《力學(xué)單位制》設(shè)計(jì)(2)5

《力學(xué)單位制》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)一、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。二、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。三、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)中國文化的發(fā)展所起的作用，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情操。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)、難點(diǎn)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。教學(xué)過程一、新課導(dǎo)入教師多媒體展示《尺的演化史》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，1掌尺相當(dāng)于7.62cm，而在荷蘭，1掌尺卻相當(dāng)于10cm。英尺是8世紀(jì)英王的腳長(zhǎng)，1英尺等于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英寸為2.54cm。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91cm，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”便成為英國的主要長(zhǎng)度單位，一直沿用了1000多年。在我國亦有“伸掌為尺”的說法。我國三國時(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?！眱杀凵扉_長(zhǎng)八尼，就是一尋；從秦朝（約公元前221年）至清末（約公元1911年）的2000多年間，我國的“尺”竟由1尺相當(dāng)于0.2309m到0.3558m的變化，其差別相當(dāng)懸殊。學(xué)生討論與交流：?jiǎn)挝坏牟唤y(tǒng)一會(huì)造成什么樣的困難？單位的統(tǒng)一有利于各個(gè)國家之間、一個(gè)國家各個(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。二、新課教學(xué)（一）基本單位和導(dǎo)出單位提出問題：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？思考回答：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m做單位，時(shí)間用s做單位，得出的速度的單位就是m/s；根據(jù)公式，速度用m/s做單位，時(shí)間用s做單位，得出加速度的單位就是m/s2。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)出其他物理量的單位。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)出來的其他物理量叫做導(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。國際單位制中選定了七個(gè)基本物理量，大家看教材P79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、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1/299792458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9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間）。（二）國際單位制與公式成立條件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(jiǎn)稱SI。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(zhǎng)，人們才給了它另一個(gè)簡(jiǎn)單的名稱：牛頓，即1牛頓=1千克米每二次方秒。由此可見，力的單位是導(dǎo)出單位。（三）實(shí)例探究例1.光滑水平桌面上有一個(gè)靜止的物體，質(zhì)量是7kg，在14N的水平恒力作用下開始運(yùn)動(dòng)（教材P79圖），5s末的速度是多大？5s內(nèi)通過的位移是多少分析：本題中，物體的受力情況是已知的，需要明確物體的運(yùn)動(dòng)情況，物體的初速度v0=0，在恒力的作用下產(chǎn)生恒定的加速度，所以它做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知物體的質(zhì)量m和所受的力F，據(jù)牛頓第二定律F＝ma求出加速度a，即可用運(yùn)動(dòng)學(xué)共識(shí)求解得到最終結(jié)果。已知：m＝7kg，F(xiàn)＝14N，t＝5s。求：vt和S。解：。vt=at=2m/s2×5s=10m/s。s=at2=×2m/s2×25s2=25m。評(píng)析：題中各已知量的單位都是用國際單位表示的，計(jì)算的結(jié)果也是用國際單位表示的。既然如此，我們?cè)诮y(tǒng)一各已知量的單位后，就不必一一寫出各物理量的單位，只在數(shù)字后面寫出正確單位就可以了。例2.一個(gè)質(zhì)量是100g的運(yùn)動(dòng)物體，初速度是1m/s解：根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度為物體3s末的速度為v3=v0＋at=1m/s＋20×3m/s=61m例3.一輛速度為4m/s的自行車，在水平公路上勻減速地滑行40m后停止。如果自行車和人的總質(zhì)量是100解：由可求出自行車的加速度根據(jù)牛頓第二定律，自行車受的阻力F=ma=100×（－）N=－20N.負(fù)號(hào)表示阻力方向與v0方向相反。例4.一輛質(zhì)量是2t的貨車，在水平公路上勻速行駛，司機(jī)突然緊急剎車，使貨車勻減速停下來。從剎車開始到停下來，駛過的路程是15m，已知此車所受的制動(dòng)力為×104N