guó)際千克原器的質(zhì)量) 、秒 ( 秒是銫 -133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射的9 192 631 770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間) 。力學(xué)范 內(nèi)的 位制基 度mkmcm基本時(shí)間smh本量單 量kgtg單位位導(dǎo)速度m/skm/h導(dǎo)制例 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(hào)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(zhǎng)度i.時(shí)間j.千克k.厘米 / 秒(1)屬于物理量的是adehi(2)在國(guó)際單位制中，作為基本物理量

8、有ehi(3)屬于基本單位的是fgj，屬于導(dǎo)出單位的是bck。(4)在國(guó)際單位中屬于基本單位的是fj，屬于導(dǎo)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(huì)有相當(dāng)一部分同學(xué)可能會(huì)把國(guó)際單位制的基本單位與基本單位混為一談。 導(dǎo)出單位是由基本單位組合成的， 長(zhǎng)度單位為 m，時(shí)間單位為 s，則速度單位必是 m/s，若長(zhǎng)度單位為 cm，時(shí)間單位為 s，則速度單位必 cm/s。五、國(guó)際單位制與公式成立條件師： 看完表格后難道沒(méi)有同學(xué)感到奇怪：力學(xué)范圍內(nèi)的基本單位怎么沒(méi)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(dǎo)出來(lái)。根據(jù)fma質(zhì)量的單位用千克，加速度單位用米每二

9、次方秒，得到力的單位是千克米每二次方秒，由于這個(gè)名稱(chēng)太長(zhǎng)，人們才給了它另一個(gè)簡(jiǎn)單的名稱(chēng)：牛頓，即1 牛頓 =1 千克米每二次方秒。師：由此可見(jiàn)，力的單位是導(dǎo)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 f還成立嗎？答：如果成立的話(huà)就有1 牛頓 =1 克米每二次秒，而我們已知國(guó)際單位制上已規(guī)定=1 千克米每二次方秒，所以公式fma 不成立，如果質(zhì)量單位要用克，則公式應(yīng)改為ma1 牛頓maf1000例 4、【牢記】：s1、計(jì)算時(shí)必須保證公式兩邊使用的是同一單位制，最好是國(guó)際單位制。如：要用公式v，t那公式中的位移單位是m，時(shí)間單位是秒，速度單位是米每秒。

10、如果我們計(jì)算時(shí)時(shí)間單位用小時(shí)，位移用米，速度用米每秒，那公式就得變形為vs3600t2、在統(tǒng)一已知量的單位后，計(jì)算時(shí)只需要在最后的結(jié)果上加上單位即可，過(guò)程中不需要一一寫(xiě)出各量的單位。補(bǔ)充資料中國(guó)古代的單位制度是指長(zhǎng)度的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，單位有丈、尺、寸等；量是指容量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，單位有斗、升等；衡是指質(zhì)量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，單位有斤、兩等孔子家語(yǔ)：布手知尺，布指知寸商代骨尺長(zhǎng) 16.95 厘米、寬 1.8 厘米爾雅：“掬，一升也?！笔秊槎飞眺便~方升全長(zhǎng)18.7cm 、內(nèi)口長(zhǎng)12.4cm 、寬6.9cm、深 2.3cm、容積 202ml新莽始建國(guó)銅方斗通長(zhǎng) 23.92cm，高 11cm，口方 14.75cm。容

11、積 1940ml 。秦始皇詔文權(quán)通高 5.3cm ，徑 4.7cm，重 260g匠石運(yùn)斤成風(fēng)，聽(tīng)而斫之，盡堊而鼻不傷。莊子徐無(wú)鬼說(shuō)文：“斤，斫木斧也。”人們常常借用斧的重量作為一個(gè)單位，與其他交換物相比較從事交易活動(dòng)，后來(lái)，斧便逐漸地過(guò)渡為一個(gè)重量單位斤英制英制單位是一種起源于英國(guó)、并在其前殖民地和英聯(lián)邦國(guó)家使用的單位制長(zhǎng)度單位英寸 （吋 inch）（ 1 英寸 2.54 厘米）10 世紀(jì)：英王埃德加大拇指的第一個(gè)指節(jié)的長(zhǎng)度。14 世紀(jì)：從大麥穗中選取 3 粒最大的麥粒排成一行，其長(zhǎng)度就是一英寸。英尺 （呎 foot ）（1 英尺 12 英寸 30.48 厘米）9 世紀(jì)：英國(guó)查理曼大帝的腳板的

12、長(zhǎng)度。16世紀(jì)：德國(guó)：某一個(gè)禮拜日最先從教堂里走出來(lái)的16 個(gè)男子的左腳長(zhǎng)度平均值。碼 （ yard ）（ 1 碼 3 英尺 91.44 厘米）12 世紀(jì)：英國(guó)亨利一世的鼻尖到前伸手臂時(shí)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(huì)議約定：通過(guò)巴黎的地球子午線(xiàn)全長(zhǎng)的四千萬(wàn)分之一定義為1 米。鉑銥合金制成的國(guó)際米原器1立方分米的水在其密度最大時(shí)的溫度( 約為4 攝氏度千克 （ kilogram ) 下的質(zhì)量。）：鉑銥合金制成的國(guó)際千克原器時(shí)間的單位年：地球繞太陽(yáng)一周所用的時(shí)間。月：月球繞地球一

13、周所用的時(shí)間。日 : 地球自轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間。秒：一個(gè)平太陽(yáng)日的 1/86400 為一秒1999 年 9 月 23 日： 1998 年 12 月美國(guó)發(fā)射的火星氣候探測(cè)器與地面失去聯(lián)系?；鹦谴髿鈱拥淖钚“踩嚯x：大約 85km 100km，預(yù)定 140km 150km。實(shí)際：探測(cè)器距火星表面最近僅57km。探測(cè)器在火星大氣中被“火葬”。1999 年 9 月 30 日的調(diào)查報(bào)告：造成飛行高度太低的原因是公制和英制的轉(zhuǎn)換問(wèn)題!洛克希德馬丁公司提供資料，以便噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室每天兩次啟動(dòng)小推進(jìn)器，來(lái)調(diào)整太空船的航向。導(dǎo)航員認(rèn)為啟動(dòng)小推進(jìn)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(dǎo)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?yàn)樵趩挝恢粕系氖д`，結(jié)果犯了一個(gè)“極端愚蠢的錯(cuò)誤”，價(jià)值測(cè)器毀于一旦。1.25 億美元的火星探以下無(wú)正文僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。, .for personal use only in study an