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2019-2020年高中物理《力學(xué)單位制》教案18 新人教版必修1 一、 教學(xué)目標(biāo) 1.知道什么是單位制，知道力學(xué)中的三個基本單位。 2.認(rèn)識單位制在物理計算中的作用。 二、教學(xué)重點 單位制及其應(yīng)用。 三、教學(xué)難點 正確地理解單位制在物理計算中的應(yīng)用。 教學(xué)過程 為了測量或比較物理量的大小，我們建立了物理量的單位。我們已學(xué)過的一些物理量的數(shù)量 關(guān)系的同時，也確定了物理量的單位。一般說來，物理量的單位可以任意選擇，這樣會存在同一個物理量出現(xiàn)多個單位，與此對應(yīng)存在多種單位制。古今中外都不一樣，嚴(yán)重影響了科學(xué)技術(shù)的交流與發(fā)展，因此國際計量大會對此做出了規(guī)范，通過了國際單位制（代號為SI） （一） 單位制 1. 基本單位：所選定的基本物理量的單位 ⑴ 物理學(xué)中，共有七個物理量的單位被選定為基本單位 ⑵ 在力學(xué)中，選定長度、質(zhì)量和時間這三個物理量的單位基本單位。 長度的單位有：厘米（cm）、米（m）、千米（km）等。 質(zhì)量的單位有：克（g）、千克（kg）、等 時間的單位有：秒（s）、分（min）、小時（h）等。 力學(xué)是研究物體運動變化的過程中力與運動關(guān)系的，因此，聯(lián)系物體自身性質(zhì)的量 （質(zhì)量）和空間尺度的量（長度）以及時間，必然與物體受力后運動變化聯(lián)系得最密切、最普遍，所以這三個物理量也最基本，事實表明用這三個量做基本單位，可以使力學(xué)中的單位數(shù)目中少。 2. 導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其它物理量和基本物理量的關(guān)系，推導(dǎo)出的物理量的。 單位。 從根本上說，所有的物理量都是由基本物理量構(gòu)成的，在力學(xué)范疇內(nèi)，所有力學(xué)量都是由長度、質(zhì)量和時間這三個基本物理量組成的，因此基本物理量的單位選定就決定了其它導(dǎo)出物理量的單位。 速度公式為。位移單位選m，時間單位選s，速度的單位是m/s。 加速度公式為。速度單位是m/s，時間單位是s，則加速度單位是m/s2。 牛頓第二定律公式為F=ma。質(zhì)量單位選kg，加速度單位選m/s2，則力的單位是N。 可見：選擇了位移、時間、質(zhì)量和其它物理量的單位，就導(dǎo)出了速度、加速度、力的單位。 3. 單位制：基本單位和導(dǎo)出單位的總和叫做單位制。 由于基本單位的選擇不同，歷史上的力學(xué)中出現(xiàn)了厘米、克、秒制，工程技術(shù)領(lǐng)域 還有英尺、秒、磅制等單位。 （二） 力學(xué)中的國際單位制（SI） 1. 基本單位 長度單位：米（m） 質(zhì)量單位：千克（kg） 時間單位：秒（s） 2. 導(dǎo)出單位： 速度單位：米/秒（m/s） 加速度單位：米/秒2（m/s2） 力的單位：牛頓（N） 【例1】下列物理量單位中哪些屬于基本單位，哪些屬于國際單位制單位：噸（t）、 米（m）、毫米（mm）、小時（h）、秒（s）、焦耳（J）、牛米（Nm）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）、克/厘米3（g/cm3） 【解析】首先應(yīng)明確，在力學(xué)中所有長度、質(zhì)量、時間的單位都是基本單位，所以 上述單位中噸（t）、米（m）、毫米（mm）、小時（h）、秒（s）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）等都是基本單位。 屬于國際單位制的是：m、s、kg、Nm 值得一提的是，會有相當(dāng)一部分學(xué)生可能會把國際單位制的單位與基本單位混為一談，持這種錯誤觀點的同學(xué)會只把m、s、kg作為第一問的答案。 （三） 組合單位的談法 組合單位的漢字名稱與其它符號表示的順序一致。在只有名稱而不出現(xiàn)符號的場合，名稱的順序應(yīng)該與有符號的情況一致。如單位由相乘構(gòu)成，無論是否使用乘的符號，名稱中無對應(yīng)“乘”的詞，符號中的除（斜線和出現(xiàn)的負(fù)指數(shù)），名稱中對應(yīng)的詞為“每”字，“每”字出現(xiàn)一次而與分母在的單位無關(guān)。 例如：力矩的SI單位名稱為“牛頓米”（因其符號為Nm） 密度的SI單位名稱為“千克每立方米”（因其符號為kg/m3） （四） 力學(xué)國際單位制（SI）在解題中的應(yīng)用 1. 在解題計算時，已知量均采用國際單位制，計算過程中不用寫出各個量的單位， 只要在式子末尾寫出所求量的單位即可。 2. 物理公式既反映了各物理量間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了各物理量的單位關(guān) 系。因此，在解題中可用單位制來粗略判斷結(jié)果是否正確，如單位制不對，結(jié)果一定錯誤。 【例2】質(zhì)量為500g的物體受力作用后獲得10m/s2的加速度，則物體受到的合外力為多少牛？ 【解析】從題中可看出、題目給出了物體的質(zhì)量和加速度，但均不是國際單位，因此需要將單位換成國際單位制中的單位。 物體質(zhì)量m=500g=0.5kg 物體的加速度a=10cm/s2=0.1 m/s2 由牛頓第二定律F=ma 得物體受到的合外力F=0.50.1N=0.05N 利用國際單位制運算時，不需要帶單位運算，只要在每個結(jié)果的后面寫上正確的單位即可。 【小結(jié)】在力學(xué)在我們選定長度、質(zhì)量時間這三個物理量的單位為基本單位，由基本單位和導(dǎo)出單位組成單位制是一個比較科學(xué)、完善的單位制。 【作業(yè)】略