2019-2020年高中物理《力學單位制》教案4 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中物理《力學單位制》教案4 新人教版必修1 從容說課 單位對學生來說并不陌生，但學生很少研究單位確立的方法和在計算過程中不同的單位造成的影響，也很少注意到單位與科學、社會的關(guān)系.本節(jié)以史實為背景，提出單位不統(tǒng)一的弊端，讓學生通過討論與交流，學習單位制的組成以及單位制對科技的進步、生產(chǎn)的發(fā)展所帶來的影響，讓學生從另一角度認識單位是為了對“量”進行測量和比較而建立的. 當學生真正感覺到統(tǒng)一單位制的必要后，再介紹制定國際單位制的歷史，讓學生體會到人類在統(tǒng)一單位制當中作出的努力.單位制不僅包括同一個物理量的不同單位之間的換算關(guān)系，更重要的是按照各個物理量之間的關(guān)系，規(guī)定所有物理量的單位，使所有物理量的單位標準化、制度化和系統(tǒng)化. 在學生感受了統(tǒng)一單位的必要以及了解了相關(guān)歷史后，本節(jié)需要學生掌握什么是單位制，什么是基本單位，什么是導出單位，力學中的三個基本單位是什么，并且明確單位制在物理計算中的應用. 由于這節(jié)課的內(nèi)容相對比較簡單，沒有復雜的計算和推理，是學生采用自學這種學習方法的很好的一節(jié)課，可以通過教師引導、學生總結(jié)的方式提高學生的概括能力和總結(jié)能力. 三維目標 知識與技能 1.了解什么是單位制，知道力學中的三個基本單位. 2.認識單位制在物理計算中的作用. 過程與方法 1.讓學生認識到統(tǒng)一單位的必要性. 2.使學生了解單位制的基本思想. 3.培養(yǎng)學生在計算中采用國際單位，從而使運算過程的書寫簡化. 4.通過學過的物理量了解單位的重要性，知道單位換算的方法. 情感態(tài)度與價值觀 1.使學生理解建立單位制的重要性，了解單位制的基本思想. 2.了解度量衡的統(tǒng)一對中國文化的發(fā)展所起的作用，培養(yǎng)學生的愛國主義情操. 3.讓學生了解單位制與促進世界文化的交流和科技的關(guān)系. 4.通過一些單位的規(guī)定方式，了解單位統(tǒng)一的重要性，并能運用單位制對計算過程或結(jié)果進行檢驗. 教學重點 1.什么是基本單位，什么是導出單位. 2.力學中的三個基本單位. 3.單位制. 教學難點 統(tǒng)一單位后，計算過程的正確書寫. 教具準備 多媒體課件 課時安排 1課時 教學過程 ［新課導入］ 展示張飛和姚明的圖片 師：大家都認識這兩個人吧. 生：認識，一個是張飛，一個是姚明. 師：那么大家知道他們的身高是多少呢？ 生：《三國演義》上說張飛身高9尺. 師：按照現(xiàn)在的計算方法，張飛的身高應該是多少？ 生：三尺是1 m，張飛的身高應該是3 m. 師：姚明在當代應該是身高很高的人了，他的身高是多少？ 生：2.26 m.看起來張飛要比姚明高很多，打籃球一定很厲害. 師：并不是張飛比姚明高，而是古代的尺和現(xiàn)代的尺不一樣.在我國有“伸掌為尺”的說法，我國三國時期（公元3世紀初）王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋.”兩臂伸開長八尺，就是一尋；從秦朝（約公元前221年）至清末（約公元1911年）的2 000多年間，我國的“尺”竟由1尺相當于0.230 9 m到0.355 8 m的變化，其差別相當懸殊. 師：大家如果經(jīng)?？碞BA介紹時會發(fā)現(xiàn)姚明的身高并不是說成2.26 m，而是怎樣介紹的呢？ 生：我記得好像是幾英尺幾英寸，具體數(shù)值記不清了. 師：1英尺等于0.304 8 m，1英寸為2.54 cm.大家如果不記得的話可以重新計算一下，也可以計算一下自己的身高是多少.大家知道尺和英尺是怎樣來得嗎？ 生：不知道. 多媒體介紹 在古代，人們常用身體的某些器官或部位的尺度作為計量單位.在遙遠的古埃及時代，人們用中指來衡量人體的身長，認為健美的人身長應該是中指長度的19倍. 各個國家、地區(qū)以及各個歷史時期，都有各自的計量單位.僅以長度為例，歐洲曾以手掌的寬度或長度作為長度的計量單位，稱為掌尺.在英國，1掌尺相當于7.62 cm；而在荷蘭，1掌尺卻相當于10 cm.英尺是8世紀英王的腳長，1英尺等于0.304 8 m.10世紀時英王埃德加把自己大拇指關(guān)節(jié)間的距離定為1英寸.1英寸為2.54 cm.這位君王又別出心裁，想出了“碼”這樣一個長度單位.他把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離——91 cm，定為1碼.到了1101年，亨利一世在法律上認定了這一度量單位，此后，“碼”便成為英國的主要長度單位，一直沿用了1 000多年. 在我國亦有“伸掌為尺”的說法.我國三國時期（公元3世紀初）王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋.”兩臂伸開長八尺，就是一尋；從秦朝（約公元前221年）至清末（約公元1911年）的2 000多年間，我國的“尺”竟由1尺相當于0.230 9 m到0.355 8 m的變化，其差別相當懸殊. 【討論與交流】 單位的不統(tǒng)一會造成什么樣的困難？ 參考答案：單位的統(tǒng)一有利于各個國家之間、一個國家各個地區(qū)之間進行文化交流和經(jīng)貿(mào)往來，可以促進科學文化盡快地發(fā)展，使全球人類能夠共享光明，共享人類文明進步的成果. ［新課教學］ 【自學總結(jié)】 （投影問題） 1.什么是基本量，什么是基本單位？力學中的基本單位都有哪些，分別對應什么物理量？ 2.什么是導出單位？你學過的物理量中哪些是導出單位？借助物理公式來推導. 3.什么是國際單位制？國際單位制中的基本單位共有幾個？它們分別是什么？對應什么物理量？ 注：在這個過程中，老師可以巡回指導學生自己總結(jié)，并幫助水平較差的同學進行總結(jié).這個過程大約持續(xù)10 min左右.然后讓學生回答所提出的問題并鞏固補充學生掌握的知識. 師：請同學們回答剛才這幾個問題.1.什么是基本量，什么是基本單位？力學中的基本單位都有哪些，分別對應什么物理量？ 生1：選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫做基本量，它們的單位叫做基本單位. 生2：力學中的基本量有長度、質(zhì)量和時間.它們的單位分別是米、千克和秒. 師：2.什么是導出單位？你學過的物理量中哪些是導出單位？借助物理公式來推導. 生1：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其他物理量的單位，叫做導出單位. 生2：我們學過的導出單位很多，比如加速度的單位m/s2，它可以根據(jù)公式a=來進行推導.密度的單位是kg/m3，可以根據(jù)密度的計算公式：ρ=進行推導. 師：我們學過的力的單位牛頓是不是基本單位呢？ 生：不是，牛頓也是一個導出單位.根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，可得力的單位應該與質(zhì)量的單位和加速度的單位有關(guān).1 N＝1 kgm/s2. 師：第三個問題：什么是國際單位制？國際單位制中的基本單位共有幾個？它們分別是什么？對應什么物理量？大家設(shè)計一個表格來回答這個問題. 生：國際計量委員會在1960年在第11屆國際計量大會上制訂了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制.簡稱SI. 物理量的名稱 單位名稱 單位符號 長度 米 m 質(zhì)量 千克（公斤） kg 時間 秒 s 電流 安（培） A 熱力學溫度 開（爾文） K 物質(zhì)的量 摩（爾） mol 發(fā)光強度 坎（德拉） cd 【例】 一個原來靜止的物體，質(zhì)量是7 kg，在14 N的恒力作用下，5 s末的速度是多大？5 s內(nèi)通過的位移是多少？ （展示例題，學生求解探究） 解：根據(jù)已知條件，m=7 kg，F(xiàn)=14 N，t=5 s 根據(jù)牛頓第二定律，有 a== =2 N/kg=2 m/s2 v=at=2 m/s25 s=10 m/s x=at2=2 m/s225 s2=25 m. 教師點評：我們看到，題目的已知量的單位都用國際單位制表示時，計算的結(jié)果也是用國際單位制表示的.既然如此，在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫出各量后面的單位，只在數(shù)字后面寫出正確的單位就可以了.這樣，上面的計算就可以寫成： a== m/s2=2 m/s2 v=at=25 m/s=10 m/s x=at2=225 m=25 m 總結(jié)：通過分析實例，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，同時體會單位制的意義. 【課堂訓練】 1.一個原來靜止在光滑水平面上的物體，質(zhì)量是20 kg，在兩個大小都是50 N且互成120角的水平外力作用下，3 s末物體的速度是多大？3 s內(nèi)物體的位移是多少？ 解析：兩個大小都是50 N且互成120角的水平外力的合力大小為50 N，方向在這兩個力的角平分線上，且與水平面平行.由于水平面光滑，故水平方向上沒有滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有 a== m/s2＝2.5 m/s2 由運動學公式得 v=at=2.53 m/s=7.5 m/s s=t=t= m=11.25 m. 點撥：在整個計算過程中所有物理量都采用國際單位制.就不需要在運算過程中每一步都將物理量代入進行計算，這樣可以使計算過程簡化. 2.現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求選擇填空: A.密度 B.米/秒 C.牛頓 D.加速度 E.質(zhì)量 F.秒 G.厘米 H.長度 I.時間 J.千克 （1）屬于物理量的是________________（填前面的字母）. （2）在國際單位制中，作為基本單位的物理量有________________. （3）在國際單位制中基本單位是______________，屬于導出單位的是________________. 答案：（1）ADEHI （2）EHI （3）FJ BC 解析：要分清物理量和物理單位、基本單位和導出單位. 說明：本題容易把物理量和單位制混淆. ［小結(jié)］ 通過本節(jié)課的學習，我們知道了什么是基本單位，什么是導出單位，什么是單位制，知道了力學中的三個基本單位以及統(tǒng)一單位后，解題過程的正確書寫方法. ［布置作業(yè)］ 教材第85頁問題與練習. ［課外訓練］ 1.我們今后要學的一個物理量——動量的定義式為p=mv.關(guān)于動量的單位，下列各式中正確的是 A. kgm/s B.Ns C. D.Nm 2.聲音在空氣中的傳播速度v與空氣的密度ρ、壓強p有關(guān).下列速度的表達式（k為比例系數(shù)，無單位）中正確的是 A.V=k B.v= C.v= D.v= 3.質(zhì)量為4 kg的物體靜止在水平地面上的A點，在12 N的水平拉力作用下向B點運動，拉力作用一段時間后被撤去.物體到達B點時速度恰好為零.已知AB=10 m，μ=0.2，求水平拉力作用的時間. 參考答案 1.解析：動量的定義式p=mv中，m是基本量，而v是導出量，p的單位由m、v的單位組成，要判斷給出的答案是否正確，可看給出的單位對應的有哪些物理量，能否通過m、v與這些量的關(guān)系式，用這些物理量表示p. 答案：ABC 2.解析：可把p、ρ的單位用基本單位表示，代入進行單位運算，看得出的單位是否是v的單位.p的單位用基本單位表示 1 Pa=1 =1 ρ的單位用基本單位表示： kg/m3 答案：B 3.解答：設(shè)撤力時物體速度為v，拉力作用時間為t，則： Ff=μFN=μmg=0.2410 N=8 N a===1 m/s2，所以F－Ff =ma1 第二過程：Ff =ma2，所以a2==2 m/s2 據(jù)vt2－v02=2ax有=10 m，所以+=10 m 可得v= m/s，又v=a1t，所以t=== s. 說明：將各個物理量的單位全部化成國際制，在利用物理公式運算時可略去單位運算，只在最后結(jié)果加上單位. 板書設(shè)計 4 力學單位制 單位制 物理量的名稱 單位名稱 單位符號 國際單位制 基本單位 力學單位 長度 米 m 質(zhì)量 千克 kg 時間 秒 s 其他單位 導出單位 公式+基本單位 活動與探究 探究活動的主題：單位的發(fā)展與變革. 步 驟 學生活動 教師指導 目的 1 到圖書館、上網(wǎng)查閱有關(guān)單位發(fā)展和變革的書籍. 介紹相關(guān)書籍與網(wǎng)站. 1.讓學生更多地了解有關(guān)單位方面的知識，了解單位在生產(chǎn)生活中的重要性. 2.了解物理學史，讓學生樹立為人類服務(wù)的思想. 2 根據(jù)查閱的資料，確定文章主題和內(nèi)容. 解答學生提出的具體問題. 3 寫出相關(guān)論文，了解人類歷史上單位變革的過程和單位統(tǒng)一的意義，交流各個小組的心得體會. 對優(yōu)秀文章進行點評，指出單位統(tǒng)一勢在必行.