《力学单位制》设计(2)5

《力学单位制》教学设计教学目标一、知识与技能1．了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位。2．认识单位制在物理计算中的作用。二、过程与方法1．让学生认识到统一单位的必要性。2．使学生了解单位制的基本思想。3．培养学生在计算中采用国际单位，从而使运算过程的书写简化。4．通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法。三、情感、态度与价值观1．使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想。2．了解度量衡的统一对中国文化的发展所起的作用，培养学生的爱国主义情操。3．让学生了解单位制与促进世界文化的交流和科技的关系。4．通过一些单位的规定方式，了解单位统一的重要性，并能运用单位制对计算过程或结果进行检验。教学重点、难点教学重点1．什么是基本单位，什么是导出单位。2．力学中的三个基本单位。3．单位制。教学难点统一单位后，计算过程的正确书写。教学过程一、新课导入教师多媒体展示《尺的演化史》在古代，人们常用身体的某些器官或部位的尺度作为计量单位。在遥远的古埃及时代，人们用中指来衡量人体的身长，认为健美的人身长应该是中指长度的19倍。各个国家，地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。仅以长度为例，欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。在英国，1掌尺相当于7.62cm，而在荷兰，1掌尺却相当于10cm。英尺是8世纪英王的脚长，1英尺等于0.3048m。10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸。1英寸为2.54cm。这位君王又别出心裁，想出了“码”这样一个长度单位。他把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离91cm，定为1码。到了1101年，亨利一世在法律上认定了这一度量单位，此后，“码”便成为英国的主要长度单位，一直沿用了1000多年。在我国亦有“伸掌为尺”的说法。我国三国时期（公元3世纪初）王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。”两臂伸开长八尼，就是一寻；从秦朝（约公元前221年）至清末（约公元1911年）的2000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0.2309m到0.3558m的变化，其差别相当悬殊。学生讨论与交流：单位的不统一会造成什么样的困难？单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使全球人类能够共享光明，共享人类文明进步的成果。二、新课教学（一）基本单位和导出单位提出问题：如果我们不小心忘记了某个物理量的单位怎么办呢？有没有办法从脑海里把这个单位找回来呢？思考回答：根据对应的物理公式就可以。比如根据公式。如果位移用m做单位，时间用s做单位，得出的速度的单位就是m/s；根据公式，速度用m/s做单位，时间用s做单位，得出加速度的单位就是m/s2。物理学的关系式不仅确定物理量之间的关系，也确定了物理量单位之间的关系。而且从刚才所讲可以看出：只要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他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量，基本量的单位叫做基本单位。由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫做导出量，导出量的单位叫做导出单位。基本单位和导出单位一起组成了单位制。国际单位制中选定了七个基本物理量，大家看教材P79上的图表。其中需要我们牢记的是力学范围内的三个基本量：长度、质量、时间，对应的基本单位分别是米（米是光在真空中1/299792458秒的时间间隔内的行程）、千克（千克等于国际千克原器的质量）、秒（秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间）。（二）国际单位制与公式成立条件1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。简称SI。力的单位可以在基本单位的基础上用公式推导出来。根据，质量的单位用千克，加速度单位用米每二次方秒，得到力的单位是千克米每二次方秒，由于这个名称太长，人们才给了它另一个简单的名称：牛顿，即1牛顿=1千克米每二次方秒。由此可见，力的单位是导出单位。（三）实例探究例1.光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是7kg，在14N的水平恒力作用下开始运动（教材P79图），5s末的速度是多大？5s内通过的位移是多少分析：本题中，物体的受力情况是已知的，需要明确物体的运动情况，物体的初速度v0=0，在恒力的作用下产生恒定的加速度，所以它做初速度为零的匀加速直线运动，已知物体的质量m和所受的力F，据牛顿第二定律F＝ma求出加速度a，即可用运动学共识求解得到最终结果。已知：m＝7kg，F＝14N，t＝5s。求：vt和S。解：。vt=at=2m/s2×5s=10m/s。s=at2=×2m/s2×25s2=25m。评析：题中各已知量的单位都是用国际单位表示的，计算的结果也是用国际单位表示的。既然如此，我们在统一各已知量的单位后，就不必一一写出各物理量的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了。例2.一个质量是100g的运动物体，初速度是1m/s解：根据牛顿第二定律，物体的加速度为物体3s末的速度为v3=v0＋at=1m/s＋20×3m/s=61m例3.一辆速度为4m/s的自行车，在水平公路上匀减速地滑行40m后停止。如果自行车和人的总质量是100解：由可求出自行车的加速度根据牛顿第二定律，自行车受的阻力F=ma=100×（－）N=－20N.负号表示阻力方向与v0方向相反。例4.一辆质量是2t的货车，在水平公路上匀速行驶，司机突然紧急刹车，使货车匀减速停下来。从刹车开始到停下来，驶过的路程是15m，已知此车所受的制动力为×104N