4.4力學(xué)單位制教學(xué)設(shè)計(jì)高一上學(xué)期物理教科版

4．力學(xué)單位制★教學(xué)目標(biāo)1．物理觀念。知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位；知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位；認(rèn)識單位制在物理計(jì)算中的作用，知道物理運(yùn)算過程中單位的規(guī)范使用和表示方法。2．科學(xué)思維。能通過物理量的定義和推導(dǎo)過程，理解掌握各物理量的國際單位。3．科學(xué)探究。引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)物理單位除了能初步判斷一些物理等式或計(jì)算結(jié)果的正確性外，還可以幫助對物理規(guī)律猜想做出判斷。4．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。認(rèn)識力學(xué)單位制在表述物理規(guī)律中的重要意義以及單位制的統(tǒng)一對科技的交流與發(fā)展的作用。★教學(xué)設(shè)計(jì)1．教材分析。物理學(xué)單位中，有那么幾個(gè)基本物理量，它們的單位是基本單位。在進(jìn)行了這種選定之后，其他物理量的單位就是根據(jù)自己的定義式，由所選擇的其他物理量的單位共同決定的。國際單位制的建立和使用，不僅方便了國際間的交流，也逐漸成為科學(xué)研究中計(jì)算和運(yùn)用的一種規(guī)范約束。學(xué)生應(yīng)該注意學(xué)習(xí)，逐步習(xí)慣，在記錄、表達(dá)和計(jì)算中規(guī)范使用單位。2．學(xué)情分析。在初中階段，學(xué)生已經(jīng)知道了單位是為了測量、比較物理量的大小而建立的。在選定了基本單位后，其他物理量的單位是根據(jù)自己的定義式，由所選擇的其他物理量的單位共同決定的。但是，對力的單位是牛頓，學(xué)生感到難以理解。所以，把單位制放在整個(gè)物理學(xué)框架中加以認(rèn)識,使學(xué)生逐步體會(huì)出物理量單位的命名和使用規(guī)則，體會(huì)到對一些單位進(jìn)行規(guī)定的合理性和方便性?！锝虒W(xué)過程材料引入：20世紀(jì)末，美國曾發(fā)射一個(gè)火星探測器。在設(shè)定環(huán)繞軌道半徑時(shí)，沒有進(jìn)行單位換算，導(dǎo)致探測器因離火星過近溫度過高而起火，隨后脫離軌道墜入火星的大氣層，致使美國損失上億美元。通過材料，引發(fā)學(xué)生思考：探測器墜毀的原因。揭示真相：失敗的原因是運(yùn)算單位出錯(cuò)，設(shè)計(jì)人員沒有將英制計(jì)量單位換算為公制計(jì)量單位。問題導(dǎo)入：如何才能避免這種慘案呢?引入單位制。問題：如果位移用米做單位，時(shí)間用秒做單位，你能推導(dǎo)出速度的單位和加速度的單位嗎?學(xué)生思考，推導(dǎo)。1．引導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書，從教科書中找出這幾個(gè)概念：（1）什么是基本單位？力學(xué)中的基本單位都有哪些，分別對應(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？并借助物理公式來推導(dǎo)。（3）什么是國際單位制？國際單位制中的基本單位共有幾個(gè)？它們分別是什么？對應(yīng)什么物理量？（學(xué)生帶著老師提出的問題認(rèn)真閱讀教科書，并小組內(nèi)討論交流，選出代表發(fā)言）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作基本量，它們的單位叫作基本單位。生2：力學(xué)中的基本量有長度、質(zhì)量和時(shí)間，它們對應(yīng)的單位分別是米、千克和秒。師：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)一下。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作導(dǎo)出單位。生2：我們學(xué)過的導(dǎo)出單位有很多，比如加速度的單位m/s2，它可以根據(jù)公式a=△v△t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＝m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)，1N＝1kg·m/s2。師：第三個(gè)問題，什么是國際單位制？國際單位制中的基本單位共有幾個(gè)？它們分別是什么？分別對應(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：國際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫國際單位制，簡稱SI。2．通過例題進(jìn)一步學(xué)習(xí)單位制。例題1一次，小明在做物理作業(yè)時(shí)，推導(dǎo)出某物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移s、初速度v0、加速度a和時(shí)間t之間有下面的關(guān)系：s＝v0t2＋at3。小明以為發(fā)現(xiàn)了一條新的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，高興地拿去給老師看。老師一看，立即遺憾地告訴他，這個(gè)公式是錯(cuò)誤的，不可能有滿足這個(gè)公式的運(yùn)動(dòng)。聰明的你，能很快看出該式的錯(cuò)誤嗎？點(diǎn)評：可以通過單位對一些公式進(jìn)行初步的檢驗(yàn)，即等式兩邊的單位應(yīng)該是一致的，否則等式不成立。例題2小慧推動(dòng)小車前進(jìn)。已知小車的質(zhì)量是7.0kg，假定水平推力為14N，不計(jì)阻力，求小車的加速度和從靜止開始2.0s末的速度大小。點(diǎn)評：通過實(shí)例分析，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，簡化計(jì)算過程的單位表達(dá)。例題3小