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- 2021-05-27 发布
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河北省沧州市颐和中学高中物理《4.4 力学单位制》教案 新人教版必修1
★教学目标
1. 知道什么是单位制,什么是基本单位,什么是导出单位
2. 知道力学中的三个基本单位
3. 认识单位制在物理计算中的作用
★教学重点
知道单位制的作用,即清楚物理公式和物理量的关系,掌握国际单位制中的基本单位和导出单位
★教学难点
通过今天的学习能够在今后的学习中自己推导物理量的单位。
★教学过程
一、引入
师:同学们,今天我们一起来讨论物理研究计算中如何使用单位的问题。在进行新课之前,我们先来讨论下面几个问题。
2、位移、质量、时间、速度、加速度以及力的单位是什么?
生:位移常用的单位有厘米、米、千米等;质量的单位有克、千克、吨等;时间单位有秒、分、小时等;速度单位有米每秒、千米每小时等;加速度的单位有m/s2、cm/s2等;力的单位有N。
二、单位换算
师:那36km/h与12m/s两个速度相比较,哪个大?
生:要比较两个速度的大小必须先统一单位,先把36km/h转化成多少m/s?
师:那如何进行单位换算呢?
生:数值不变,只将单位进行换算就行了,比如
10m/s<12m/s
例1、完成下列单位换算:
(1)0.1 mg=_____________kg (2)4.2t=_____________kg
(3)54 km/h=____________m/s (4)____________
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各个国家、地区以及各个历史时期,都有各自的计量单位。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=7.62cm;在荷兰,1掌尺=10cm;英尺是8世纪英王的脚长,1英尺=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=2.54cm。这位君王还别出心裁,把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离91cm定为1码, 1码=91cm.
我国,从秦朝至清末的2000多年间,我国的“尺”竟由1尺=0.2309m到0.3558m的变化,其差距相当悬殊。
三、国际单位制
师:大家也看到了,如果单位不统一,或者说不同的地方对单位有不同的规定,那对于我们研究问题很不方便,所以有必要对单位进行统一的规定。为了便于交流合作,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
思考:1、数码产品的接口为什么要统一?2、为什么欧盟要发行统一的货币-欧元?
四、基本单位和导出单位
师: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? 生:能,根据对应的物理公式就可以。比如根据公式,如果位移用米做单位,时间用秒做单位,得出的速度的单位就是米每秒;根据公式,速度用米每秒做单位,时间用秒做单位,得出加速度的单位就是米每二次方秒。
师:国际单位制中选定了七个基本物理量,大家看课本上的图表。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1/299792 458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 9 192 631 770个周期的持续时间)。
力学范围内的单位制
基
本
量
导出
量
长度 m km cm ……
时间 s m h ……
质量 kg t g ……
速度 m/s km/h ……
加速度 m/s2 cm/s2 ……
力 N
密度 kg/m3 g/cm3 ……
基
本
单位
导出
单位
单位
制
国际单位制中的单位
五、国际单位制与公式成立条件
师:看完表格后难道没有同学感到奇怪:力学范围内的基本单位怎么没有力的单位牛顿啊? 生: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。
师:由此可见,力的单位是导出单位。
例3、如果质量的单位用克,加速度单位用米每二次方秒,力的单位用牛顿,则公式还成立吗?
答:如果成立的话就有1牛顿=1克米每二次秒,而我们已知国际单位制上已规定1牛顿=1千克米每二次方秒,所以公式不成立,如果质量单位要用克,则公式应改为
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