高一物理必修一44 力學(xué)單位制

1、4.4 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，掌握國際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位教學(xué)難點(diǎn)通過今天的學(xué)習(xí)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)過程一、引入師：同學(xué)們，今天我們一起來討論物理研究計(jì)算中如何使用單位的問題。在進(jìn)行新課之前，我們

2、先來討論下面幾個(gè)問題。1、什么叫做單位答：測(cè)量是將待測(cè)的量與一個(gè)選來作為標(biāo)準(zhǔn)的同類量進(jìn)行比較，確定待測(cè)量是該同類標(biāo)準(zhǔn)量的多少倍的過程。選來作為標(biāo)準(zhǔn)的同類量稱之為單位，比如：1790年：巴黎會(huì)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(shí)的溫度(約為4攝氏度)下的質(zhì)量。 倍數(shù)稱為測(cè)量數(shù)值。 測(cè)量值=測(cè)量數(shù)值單位。 長度=8.00厘米2、位移、質(zhì)量、時(shí)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(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

3、、cm/s2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10m/s12m/s例1、完成下列單位換算：(1)0.1 mg=_kg(2)4.2t=_kg(3)54 kmh=_m/s(4)_帶領(lǐng)學(xué)生看圖片：姚明的身高各個(gè)國家、地區(qū)以及各個(gè)歷史時(shí)期,都有各自的計(jì)量單位。以長度為例：歐洲曾以手掌的寬度或長度作為長度的計(jì)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(jì)英王的腳長,1英尺=0

4、.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2000多年間，我國的“尺”竟由1尺=0.2309m到0.3558m的變化，其差距相當(dāng)懸殊。三、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(duì)單位有不同的規(guī)定，那對(duì)于我們研究問題很不方便，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屆國際計(jì)量大會(huì)制定了一種國際通用的、包括一切計(jì)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？

5、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？有沒有辦法從腦海里把這個(gè)單位找回來呢？生：能，根據(jù)對(duì)應(yīng)的物理公式就可以。比如根據(jù)公式，如果位移用米做單位，時(shí)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(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：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

6、。由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來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：長度、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)范圍內(nèi)的單位制基本量導(dǎo)出量長度 m km cm 時(shí)間 s m h 質(zhì)量 kg t g 速度 m/s km/h 加速度 m/s

7、2 cm/s2 力 N密度 kg/m3 g/cm3 基本單位導(dǎo)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(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.長度 I.時(shí)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(dǎo)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(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)把國際單位制的基本單位與基本單位混為一談。導(dǎo)出單

8、位是由基本單位組合成的，長度單位為m，時(shí)間單位為s，則速度單位必是m/s，若長度單位為cm，時(shí)間單位為s，則速度單位必cm/s。五、國際單位制與公式成立條件師：看完表格后難道沒有同學(xué)感到奇怪：力學(xué)范圍內(nèi)的基本單位怎么沒有力的單位牛頓啊？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。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(gè)名稱太長，人們才給了它另一個(gè)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(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，則公式還成立嗎？答：如果成立的話就有1牛頓=1克

9、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(yīng)改為例4、【牢記】：1、計(jì)算時(shí)必須保證公式兩邊使用的是同一單位制，最好是國際單位制。如：要用公式，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。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2、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，過程中不需要一一寫出各量的單位。補(bǔ)充資料中國古代的單位制度是指長度的計(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：布手知尺，布指知

10、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(yùn)斤成風(fēng)，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(gè)單位，與其他交換物相比較從事交易活動(dòng)，后來，斧便逐漸地過渡為一個(gè)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

11、厘米） 10世紀(jì)：英王埃德加大拇指的第一個(gè)指節(jié)的長度。 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)：英國查理曼大帝的腳板的長度。 16世紀(jì)：德國：某一個(gè)禮拜日最先從教堂里走出來的16個(gè)男子的左腳長度平均值。碼 （yard）（1碼3英尺91.44厘米） 12世紀(jì)：英國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(shí)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(shí)間的單位年：地球繞太陽一周所用的時(shí)間。月：月球繞地球一周所用的時(shí)間。日: 地球自轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間。 秒：一個(gè)平太陽日的1/86400為一秒1999年9月23日：1998年12月美國發(fā)射的火星氣候探測(cè)器與地面失去聯(lián)系。 火星大氣層的最小安全距離： 大約 85km100km， 預(yù)定140km150km。 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