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2019-2020年高中物理《力學(xué)單位制》教案4 新人教版必修1 從容說課 單位對(duì)學(xué)生來說并不陌生，但學(xué)生很少研究單位確立的方法和在計(jì)算過程中不同的單位造成的影響，也很少注意到單位與科學(xué)、社會(huì)的關(guān)系.本節(jié)以史實(shí)為背景，提出單位不統(tǒng)一的弊端，讓學(xué)生通過討論與交流，學(xué)習(xí)單位制的組成以及單位制對(duì)科技的進(jìn)步、生產(chǎn)的發(fā)展所帶來的影響，讓學(xué)生從另一角度認(rèn)識(shí)單位是為了對(duì)“量”進(jìn)行測(cè)量和比較而建立的. 當(dāng)學(xué)生真正感覺到統(tǒng)一單位制的必要后，再介紹制定國(guó)際單位制的歷史，讓學(xué)生體會(huì)到人類在統(tǒng)一單位制當(dāng)中作出的努力.單位制不僅包括同一個(gè)物理量的不同單位之間的換算關(guān)系，更重要的是按照各個(gè)物理量之間的關(guān)系，規(guī)定所有物理量的單位，使所有物理量的單位標(biāo)準(zhǔn)化、制度化和系統(tǒng)化. 在學(xué)生感受了統(tǒng)一單位的必要以及了解了相關(guān)歷史后，本節(jié)需要學(xué)生掌握什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位，力學(xué)中的三個(gè)基本單位是什么，并且明確單位制在物理計(jì)算中的應(yīng)用. 由于這節(jié)課的內(nèi)容相對(duì)比較簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的計(jì)算和推理，是學(xué)生采用自學(xué)這種學(xué)習(xí)方法的很好的一節(jié)課，可以通過教師引導(dǎo)、學(xué)生總結(jié)的方式提高學(xué)生的概括能力和總結(jié)能力. 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.了解什么是單位制，知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位. 2.認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用. 過程與方法 1.讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到統(tǒng)一單位的必要性. 2.使學(xué)生了解單位制的基本思想. 3.培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算中采用國(guó)際單位，從而使運(yùn)算過程的書寫簡(jiǎn)化. 4.通過學(xué)過的物理量了解單位的重要性，知道單位換算的方法. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.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. 2.了解度量衡的統(tǒng)一對(duì)中國(guó)文化的發(fā)展所起的作用，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義情操. 3.讓學(xué)生了解單位制與促進(jìn)世界文化的交流和科技的關(guān)系. 4.通過一些單位的規(guī)定方式，了解單位統(tǒng)一的重要性，并能運(yùn)用單位制對(duì)計(jì)算過程或結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn). 教學(xué)重點(diǎn) 1.什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位. 2.力學(xué)中的三個(gè)基本單位. 3.單位制. 教學(xué)難點(diǎn) 統(tǒng)一單位后，計(jì)算過程的正確書寫. 教具準(zhǔn)備 多媒體課件 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過程 ［新課導(dǎo)入］ 展示張飛和姚明的圖片 師：大家都認(rèn)識(shí)這兩個(gè)人吧. 生：認(rèn)識(shí)，一個(gè)是張飛，一個(gè)是姚明. 師：那么大家知道他們的身高是多少呢？ 生：《三國(guó)演義》上說張飛身高9尺. 師：按照現(xiàn)在的計(jì)算方法，張飛的身高應(yīng)該是多少？ 生：三尺是1 m，張飛的身高應(yīng)該是3 m. 師：姚明在當(dāng)代應(yīng)該是身高很高的人了，他的身高是多少？ 生：2.26 m.看起來張飛要比姚明高很多，打籃球一定很厲害. 師：并不是張飛比姚明高，而是古代的尺和現(xiàn)代的尺不一樣.在我國(guó)有“伸掌為尺”的說法，我國(guó)三國(guó)時(shí)期（公元3世紀(jì)初）王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋.”兩臂伸開長(zhǎng)八尺，就是一尋；從秦朝（約公元前221年）至清末（約公元1911年）的2 000多年間，我國(guó)的“尺”竟由1尺相當(dāng)于0.230 9 m到0.355 8 m的變化，其差別相當(dāng)懸殊. 師：大家如果經(jīng)?？碞BA介紹時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)姚明的身高并不是說成2.26 m，而是怎樣介紹的呢？ 生：我記得好像是幾英尺幾英寸，具體數(shù)值記不清了. 師：1英尺等于0.304 8 m，1英寸為2.54 cm.大家如果不記得的話可以重新計(jì)算一下，也可以計(jì)算一下自己的身高是多少.大家知道尺和英尺是怎樣來得嗎？ 生：不知道. 多媒體介紹 在古代，人們常用身體的某些器官或部位的尺度作為計(jì)量單位.在遙遠(yuǎn)的古埃及時(shí)代，人們用中指來衡量人體的身長(zhǎng)，認(rèn)為健美的人身長(zhǎng)應(yīng)該是中指長(zhǎng)度的19倍. 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.僅以長(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，稱為掌尺.在英國(guó)，1掌尺相當(dāng)于7.62 cm；而在荷蘭，1掌尺卻相當(dāng)于10 cm.英尺是8世紀(jì)英王的腳長(zhǎng)，1英尺等于0.304 8 m.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英寸為2.54 cm.這位君王又別出心裁，想出了“碼”這樣一個(gè)長(zhǎng)度單位.他把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離——91 cm，定為1碼.到了1101年，亨利一世在法律上認(rèn)定了這一度量單位，此后，“碼”便成為英國(guó)的主要長(zhǎng)度單位，一直沿用了1 000多年. 在我國(guó)亦有“伸掌為尺”的說法.我國(guó)三國(guó)時(shí)期（公元3世紀(jì)初）王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋.”兩臂伸開長(zhǎng)八尺，就是一尋；從秦朝（約公元前221年）至清末（約公元1911年）的2 000多年間，我國(guó)的“尺”竟由1尺相當(dāng)于0.230 9 m到0.355 8 m的變化，其差別相當(dāng)懸殊. 【討論與交流】 單位的不統(tǒng)一會(huì)造成什么樣的困難？ 參考答案：?jiǎn)挝坏慕y(tǒng)一有利于各個(gè)國(guó)家之間、一個(gè)國(guó)家各個(gè)地區(qū)之間進(jìn)行文化交流和經(jīng)貿(mào)往來，可以促進(jìn)科學(xué)文化盡快地發(fā)展，使全球人類能夠共享光明，共享人類文明進(jìn)步的成果. ［新課教學(xué)］ 【自學(xué)總結(jié)】 （投影問題） 1.什么是基本量，什么是基本單位？力學(xué)中的基本單位都有哪些，分別對(duì)應(yīng)什么物理量？ 2.什么是導(dǎo)出單位？你學(xué)過的物理量中哪些是導(dǎo)出單位？借助物理公式來推導(dǎo). 3.什么是國(guó)際單位制？國(guó)際單位制中的基本單位共有幾個(gè)？它們分別是什么？對(duì)應(yīng)什么物理量？ 注：在這個(gè)過程中，老師可以巡回指導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)，并幫助水平較差的同學(xué)進(jìn)行總結(jié).這個(gè)過程大約持續(xù)10 min左右.然后讓學(xué)生回答所提出的問題并鞏固補(bǔ)充學(xué)生掌握的知識(shí). 師：請(qǐng)同學(xué)們回答剛才這幾個(gè)問題.1.什么是基本量，什么是基本單位？力學(xué)中的基本單位都有哪些，分別對(duì)應(yīng)什么物理量？ 生1：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)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫做基本量，它們的單位叫做基本單位. 生2：力學(xué)中的基本量有長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間.它們的單位分別是米、千克和秒. 師：2.什么是導(dǎo)出單位？你學(xué)過的物理量中哪些是導(dǎo)出單位？借助物理公式來推導(dǎo). 生1：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位，叫做導(dǎo)出單位. 生2：我們學(xué)過的導(dǎo)出單位很多，比如加速度的單位m/s2，它可以根據(jù)公式a=來進(jìn)行推導(dǎo).密度的單位是kg/m3，可以根據(jù)密度的計(jì)算公式：ρ=進(jìn)行推導(dǎo). 師：我們學(xué)過的力的單位牛頓是不是基本單位呢？ 生：不是，牛頓也是一個(gè)導(dǎo)出單位.根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，可得力的單位應(yīng)該與質(zhì)量的單位和加速度的單位有關(guān).1 N＝1 kgm/s2. 師：第三個(gè)問題：什么是國(guó)際單位制？國(guó)際單位制中的基本單位共有幾個(gè)？它們分別是什么？對(duì)應(yīng)什么物理量？大家設(shè)計(jì)一個(gè)表格來回答這個(gè)問題. 生：國(guó)際計(jì)量委員會(huì)在1960年在第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上制訂了一種國(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SI. 物理量的名稱 單位名稱 單位符號(hào) 長(zhǎng)度 米 m 質(zhì)量 千克（公斤） kg 時(shí)間 秒 s 電流 安（培） A 熱力學(xué)溫度 開（爾文） K 物質(zhì)的量 摩（爾） mol 發(fā)光強(qiáng)度 坎（德拉） cd 【例】 一個(gè)原來靜止的物體，質(zhì)量是7 kg，在14 N的恒力作用下，5 s末的速度是多大？5 s內(nèi)通過的位移是多少？ （展示例題，學(xué)生求解探究） 解：根據(jù)已知條件，m=7 kg，F(xiàn)=14 N，t=5 s 根據(jù)牛頓第二定律，有 a== =2 N/kg=2 m/s2 v=at=2 m/s25 s=10 m/s x=at2=2 m/s225 s2=25 m. 教師點(diǎn)評(píng)：我們看到，題目的已知量的單位都用國(guó)際單位制表示時(shí)，計(jì)算的結(jié)果也是用國(guó)際單位制表示的.既然如此，在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫出各量后面的單位，只在數(shù)字后面寫出正確的單位就可以了.這樣，上面的計(jì)算就可以寫成： a== m/s2=2 m/s2 v=at=25 m/s=10 m/s x=at2=225 m=25 m 總結(jié)：通過分析實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時(shí)體會(huì)單位制的意義. 【課堂訓(xùn)練】 1.一個(gè)原來靜止在光滑水平面上的物體，質(zhì)量是20 kg，在兩個(gè)大小都是50 N且互成120角的水平外力作用下，3 s末物體的速度是多大？3 s內(nèi)物體的位移是多少？ 解析：兩個(gè)大小都是50 N且互成120角的水平外力的合力大小為50 N，方向在這兩個(gè)力的角平分線上，且與水平面平行.由于水平面光滑，故水平方向上沒有滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有 a== m/s2＝2.5 m/s2 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 v=at=2.53 m/s=7.5 m/s s=t=t= m=11.25 m. 點(diǎn)撥：在整個(gè)計(jì)算過程中所有物理量都采用國(guó)際單位制.就不需要在運(yùn)算過程中每一步都將物理量代入進(jìn)行計(jì)算，這樣可以使計(jì)算過程簡(jiǎn)化. 2.現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求選擇填空: 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 （1）屬于物理量的是________________（填前面的字母）. （2）在國(guó)際單位制中，作為基本單位的物理量有________________. （3）在國(guó)際單位制中基本單位是______________，屬于導(dǎo)出單位的是________________. 答案：（1）ADEHI （2）EHI （3）FJ BC 解析：要分清物理量和物理單位、基本單位和導(dǎo)出單位. 說明：本題容易把物理量和單位制混淆. ［小結(jié)］ 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位，什么是單位制，知道了力學(xué)中的三個(gè)基本單位以及統(tǒng)一單位后，解題過程的正確書寫方法. ［布置作業(yè)］ 教材第85頁問題與練習(xí). ［課外訓(xùn)練］ 1.我們今后要學(xué)的一個(gè)物理量——?jiǎng)恿康亩x式為p=mv.關(guān)于動(dòng)量的單位，下列各式中正確的是 A. kgm/s B.Ns C. D.Nm 2.聲音在空氣中的傳播速度v與空氣的密度ρ、壓強(qiáng)p有關(guān).下列速度的表達(dá)式（k為比例系數(shù)，無單位）中正確的是 A.V=k B.v= C.v= D.v= 3.質(zhì)量為4 kg的物體靜止在水平地面上的A點(diǎn)，在12 N的水平拉力作用下向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，拉力作用一段時(shí)間后被撤去.物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零.已知AB=10 m，μ=0.2，求水平拉力作用的時(shí)間. 參考答案 1.解析：動(dòng)量的定義式p=mv中，m是基本量，而v是導(dǎo)出量，p的單位由m、v的單位組成，要判斷給出的答案是否正確，可看給出的單位對(duì)應(yīng)的有哪些物理量，能否通過m、v與這些量的關(guān)系式，用這些物理量表示p. 答案：ABC 2.解析：可把p、ρ的單位用基本單位表示，代入進(jìn)行單位運(yùn)算，看得出的單位是否是v的單位.p的單位用基本單位表示 1 Pa=1 =1 ρ的單位用基本單位表示： kg/m3 答案：B 3.解答：設(shè)撤力時(shí)物體速度為v，拉力作用時(shí)間為t，則： Ff=μFN=μmg=0.2410 N=8 N a===1 m/s2，所以F－Ff =ma1 第二過程：Ff =ma2，所以a2==2 m/s2 據(jù)vt2－v02=2ax有=10 m，所以+=10 m 可得v= m/s，又v=a1t，所以t=== s. 說明：將各個(gè)物理量的單位全部化成國(guó)際制，在利用物理公式運(yùn)算時(shí)可略去單位運(yùn)算，只在最后結(jié)果加上單位. 板書設(shè)計(jì) 4 力學(xué)單位制 單位制 物理量的名稱 單位名稱 單位符號(hào) 國(guó)際單位制 基本單位 力學(xué)單位 長(zhǎng)度 米 m 質(zhì)量 千克 kg 時(shí)間 秒 s 其他單位 導(dǎo)出單位 公式+基本單位 活動(dòng)與探究 探究活動(dòng)的主題：?jiǎn)挝坏陌l(fā)展與變革. 步 驟 學(xué)生活動(dòng) 教師指導(dǎo) 目的 1 到圖書館、上網(wǎng)查閱有關(guān)單位發(fā)展和變革的書籍. 介紹相關(guān)書籍與網(wǎng)站. 1.讓學(xué)生更多地了解有關(guān)單位方面的知識(shí)，了解單位在生產(chǎn)生活中的重要性. 2.了解物理學(xué)史，讓學(xué)生樹立為人類服務(wù)的思想. 2 根據(jù)查閱的資料，確定文章主題和內(nèi)容. 解答學(xué)生提出的具體問題. 3 寫出相關(guān)論文，了解人類歷史上單位變革的過程和單位統(tǒng)一的意義，交流各個(gè)小組的心得體會(huì). 對(duì)優(yōu)秀文章進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出單位統(tǒng)一勢(shì)在必行.