4.4 《力学单位制》— 【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册教学设计
文档属性
| 名称 | 4.4 《力学单位制》— 【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 24.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-23 11:42:41 | ||
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文档简介
第4章 运动和力的关系
第4节 力学单位制
教学内容分析
《力学单位制》是《普通高中物理课程标准（2017年版）》必修课程必修1模块中“机械运动与相互作用”主题下的内容，课程标准的要求为：“知道国际单位制中的力学单位。了解单位制在物理学中的重要意义。”
教材以为什么同一物理量可能采用不同单位来计量的问题引发学生对单位制的思考，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、导出单位、单位制等概念，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使用。
学情分析
学生已经熟悉速度、加速度等物理量的单位，对很多物理量的单位，如牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等更多的是感性认识，对这些单位的了解能帮助学生更好的掌握本节内容。通过物理量的定义，学生了解各物理量的单位存在关系，例如加速度的单位可由速度单位和时间单位导出，这些认知对有助于学生理解基本单位和导出单位，把握基本单位和导出单位的关系，有助于学生形成对单位全面、清晰的认识。学生经历初中的学习，在使用单位进行运算和表达形成了习惯，经过本节的学习后要使用更加便捷的表达方式，需要教师进行引导。
教学目标
1.学生了解单位制的含义，知道力学中质量(m)、长度(l)、时间(t)以及它们的基本单位千克(kg)、米(m)、秒(s).
2.学生知道力学中除长度、质量和时间以外的物理量的单位都是根据物理量之间的关系从基本单位中推导出来的导出单位。
3.学生知道国际单位制，能够根据物理量的定义或者物理关系来推导其他物理量的单位，能够认识到统一单位的重要性和必要性，了解单位制能促进世界科技、文化交流。
4.学生了解单位制在物理学中的重要意义，能在运算过程中规范使用物理单位。
教学重难点
教学重点：基本单位和导出单位
教学难点：根据物理量关系推导物理量单位
教学方法：讲授法、实验探究法、启发式教学
教学过程
新课引入
情境：根据《学生课桌椅功能尺寸及技术要求》(标准号GB/T 3976-2014)，学生课桌共分0号、1号…、10号共11种.甲、乙两名同学测量“1号”课桌面的高度，测量结果分别是76和760.乙同学认为甲同学测量的结果不正确。
问题：如何评价两名同学的测量结果？
生：两名同学的测量结果只有数值，缺少物理量单位，测量结果应记录为76cm或760mm。两名同学的测量结果是一致的，使用的单位不同。
师：单位是物理量的重要部分，没有单位，数值不具备任何意义。本节课学习有关单位制的相关知识。
新课讲授
1.基本单位
教师用PPT投影力学中长度l、质量m、时间t、速度v、加速度a、力F以及压强p几个物理量、物理量单位名称和符号。
表 1 物理量和它们的单位
物理量 单位名称 单位
长度l 米 m
质量m 千克 kg
时间t 秒 s
速度 v 米每秒 m/s
加速度a 米每二次方秒 m/s2
力F 牛 1N=1kg·m/s2
压强p 帕 1Pa=1N/m2
师：请同学们观察表中的物理量及其单位，这些物理量的单位有何不同？它们的单位间存在联系吗？
(留给学生1分钟时间，观察表格，思考教师提出的问题)
生：长度、质量和时间的单位是独立的，而速度、加速度等物理量的单位可以由它们的物理单位组合表示。
师：观察的很仔细，总结得不错。物理学会选定几个物理量作为基本量，它们的单位称为基本单位，例如长度、质量和时间。有的物理量由基本物理量的组合定义而来，例如速度用位移与时间的比值定义，压强用力和面积的比值定义，这些物理量称为导出量，它们的单位称为导出单位。导出单位可由导出量的定义式用基本量的单位表示，例如位移的单位是m，时间的单位是s，速度定义为位移与时间的比值，速度的单位m/s.
师：同学们还学习过哪些导出量？导出单位是什么？
生：学生列举各种导出量。
师：功是导出量还是基本量？功的单位是什么？
生：功定义为力和沿力方向的乘积，是导出量，单位是焦(J).
师：功是一个导出量，它的单位如何用基本量的单位表示？请同学们用基本量的单位表示功的单位。
学生活动：利用2分钟时间由功的定义推导功的单位。
1J=1N·m=1kg·m/s2·m=1kg·m2·s-2.
教师活动：学生推导完成后，对学生的作答进行评价，指出优点和不足之处。巡视时对个别学习能力差的学生进行指引。
课堂练习：某物理量定义为j=，该物理量的单位是什么？其物理意义是什么？
(加速度的单位是m/s2， a是加速度的变化量，单位是m·s-2，时间的单位是s，故导出量j的单位是m·s-3，j描述加速度变化的快慢和方向，是加速度的变化率。)
2.国际单位制
师：为方便国际交流，促进科学的发展。国际计量大会制定一套国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI。国际单位中，共有7个基本物理量，根据各物理量的关系可以导出其他物理量的单位。
教师活动：教师PPT投影国际单位中的七个基本物理量及其单位，重点介绍力学中的三个基本物理量单位。
表 2 力学中三个基本单位的定义
基本量 基本单位 定义
时间 t 秒(s) 1s是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9192631770个周期持续的时间
长度l 米(m) 1m是光在真空中s时间间隔所经路径的长度
质量m 千克(kg) 第26届计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即1kg =
作业
教材96页第1、4.
板书设计
§ 4.4 力学单位制
一、基本量和导出量
二、基本单位和导出单位
三、国际单位制
教学反思
单位是物理量的重要组成部分，本节内容要求学生学习后能对单位制有更系统的了解，理解基本量和基本单位的含义，各个物理量和单位间存在紧密的联系，要让学生规范书写物理单位，学习简化计算过程，掌握用物理量单位检查表达式的正确性。
第4节 力学单位制
教学内容分析
《力学单位制》是《普通高中物理课程标准（2017年版）》必修课程必修1模块中“机械运动与相互作用”主题下的内容，课程标准的要求为：“知道国际单位制中的力学单位。了解单位制在物理学中的重要意义。”
教材以为什么同一物理量可能采用不同单位来计量的问题引发学生对单位制的思考，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、导出单位、单位制等概念，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使用。
学情分析
学生已经熟悉速度、加速度等物理量的单位，对很多物理量的单位，如牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等更多的是感性认识，对这些单位的了解能帮助学生更好的掌握本节内容。通过物理量的定义，学生了解各物理量的单位存在关系，例如加速度的单位可由速度单位和时间单位导出，这些认知对有助于学生理解基本单位和导出单位，把握基本单位和导出单位的关系，有助于学生形成对单位全面、清晰的认识。学生经历初中的学习，在使用单位进行运算和表达形成了习惯，经过本节的学习后要使用更加便捷的表达方式，需要教师进行引导。
教学目标
1.学生了解单位制的含义，知道力学中质量(m)、长度(l)、时间(t)以及它们的基本单位千克(kg)、米(m)、秒(s).
2.学生知道力学中除长度、质量和时间以外的物理量的单位都是根据物理量之间的关系从基本单位中推导出来的导出单位。
3.学生知道国际单位制，能够根据物理量的定义或者物理关系来推导其他物理量的单位，能够认识到统一单位的重要性和必要性，了解单位制能促进世界科技、文化交流。
4.学生了解单位制在物理学中的重要意义，能在运算过程中规范使用物理单位。
教学重难点
教学重点：基本单位和导出单位
教学难点：根据物理量关系推导物理量单位
教学方法：讲授法、实验探究法、启发式教学
教学过程
新课引入
情境：根据《学生课桌椅功能尺寸及技术要求》(标准号GB/T 3976-2014)，学生课桌共分0号、1号…、10号共11种.甲、乙两名同学测量“1号”课桌面的高度，测量结果分别是76和760.乙同学认为甲同学测量的结果不正确。
问题：如何评价两名同学的测量结果？
生：两名同学的测量结果只有数值，缺少物理量单位，测量结果应记录为76cm或760mm。两名同学的测量结果是一致的，使用的单位不同。
师：单位是物理量的重要部分，没有单位，数值不具备任何意义。本节课学习有关单位制的相关知识。
新课讲授
1.基本单位
教师用PPT投影力学中长度l、质量m、时间t、速度v、加速度a、力F以及压强p几个物理量、物理量单位名称和符号。
表 1 物理量和它们的单位
物理量 单位名称 单位
长度l 米 m
质量m 千克 kg
时间t 秒 s
速度 v 米每秒 m/s
加速度a 米每二次方秒 m/s2
力F 牛 1N=1kg·m/s2
压强p 帕 1Pa=1N/m2
师：请同学们观察表中的物理量及其单位，这些物理量的单位有何不同？它们的单位间存在联系吗？
(留给学生1分钟时间，观察表格，思考教师提出的问题)
生：长度、质量和时间的单位是独立的，而速度、加速度等物理量的单位可以由它们的物理单位组合表示。
师：观察的很仔细，总结得不错。物理学会选定几个物理量作为基本量，它们的单位称为基本单位，例如长度、质量和时间。有的物理量由基本物理量的组合定义而来，例如速度用位移与时间的比值定义，压强用力和面积的比值定义，这些物理量称为导出量，它们的单位称为导出单位。导出单位可由导出量的定义式用基本量的单位表示，例如位移的单位是m，时间的单位是s，速度定义为位移与时间的比值，速度的单位m/s.
师：同学们还学习过哪些导出量？导出单位是什么？
生：学生列举各种导出量。
师：功是导出量还是基本量？功的单位是什么？
生：功定义为力和沿力方向的乘积，是导出量，单位是焦(J).
师：功是一个导出量，它的单位如何用基本量的单位表示？请同学们用基本量的单位表示功的单位。
学生活动：利用2分钟时间由功的定义推导功的单位。
1J=1N·m=1kg·m/s2·m=1kg·m2·s-2.
教师活动：学生推导完成后，对学生的作答进行评价，指出优点和不足之处。巡视时对个别学习能力差的学生进行指引。
课堂练习：某物理量定义为j=，该物理量的单位是什么？其物理意义是什么？
(加速度的单位是m/s2， a是加速度的变化量，单位是m·s-2，时间的单位是s，故导出量j的单位是m·s-3，j描述加速度变化的快慢和方向，是加速度的变化率。)
2.国际单位制
师：为方便国际交流，促进科学的发展。国际计量大会制定一套国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI。国际单位中，共有7个基本物理量，根据各物理量的关系可以导出其他物理量的单位。
教师活动：教师PPT投影国际单位中的七个基本物理量及其单位，重点介绍力学中的三个基本物理量单位。
表 2 力学中三个基本单位的定义
基本量 基本单位 定义
时间 t 秒(s) 1s是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9192631770个周期持续的时间
长度l 米(m) 1m是光在真空中s时间间隔所经路径的长度
质量m 千克(kg) 第26届计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即1kg =
作业
教材96页第1、4.
板书设计
§ 4.4 力学单位制
一、基本量和导出量
二、基本单位和导出单位
三、国际单位制
教学反思
单位是物理量的重要组成部分，本节内容要求学生学习后能对单位制有更系统的了解，理解基本量和基本单位的含义，各个物理量和单位间存在紧密的联系，要让学生规范书写物理单位，学习简化计算过程，掌握用物理量单位检查表达式的正确性。