4.4 力学单位制 教案

4.4力学单位制
【教材分析】
本节以“为什么同一物理量可能采用不同单位来计量”这个问题引发学生对单位制的思考，接着结合学生熟悉的速度和加速度的定义介绍基本量、基本单位、到处单位、单位制等概念，然后通过介绍国际单位制，帮助学生形成对单位制系统、全面的认识，最后通过例题来示范对单位的规范和准确使用。
力学单位制对帮助学生认识不同单位之间的关系、准确使用和表示单位有着重要作用。通过对力学单位的学习，帮助学生体会物理量单位的命名和使用规则，体会到进行单位规定的合理性和方便性。
【教学目标与核心素养】
[物理观念]了解什么是单位制，知道力学中的基本量和它们的单位。知道根据物理量的定义或者物理关系可以推导其它物理量的单位，知道运算过程中怎么规范使用物理单位。
[科学思维]体会用物理量的定义或物理关系推导其它物理量的单位，体会例题中单位规范简洁的表示方式。
[科学探究]通过例题，学会运算过程中规范使用单位，并进行规范简洁地表达。
[科学态度与责任]认识到统一单位的重要性和必要性，了解国际单位制可以促进世界科技、文化交流。
【教学重难点】
教学重点：知道力学中其他物理量的单位都是可以用基本单位导出，并会推导；知道单位制和国际单位制；能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际单位制单位。
教学难点：知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法。
【课前准备】
多媒体课件。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
[新课导入]
教师活动：将上面的两个图片用PPT呈现，让学生看图片，看故事：1998年2月，美国宇航局发射了一枚探测火星气象的卫星，预定于1999年23日抵达火星。然而研究人员惊讶地发现，卫星没有进入预定的轨道，却陷入火星大气层，很快烟消云散了。美国宇航局经过紧急调查，发现问题竟然是有些资料的计量单位没有把英制转化成国际单位制。这次事件造成的损失有多大呢？单单卫星造价就高达1.25亿美元。如果有统一的计量单位制，这样的损失就可以避免。
[新课讲授]
一、基本单位
教师活动：指导学生阅读教材P97页的“基本单位”部分，同时提出问题，问题在PPT上显示。学生看完之后找学生提问。
1．物理学中的关系式怎么确定了物理量的单位？
物理学关系式确定了物理量之间的关系同时，还确定了物理量的单位之间的关系。
2．什么是基本量？什么是基本单位？
选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其它物理量的单位，这些被选定的物理量叫做基本量，他们的单位叫做基本的单位。力学中的基本量有长度、质量和时间，他们的单位分别是米、千克和秒。
3．什么是导出量？什么是导出单位？
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。学过的导出单位很多，比如加速度的单位是kg/s ，它可以根据公式来进行推导。密度的单位是kg/m ，可以根据密度的计算公式进行推导。
基本单位和导出单位组成了单位制。
【问题1】(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位(　　)
A．力的单位N B．压强的单位Pa
C．长度的单位m D．加速度的单位m/s
【解析】题目所给单位均为力学单位，在力学中只取质量、长度、时间的单位为基本单位，除这三个单位以外的单位，均为导出单位，故选项ABD正确。
二、国际单位制
教师活动：指导学生阅读教材P98页“国际单位制”，并提出下列问题，在PPT上显示问题：
1．国际单位制中规定了力学范围哪些物理量为基本量？对应的基本单位是什么？
答：力学中的基本量有长度、质量和时间，他们的单位分别是米、千克和秒。
2．国际单位制还规定力学范围外的基本量是哪些物理量？它们对应的基本单位是么？
答：国际单位制还规定了力学范围外的基本量有电流，单位是安培，符号A；热力学温度，单位是开尔文，符号K；物质的量，单位是摩尔，符号mol；发光强度，单位坎德拉，符号cd。
学生活动：学生根据老师提出的问题去阅读教材，寻求答案，展示答案。
教师活动：在PPT上显示知识要点（国际单位制），给学生强调物理量名称和单位后，显示问题2，找学生回答问题。
★国际单位制
【问题2】测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是下列哪一组(　　)
A．米尺、弹簧测力计、秒表
B．米尺、弹簧测力计、打点计时器
C．量筒、天平、秒表
D．米尺、天平、秒表
【解析】据单位制可知，在国际单位制中三个力学的基本物理量分别为长度、质量、时间，长度用米尺测量，质量用天平测量，时间用秒表测量，故D选项正确。
教师活动：在PPT上展示例题，分析后在PPT上显示解题过程，强调书写规范，并让学生仔细观察，找出规律。
学生活动：根据问题，思考解答方法，注意答题规范。观察PPT上的解题过程，找出规律。
【例题】光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700克，在1.4N的水平恒力作用下开始运动（图4.4-1）。那么，5s末物体的速度是多少？5s内它的位移是多少？
【解析】以静止的物体为研究对象。物体质量m=700g=0.7kg
根据牛顿第二定律，有
初速度v0＝0，根据匀加速直线运动的速度与时间关系式，有
根据匀变速直线运动的位移与时间关系式，有
5s末物体的速度是10m/s，方向与恒力的方向相同；5s内它的位移是25m，方向与运动方向相同。
教师活动：引导学生观察解题步骤，并提出问题，要求学生看过教材后思考讨论，在PPT上显示下列问题：
1．如果计算过程用国际单位制的基本单位表示，得出的计算结果是不是也是国际单位制的基本单位？
2．对于上述结论，对解题过程有什么改进？
学生活动：根据老师提出的问题根据上一个例题以及解答过程，寻求答案，回答老师问题。
教师活动：聆听学生回答，点评总结，在PPT上显示上个例题的简洁过程，强调后在PPT上显示问题3，并找同学回答问题3。
★简洁过程
统一已知量的单位后，计算过程中不必写出各量后面的单位，只需要在数字计算式
后面写出正确的单位。所以上述过程就可以写成
【问题3】一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简捷而又规范的是(　　)
m＝＝ kg＝0.2 kg
B．m＝＝＝20 ＝20 kg
C．m＝＝＝20 kg
D．m＝＝ kg＝20 kg
【解析】物理计算中，在进行数量运算的同时，也要注意单位运算。带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确；也可以把题中已知量的单位都用国际单位制单位表示，计算的结果就用国际单位制单位表示，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在结果后面写出正确单位即可。在备选的四个选项中，A、C均错，B项解题过程正确，但不简捷，只有D项中单位运用正确，且过程简捷、规范。故选D。
教师活动：在PPT上显示课堂小结。
板书设计
1．米
2．秒
3．千克
单 基本单位 4．安培
位 5．开尔文
制 6．坎德拉
7．摩尔
导出单位 m/s，m/s2，N，Kg/m3，库、欧姆、电功率等等
(
国际单位制
1
．
基本概念：基本量
基本单位
导出量
导出单位
2
．
国际单位制：
3
．
计算过程中的单位：规范
简洁
同一性
瞬时性
4.
解题步骤：
)