高中物理必修一 4.4《力學(xué)單位制》教學(xué)案

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111 學(xué)習(xí)目標(biāo): 1. 知道什么是單位制，知道基本單位和導(dǎo)出單位的含義及力學(xué)中三個(gè)基本單位。 2. 認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用。 3. 知道在物理計(jì)算中必須采用同一單位制的單位，掌握用國(guó)際單位制的單位解題。 學(xué)習(xí)重點(diǎn): 學(xué)習(xí)難點(diǎn): 主要內(nèi)容: 一、單位制 1． 基本物理量：反映物理學(xué)基本問(wèn)題的物理量。如力學(xué)中有三個(gè)基本物理量——質(zhì)量、時(shí)間和長(zhǎng)度。因?yàn)槭澜缡怯蛇\(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)組成的，物理學(xué)的研究對(duì)象是物質(zhì)的帶有普遍性的運(yùn)動(dòng)，首先應(yīng)考察物質(zhì)的多少和運(yùn)動(dòng)的最簡(jiǎn)單的形式(物質(zhì)的空間位置隨時(shí)間的變化)，抓住質(zhì)量(物質(zhì)的多少)、時(shí)間和長(zhǎng)度(空間改變的量度)這三個(gè)物理量，就抓住了力學(xué)的基本問(wèn)題，才可進(jìn)一步討論其他力學(xué)問(wèn)題。 2． 基本單位：所選定的基本物理量的(所有)單位都叫做基本單位，如在力學(xué)中，選定長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間這三個(gè)基本物理量的單位作為基本單位： 長(zhǎng)度一一cm、m、km等； 質(zhì)量一g、kg等； 時(shí)間——s、min、h等。 3． 導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式和基本單位，推導(dǎo)出其它物理量的單位叫導(dǎo)出單位。 物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的單位關(guān)系，如位移用m作單位，時(shí)間用s作單位，由速度公式v=s/t推導(dǎo)出來(lái)的速度的單位就是m／s。若位移用km作單位，時(shí)間用h作單位，由速度公式v=s/t推導(dǎo)出來(lái)的速度的單位就是km／h。 4． 單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。 由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。選定基本物理量的不同單位作為基本單位，可以組成不同的單位制，如歷史上力學(xué)中出現(xiàn)了厘米克秒制和米千克秒制兩種不同的單位制，工程技術(shù)領(lǐng)域還有英尺秒磅制等。 二、力學(xué)中的國(guó)際單位制 1．由于基本物理量的選取和基本單位的規(guī)定都帶有一定程度的任意性，中外歷史上曾出現(xiàn)過(guò)許多單位制(如我國(guó)在單位中出現(xiàn)的斤、兩、尺、寸等)，這就阻礙了國(guó)際及社會(huì)交往。為了建立一種簡(jiǎn)單、科學(xué)、實(shí)用的計(jì)量單位制，國(guó)際米制公約各成員國(guó)(我國(guó)1997年加入)于1960年通過(guò)采用一種以米制為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的國(guó)際單位制(國(guó)際代號(hào)為SI)?，F(xiàn)有82個(gè)國(guó)家與地區(qū)采用，國(guó)際上許多經(jīng)濟(jì)組織和科學(xué)技術(shù)組織都宣布采用．國(guó)際單位制的推行，對(duì)世界計(jì)量科學(xué)的進(jìn)步、世界科學(xué)技術(shù)的交流和發(fā)展起了非常重大的作用；隨著經(jīng)濟(jì)全球化，越來(lái)越顯示出其重要意義。我們要掌握好國(guó)際單位制。 2．力學(xué)中的國(guó)際單位制 ①基本單位 長(zhǎng)度的單位：m(米)， 質(zhì)量的單位：kg(千克)， 時(shí)間的單位：s(秒)． ②導(dǎo)出單位 速度的單位：m／s(米／秒)， 加速度的單位：m／s2(米／秒2，讀作“米每二次方秒”)， 力的單位：N(kgm／s2，牛頓)等等。 ③注意： A．物理學(xué)中國(guó)際單位制的基本單位共有七個(gè)：已學(xué)過(guò)的有米(m)、千克(kg)、秒(s)；今后將陸續(xù)學(xué)到安培(A)、開(K)、摩爾(mo1)、坎(cd)。 B．注意書寫方式的規(guī)范化：凡表示物理量的符號(hào)一律用斜體(如位移、路程符號(hào)用s)，凡表示單位的符號(hào)一律用正體(如時(shí)間的單位s)。另外注意符號(hào)有大寫、小寫之分等。 【說(shuō)明】 (1)力學(xué)中還有采用厘米(長(zhǎng)度單位)、克(質(zhì)量單位)、秒(時(shí)間單位)作為基本單位組成了一種單位制—厘米克秒制。 (2)在物理計(jì)算中所有各量都應(yīng)化為同一單位制中。在中學(xué)物理計(jì)算中一般采用國(guó)際單位制。 三、單位制在物理計(jì)算中的作用 1． 可對(duì)計(jì)算結(jié)果的正、誤進(jìn)行檢驗(yàn)。如用力學(xué)國(guó)際單位制計(jì)算時(shí)，只有所求物理量的計(jì)算結(jié)果的單位和該物理量在力學(xué)國(guó)際單位制中的單位完全一致時(shí)，該運(yùn)算過(guò)程才可能是正確的。若所求物理量的單位不對(duì)，則結(jié)果一定錯(cuò)。 2． 用同一單位制進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以不必一一寫出各個(gè)已知量的單位(但各已知量的數(shù)字必須是用同一單位制中單位換算出來(lái)的數(shù)字，如題給條件是v=54km／h，用力學(xué)國(guó)際單位制時(shí)一定要換算成v=15m／s，數(shù)字是“15”，而非“54”)，只在計(jì)算結(jié)果的數(shù)字后面寫出所求物理量在該單位制下的單位即可，這樣可以簡(jiǎn)化計(jì)算。 3． 注意：高中學(xué)習(xí)階段，要求計(jì)算時(shí)一律用力學(xué)國(guó)際單位制，故一定要掌握好力學(xué)國(guó)際單位制中物理量的單位(名稱和符號(hào))。 課堂訓(xùn)練： 課后作業(yè)： 1．下列關(guān)于單位制及其應(yīng)用的說(shuō)法中，正確的是：（ ） A．基本單位和其導(dǎo)出單位一起組成了單位制。 B．選用的基本單位不同，構(gòu)成的單位制也不同。 C．在物理計(jì)算中，如果所有已知量都用同一單位制中的單位表示，只要正確應(yīng)用物理公式其結(jié)果就一定是用這個(gè)單位制中的單位來(lái)表示的。 D．一般說(shuō)來(lái)，物理公式主要確定各物理量間的數(shù)量關(guān)系，并不一定同時(shí)確定單位關(guān)系。 2．在國(guó)際單位制中，力學(xué)的三個(gè)基本單位是________、_______、_______。 3．試根據(jù)有關(guān)物理公式，由國(guó)際單位制中力學(xué)的基本單位推導(dǎo)出速度、加速度、力等物 理量的單位。在厘米、克、秒制中，力的單位是達(dá)因，試證明l牛頓=105達(dá)因。 4．現(xiàn)有下列的物理量或單位，按下面的要求把相關(guān)字母填空； A．密度；B．m／s；C．N；D．加速度；E．質(zhì)量；F．s；G．cm；H．長(zhǎng)度；I．時(shí)間；J．kg； （1）屬于物理量的是______________。 (2)在國(guó)際單位制中，作為基本單位的物理量有______________。 (3)在國(guó)際單位制中基本單位是______________， 屬于導(dǎo)出單位的是____________。 閱讀材料：米制、國(guó)際單位制和法定計(jì)量單位 米制起源較早。自1791年法國(guó)國(guó)民議會(huì)通過(guò)建立以長(zhǎng)度單位“米”為基礎(chǔ)的計(jì)量單位以來(lái)，迄今已有二百年的歷史。米制單位是十進(jìn)位的，又有專門的詞頭構(gòu)成主單位的倍數(shù)單位和分?jǐn)?shù)單位，而且基本單位都具有比較科學(xué)的、能以較高精度復(fù)現(xiàn)的基準(zhǔn)器。由于它有這些優(yōu)點(diǎn)，逐漸為其他國(guó)家所接受。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，又由米制中派生出各種不同的單位制，如厘米、克、秒制，米，千克，秒制等等。這樣一來(lái)，米制已經(jīng)不是一個(gè)單一的單位制了，而且出現(xiàn)了一些具有專門名稱的單位，它們之間缺乏科學(xué)的聯(lián)系，并且存在著相互矛盾的現(xiàn)象。 國(guó)際單位制誕生于1960年，它來(lái)源于米制，繼承了米稍的優(yōu)點(diǎn)(如十進(jìn)位，用專門詞頭構(gòu)成十進(jìn)倍數(shù)與分?jǐn)?shù)單位等)，同時(shí)克服了米制的缺點(diǎn)（如多種單位并存），是米制的現(xiàn)代形式。 國(guó)際單位制以米、千克、秒、安培、開爾文、坎德拉、摩爾七個(gè)單位作為基本單位，并把詞頭擴(kuò)大到從10-18到1018的范圍，同時(shí)保留了少數(shù)廣泛使用的國(guó)際制以外的單往，以適應(yīng)各個(gè)學(xué)科的需要，它比米制更科學(xué)、更完善了。 我國(guó)政府于19114年2月27日發(fā)布了《中華人民共和圓法定計(jì)量單位》和統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令；這個(gè)法定計(jì)量單位是在國(guó)際制單位的基礎(chǔ)上：增加了十五個(gè)非國(guó)際制單位構(gòu) 成的。增加的十五個(gè)非國(guó)際制單位中，有十個(gè)（其中包括三個(gè)時(shí)間單位、三個(gè)平面角單位、二 個(gè)質(zhì)量單位、一個(gè)體積單位和一個(gè)能量單位)是國(guó)際計(jì)量局規(guī)定可以與圈際制單位并用的單位；有二個(gè)(其中包括一個(gè)長(zhǎng)度單位和一個(gè)速度單位)是國(guó)際計(jì)量局規(guī)定可以暫時(shí)與國(guó)際制單位并用的單位；只有三個(gè)是根據(jù)我國(guó)情況選用的單位。 111