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)中三個基本單位。2. 認(rèn)識單位制在物理計算中的作用。3. 知道在物理計算中必須采用同一單位制的單位，掌握用國際單位制的單位解題。學(xué)習(xí)重點: 學(xué)習(xí)難點: 主要內(nèi)容:一、單位制 1 基本物理量：反映物理學(xué)基本問題的物理量。如力學(xué)中有三個基本物理量質(zhì)量、時間和長度。因為世界是由運動著的物質(zhì)組成的，物理學(xué)的研究對象是物質(zhì)的帶有普遍性的運動，首先應(yīng)考察物質(zhì)的多少和運動的最簡單的形式(物質(zhì)的空間位置隨時間的變化)，抓住質(zhì)量(物質(zhì)的多少)、時間和長度(空間改變的量度)這三個物理量，就抓住了力學(xué)的基本問題，才可進一步討論其他力學(xué)問題。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，選定長度、質(zhì)量和時間這三個基本物理量的單位作為基本單位： 長度一一cm、m、km等； 質(zhì)量一g、kg等； 時間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，也確定了物理量的單位關(guān)系，如位移用m作單位，時間用s作單位，由速度公式v=s/t推導(dǎo)出來的速度的單位就是ms。若位移用km作單位，時間用h作單位，由速度公式v=s/t推導(dǎo)出來的速度的單位就是kmh。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)過許多單位制(如我國在單位中出現(xiàn)的斤、兩、尺、寸等)，這就阻礙了國際及社會交往。為了建立一種簡單、科學(xué)、實用的計量單位制，國際米制公約各成員國(我國1997年加入)于1960年通過采用一種以米制為基礎(chǔ)發(fā)展起來的國際單位制(國際代號為SI)?，F(xiàn)有82個國家與地區(qū)采用，國際上許多經(jīng)濟組織和科學(xué)技術(shù)組織都宣布采用國際單位制的推行，對世界計量科學(xué)的進步、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)濟全球化，越來越顯示出其重要意義。我們要掌握好國際單位制。2力學(xué)中的國際單位制 基本單位 長度的單位：m(米)， 質(zhì)量的單位：kg(千克)， 時間的單位：s(秒) 導(dǎo)出單位 速度的單位：ms(米秒)， 加速度的單位：ms2(米秒2，讀作“米每二次方秒”)， 力的單位：N(kgms2，牛頓)等等。 注意： A物理學(xué)中國際單位制的基本單位共有七個：已學(xué)過的有米(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一律用斜體(如位移、路程符號用s)，凡表示單位的符號一律用正體(如時間的單位s)。另外注意符號有大寫、小寫之分等。【說明】 (1)力學(xué)中還有采用厘米(長度單位)、克(質(zhì)量單位)、秒(時間單位)作為基本單位組成了一種單位制厘米克秒制。(2)在物理計算中所有各量都應(yīng)化為同一單位制中。在中學(xué)物理計算中一般采用國際單位制。 三、單位制在物理計算中的作用1 可對計算結(jié)果的正、誤進行檢驗。如用力學(xué)國際單位制計算時，只有所求物理量的計算結(jié)果的單位和該物理量在力學(xué)國際單位制中的單位完全一致時，該運算過程才可能是正確的。若所求物理量的單位不對，則結(jié)果一定錯。2 用同一單位制進行計算時，可以不必一一寫出各個已知量的單位(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的數(shù)字，如題給條件是v=54kmh，用力學(xué)國際單位制時一定要換算成v=15ms，數(shù)字是“15”，而非“54”)，只在計算結(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，這樣可以簡化計算。3 注意：高中學(xué)習(xí)階段，要求計算時一律用力學(xué)國際單位制，故一定要掌握好力學(xué)國際單位制中物理量的單位(名稱和符號)。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)果就一定是用這個單位制中的單位來表示的。 D一般說來，物理公式主要確定各物理量間的數(shù)量關(guān)系，并不一定同時確定單位關(guān)系。 2在國際單位制中，力學(xué)的三個基本單位是_、_、_。 3試根據(jù)有關(guān)物理公式，由國際單位制中力學(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，力的單位是達因，試證明l牛頓=105達因。 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；Bms；CN；D加速度；E質(zhì)量；Fs；Gcm；H長度；I時間；Jkg； （1）屬于物理量的是_。 (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(dǎo)出單位的是_。閱讀材料：米制、國際單位制和法定計量單位 米制起源較早。自1791年法國國民議會通過建立以長度單位“米”為基礎(chǔ)的計量單位以來，迄今已有二百年的歷史。米制單位是十進位的，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，逐漸為其他國家所接受。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，米制已經(jīng)不是一個單一的單位制了，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。 國際單位制誕生于1960年，它來源于米制，繼承了米稍的優(yōu)點(如十進位，用專門詞頭構(gòu)成十進倍數(shù)與分?jǐn)?shù)單位等)，同時克服了米制的缺點（如多種單位并存），是米制的現(xiàn)代形式。國際單位制以米、千克、秒、安培、開爾文、坎德拉、摩爾七個單位作為基本單位，并把詞頭擴大到從10-18到1018的范圍，同時保留了少數(shù)廣泛使用的國際制以外的單往，以適應(yīng)各個學(xué)科的需要，它比米制更科學(xué)、更完善了。 我國政府于19114年2月27日發(fā)布了中華人民共和圓法定計量單位和統(tǒng)一實行法定計量單位的命令；這個法定計量單位是在國際制單位的基礎(chǔ)上：增加了十五個非國際制單位構(gòu)成的。增加的十五個非國際制單位中，有十個（其中包括三個時間單位、三個平面角單位、二個質(zhì)量單位、一個體積單位和一個能量單位)是國際計量局規(guī)定可以與圈際制單位并用的單位；有二個(其中包括一個長度單位和一個速度單位)是國際計量局規(guī)定可以暫時與國際制單位并用的單位；只有三個是根據(jù)我國情況選用的單位。 111