人教版(2019)高中物理必修第一册4.4力学单位制教学设计
高中物理 4.4力学单位制教学设计人教必一(2篇)

高中物理新课标教学设计4.4力学单位制【学习者分析】在初中阶段,物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一。
前面关于1N的规定给学生的印象总好像是有些随意。
尤其是牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定。
使得学生感动物理太复杂。
事实上,只有把单位制放在整个物理学框架中加以认识,并且知识有了一定的积累。
经历了充分的学习过程后才能体会物理量单位的命名和使用规则。
体会到其中对一些单位进行规定的合理性和方便特征。
【教材分析】物理学单位中,有很少几个基本物理量,它们的单位就是基本单位。
在进行了这种选定之后,其它物理量的单位就是根据它的定义式,有所选择的其他物理量的单位共同确定的。
国际单位制的建立和使用,不仅方便了国际间的交流,也逐渐成为科学研究中计算和运用的一种规范约束。
中学生应该注意学习,逐步习惯,在记录、表达和计算中规范使用【教学目标】1.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2.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.3.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.【重点难点】(1)知道基本单位和导出单位的含义及力学中三个基本单位。
(2)知道在物理计算中必须采用同一单位制的单位,掌握用国际单位制的单位解题。
【设计思想】本课程以讲授为主同时结合学生分组讨论,并利用多媒体展示。
【教学环节】一.课题的引入展示张飞和姚明的图片师:大家都认识这两个人吧.生:认识,一个是张飞,一个是姚明.师:那么大家知道他们的身高是多少呢?生:《三国演义)上说张飞身高9尺.师:按照现在的计算方法,张飞的身高应该是多少?生:三尺是1 m,张飞的身高应该是3m.师:姚明在当代应该是身高很高的人了,他的身高是多少?生:2.26m.看起来张飞要比姚明高很多,打篮球一定挺厉害.师:并不是张飞比姚明高,而是古代的尺和现代的尺不一样.在我国有“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.”两臂伸开长八尺,就是一寻;从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间,我国的“尺”竟由1尺相当于0.230 9m到0.355 8m 的变化,其差别相当悬殊.二.新课教学多媒体介绍.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7.62 cm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0.304 8 m.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.他把从启己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91 cm,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1 000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2 000多年间,我国的“尺”竟由1尺相当于0.230 9 m到0.355 8m的变化,其差别相当悬殊.[讨论与交流]单位的不统一会造成什么样的困难?参考答案: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.(自学总结)(投影问题)1.什么是基本量,什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些,分别对应什么物理量?2.什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?借助物理公式来推导.3.什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?对应什么物理量?注:在这个过程中,老师可以巡回指导学生自己总结,并帮助水平较差的同学进行总结.这个过程大约持续10min左右.然后让学生回答所提出的问题并巩固补充学生掌握的知识.师:请同学们回答刚才这几个问题.1.什么是基本量,什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些,分别对应什么物理量?生1: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,它们的单位叫做基本单位.生2:力学中的基本量有长度、质量和时间.它们的单位分别是米、千克和秒.师:2.什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?借助物理公式来推导.生1:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,叫做导出单位.生2:我们学过的导出单位很多,比如加速度的单位m /s2,它可以根据公式a =△v/t 来进行推导.密度的单位是kg /m3,可以根据密度的计算公式:p =m/v 进行推导.师:我们学过的力的单位牛顿是不是基本单位呢?生:不是,牛顿也是一个导出单位.根据牛顿第二定律F =ma ,可得力的单位应该与质量的单位和加速度的单位有关.1 N =1 kg ·m /s2.师:第三个问题:什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?对应什么物理量?大家设计一个表格来回答这个问题.生:国际计量委员会在1960年在第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制.简称SI .物理量的名称 单位名称 单位符号长度 米 m质量 千克(公斤) kg时间 秒 s电流 安(培) A热力学温度 开(尔文) K物质的量 摩(尔) mol发光强度 坎(德拉) cd三.课堂小结通过本节课的学习,我们知道了什么是基本单位,什么是导出单位,什么是单位制,知道了力学中的三个基本单位以及统一单位后,解题过程的正确书写方法.四.作业1.现有下列物理量或单位,按下面的要求选择填空:A.密度 B .米/秒 C.牛顿 D .加速度 E.质量 F .秒 G .厘米 H .长度 I .时间 J.千克(1)属于物理量的是 (填前面的字母).(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有(3)在国际单位制中基本单位是 属于导出单位的是【板书设计】量的单位计算中不必一一写出各际单位制,)在计算时,一般用国(单位式推导出来的物理量的)由基本单位和物理公(导出单位长度;质量;时间)力学中的基本单位:(单位)选定的几个物理量的(基本单位单位制2121 【教学反思】本课的设计采用了课前下发预习学案,学生预习本节内容,找出自己迷惑的地方。
4.4力学单位制(教学设计)——高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

4.4 力学单位制教学目标与核心素养物理观念:知道基本单位、导出单位和单位制的概念。
科学思维:知道国际单位制及七个基本量和基本单位。
科学探究:掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法。
科学态度与责任:掌握运算过程中单位的规范使用方法,能用单位制判定表达式的正误。
教学重难点重点:(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。
难点:统一单位后正确书写计算过程。
教学过程【新课引入】一个数学悖论1元=100分100分=10分×10分10分×10分=0.1元×0.1元0.1元×0.1元=0.01元最后证得:1元=0.01元问题出在哪里?问题出现在单位上,学完本课你就知道了。
【新知探究】一、基本单位导出单位在1875以前年全世界没有统一的单位,如长度的单位:中国人:尺,英国人:英尺,法国人:米在国际交流中非常不方便:1875年法国政府邀请20个国家政府代表来商讨. 成立国际计量局仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
问题1:根据上图中数字和单位的描述,单从数值上考虑,能直接比较三者的体重吗?为什么?要比较0.755吨、200磅、85 kg的大小,应该怎么做?提示:不能。
单位不统一,没办法直接进行比较。
把吨、磅、kg换算成统一的单位,如均换算成kg,然后再进行比较。
问题2:计量一头大象的质量常用吨(t)作单位,但在计量人的质量时却用千克(kg)作单位,为什么?提示:1 t=1×103 kg,大象比较重,人相对较轻,故大象的质量用t作单位,而人的质量用kg作单位。
问题3:由v =ΔxΔt,若位移的单位用m,时间的单位用s,则速度的单位是什么?由a=ΔvΔt,若速度的单位用m/s,时间的单位用s,则加速度的单位是什么?由此可想到什么?提示:m/s;m/s2;物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时,也确定了物理量的单位之间的关系。
4.4+力学单位制+教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

教学设计课程基本信息学科物理年级高中一年级学期第一学期课题力学单位制教师性别书名:物理必修第一册教材教科书人教版设计思想由于这节课的内容相对比较简单,没有复杂的计算和推理,这是学生采用自学这种学习方法的很好的一节课,通过引导、让学生以总结这种方式提高学生的概括能力和总结能力。
对于国际单位制的基本单位部分,尤其是力学的三个基本单位,在带领学生了解国际单位制的发展历程中,广泛调动学生学习的兴趣和积极性。
在关心学生掌握基础知识的同时,又重视学生物理核心素养的形成。
教材分析本节课的内容为2019 年人教版必修一第四章第四节。
在本节课之前,教材已经介绍了大量物理量及物理量的单位,明确了这些物理量之间的规律。
在教学中起了很好的衔接作用。
本节课通过单位之间的构建过程,使学生了解物理量的关系,确定物理量之间的单位关系。
加深对物理量的认识;通过国际单位制的学习,认识单位统一的必要性;通过国际单位制在物理计算和具体应用,进一步拓展学生分析解决实际问题的能力。
国际单位制的建立和使用,不仅方便了国际间的交流,也逐渐成为科学研究中计算和运用的一种规范约束。
中学生应该注意学习,逐步习惯,在记录、表达和计算中规范使用。
学情分析同学们对单位并不陌生,但是却对单位制了解甚少,而且在平时的物理学习中也很少研究单位确立的方法及计算过程中不同的单位对结果的影响,更是很少注意到单位与科学、社会的关系。
在之前的学习中,学生对一些单位的定义有些困惑。
比如托起两个鸡蛋的力大约是一牛,这样的定义有些随意但又比较复杂。
通过本节课的学习,可以帮助学生体会物理量单位的秘密和使用规则。
体会到进行单位规定的合理性和方便性,帮助学生认识不同单位之间的关系。
明白准确使用单位有着重要的作用。
物理核心素养1. 物理观念:知道什么是单位制、基本单位和导出单位,知道国际单位制中的与力学有关的三个基本单位,了解国际单位制中7 个基本单位。
2. 科学思维:能根据物理量的定义式或者物理关系来推导其他物理量的单位,能在运算过程中规范使用物理单位,会利用单位制判断一个物理量表达式的正误等有关问题。
第四单元 《运动和力的关系》整体教学设计-高一物理(人教版2019必修第一册)

第四单元《运动和力的关系》整体教学设计【课程标准】1.2.3 通过实验,探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。
理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
通过实验,认识超重和失重现象。
1.2.4 知道国际单位制中的力学单位。
了解单位制在物理学中的重要意义。
一、单元教材概述本单元是质点的动力学内容,是在前面三章内容的基础上进一步研究运动和力的关系。
牛顿运动定律是动力学的核心内容,根据牛顿运动定律可以确定物体位置、速度的变化,控制物体的运动。
牛顿运动定律对直线运动、曲线运动都适用,为便于学生学习,本单元只讨论物体做直线运动的问题。
在学生对牛顿运动定律基本理解的基础上在以后的学习中,我们还要研究牛顿运动定律在曲线运动中的应用。
本单元先阐述牛顿第一定律,提到了在牛顿之前对力学研究的大能,特别是在伽利略的研究基础上建立了牛顿第一定律,它是牛顿第一定律的力学基础。
牛顿第一定律提出了两个重要的、基本的物理概念:力和惯性。
本单元在描述牛顿第二定律前设置了一个实验:探究加速度与力、质量的关系,让学生初步了解牛顿第二定律的实验基础,在实验的基础上引导学生认识牛顿第二定律。
牛顿第二定律是定量的规律,新教材在介绍了力学单位制和国际单位制后,通过用牛顿运动定律讨论两类基本问题,深化学生对定律的理解。
最后利用了牛顿第二定律研究了超重现象和失重现象。
本单元内容教学内容:《4.1 牛顿第一定律》本节内容分析并说明在牛顿之前,特别是在伽利略的研究基础上建立了牛顿第一定律,明确指出牛顿第一定律是牛顿力学的基石。
牛顿第一定律提出了两个重要的、基本的物理概念:力和惯性。
《4.2 实验:研究加速度与力、质量的关系》本节内容通过实验初步让学生了解牛顿第二定律;《4.3 牛顿第二定律》本节内容是对牛顿第二定律的定量规律的学习;《4.4 力学单位制》本节内容介绍了单位制和国际单位制;《4.5 牛顿定律的应用》本节内容学习了利用牛顿定律讨论运动学和动力学问题;《4.6 超重和失重》本节内容通过对生活实际中的超重、失重现象进行分析,进一步加深了解牛顿第二定律;【注意事项】1. 物理学的基石——牛顿第一定律牛顿第一定律揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。
4-4 力学单位制 教学设计 -高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

4.4 力学单位制教学设计-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册【教学目标】1.能识别基本量、基本单位、导出单位,了解单位制。
2.知道国际单位制以及国际单位制中三个力学基本单位。
3.认识国际单位制在物理计算和公式检验中的应用。
4.提升学生的自主探究能力和发散思维能力。
【教材分析】本节以前的教材内容已经介绍了大量的力学量和单位,明确了这些力学量之间的物理规律,在教材中起到了很好的衔接作用。
通过单位制的建构过程使学生了解物理关系,确定物理量之间的单位关系,加深对单位规定的认识;通过国际单位制的学习,认识单位统一的必要性;通过国际单位制在物理计算和公式检验中的两个具体应用,进一步拓展学生分析解决实际问题的能力。
【学情分析】学生大脑中已经储存了大量的物理量以及对应的单位;知道这些物理量之间存在的关系,但对物理单位的认识是零碎的;对物理量单位的规定较为困惑。
【教学重点】基本单位、导出单位、单位制;国际单位制中的三个力学基本单位;国际单位制的应用。
【教学难点】基本单位、导出单位、单位制概念的建构。
【教学方法】本课以活动探究为主,配以导学单,结合问题法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
本节课流程设计:创设情境,引入课题——知识梳理,分析归纳——例题分析,得出结论——应用拓展,回归情景,解决问题教学中通过设计环环相扣的问题情境,把复杂抽象的概念形象化,以便于学生思考分析。
【教学过程】【本课小结】本节课主要学习了单位制的分类和作用。
单位制往往不被同学们所重视,不少同学解题时恰恰是因为单位出差错,而使解题结果出错。
所以同学们要真正弄清单位制的作用,弄清物理公式和物理量的单位之间的关系。
在物理计算时,先选定单位制,统一物理量的单位,然后正确运用公式,这样单位就不会出现错误。
力学单位制 教学设计 高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

高一物理必修一4.4《力学单位制》教学设计教学内容分析:本节内容在牛顿运动定律部分出现,是因为从历史来看,经典力学的发展,各国科学家的交流合作,必然带来单位制的问题,以为什么同一物理量可能采用不同单位来计量的问题引发学生对单位制的思考,通过介绍国际单位制,帮助学生形成对单位制系统、全面的认识。
力学单位制对于帮助学生认识不同单位之间的关系、准确使用和表示单位有着重要作用。
教学目标:1、了解什么是单位制,知道力学中的几个基本量。
2、知道力学中各个物理量的关系可以从单位中推导出来。
3、知道国际单位制,认识到统一单位的重要性和必要性。
4、了解单位制在物理学中的重要意义,能在运算过程中规范使用物理单位。
教学过程【导入新课】秦始皇统一六国,建立了大一统的王朝,后人认为他最大的贡献就是统一了度量衡的标准,即所谓车同轨书同文,奠定了中华民族的基础。
在科学研究方面,单位制的统一就显得更为重要了,例如20世纪末美国曾发射一个火星探测器, 在设定环绕轨道半径时,个别人使用了英制单位,没有进行单位换算,导致探测器离火星过近, 温度过高而起火,随后脱离轨道坠入火星的大气层。
致使美国损失价值1.25亿美元的火星探测器。
思考与讨论:计量一头大象的质量时常用吨(t)做单位,但在计量人的质量时却用千克(kg)做单位。
自由落体加速度g的单位是米每二次方秒(m/s2),在初中学习时,g的单位曾用牛顿每千克(N/kg)。
这些单位的使用有什么规则吗?【问题探究1】基本单位类似于光的三原色,在单位制中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,这些单位即基本量。
1.基本量:被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量单位的一些物理量。
如力学中有长度、质量、时间.2.基本单位:基本量的单位如长度的单位“米”、质量的单位“千克”、时间的单位“秒”等.3.导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位例如速度的单位“米每秒”、力的单位“牛顿”(千克米每二次方秒).例1:下列物理量既属于矢量,其单位又属于国际单位制中基本单位的是()A.质量B.位移C.时间D.力【问题探究2】国际单位制国际计量委员会在1960年的第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI.1.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.2.国际单位制(1)国际单位制中的基本量国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本量.(2)国际单位制中的力学基本单位长度l,单位:m;质量m,单位:kg;时间t,单位:s.例2:下面哪一组单位属于国际单位制中的基本单位()A.米、牛顿、千克B.千克、焦耳、秒C.米、千克、秒D.米/秒2、千克、牛顿【问题探究3】单位制的应用1.简化计算过程的单位表达:在解题计算时,已知量均采用国际单位制,计算过程中不用写出各个量的单位,只要在式子末尾写出所求量的单位即可.2.推导物理量的单位,判断比例系数的单位:物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位.根据公式中物理量的单位关系,可判断公式中比例系数的单位。
《第四章4力学单位制》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版19必修第一册

《力学单位制》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 了解国际单位制的基本概念。
2. 掌握基本单位的概念及意义。
3. 理解长度、质量、时间等物理量的单位转换。
4. 学会应用单位制进行物理计算和解释现象。
二、教学重难点1. 教学重点:掌握基本单位,理解长度、质量、时间等物理量的单位转换。
2. 教学难点:在实际问题中灵活应用单位制进行计算和解释现象。
三、教学准备1. 准备教学PPT,包含图片、案例和相关概念的解释。
2. 准备相关实验器材,用于演示单位制的应用。
3. 准备适当数量的练习题,用于学生巩固和应用所学知识。
4. 确保实验室或教室的设备安全,并确保学生对实验器材的使用了解。
四、教学过程:本节内容主要是使学生掌握力学单位制的基本知识,能进行简单的单位换算,知道使用国际单位制的好处。
教学过程包括介绍、导入、讨论、实验和总结等几个环节。
(一)引入课题教师可以通过以下问题引入课题:1. 物理学中的基本量有哪些?2. 这些基本量的单位是如何规定的?3. 使用国际单位制的好处是什么?(二)介绍单位制教师向学生介绍国际单位制(SI)的基本概念,包括基本单位、导出单位和单位换算。
同时,教师也可以介绍其他常用的单位制,如英制、米制等。
(三)讨论单位制教师引导学生讨论一些常见的物理量及其单位,例如速度、加速度、力、能量等。
学生可以分组讨论,并尝试使用不同的单位制进行单位换算。
教师对学生的讨论进行点评和指导。
(四)实验演示教师进行实验演示,让学生更直观地了解单位制的重要性。
例如,教师可以演示不同单位制下重力加速度的数值差异,让学生了解使用国际单位制可以避免因单位不同而导致的数值误差。
(五)总结与反馈教师对本节课的内容进行总结,强调国际单位制的重要性,并鼓励学生在实际应用中积极使用国际单位制。
同时,教师也可以让学生回答一些与本节课内容相关的问题,以检查学生的学习效果。
教学设计方案(第二课时)一、教学目标1. 了解国际单位制的基本概念和单位定义。
4力学单位制-人教版高中物理必修第一册(2019版)教案

4 力学单位制-人教版高中物理必修第一册(2019版)教案知识要点力和力的计算力是物体之间相互作用的结果,是改变物体运动状态的原因。
力的大小用牛顿(N)为单位。
力的计算公式为:F = ma其中,F为力的大小,m为物体的质量,a为物体受力时的加速度。
力学单位制国际单位制中的力的单位为牛顿(N)。
此外,国际单位制中的力学量还有功、能、动量和压强等。
动能定理和功动能定理是指在作用力沿着运动方向做功的情况下,物体的动能增加,且动能增加的大小等于做功的大小。
功的计算公式为:W = F * s * cosθ其中,W为功,F为物体受到的力,s为移动的距离,θ为力和移动方向之间的夹角。
动量定理动量是物体运动状态的量度,是指物体在运动过程中所具有的运动状态的量度。
动量的大小和方向分别由物体的质量和速度所决定。
动量定理是指,在受到外力作用的情况下,物体的动量将发生变化,变化量等于所受力的冲量。
教学内容与流程第一部分:力和力的计算教学目标1.理解力的概念和基本特性;2.掌握力的计算公式和单位;3.理解力学单位制的概念。
教学重点1.掌握力计算公式和单位;2.理解力学单位制的概念。
教学内容1.用力计量器测量物体所受力的大小;2.给出力的概念和基本特性;3.讲解力的计算公式和单位;4.授课力学单位制的概念和基本知识。
教学流程1.介绍力学单位制的概念和历史;2.介绍力和力的计算公式;3.通过实验,测量物体所受力的大小;4.认识力学单位制的基本知识。
第二部分:动能定理和功教学目标1.理解动能定理的概念和应用;2.掌握功的计算方法和概念。
教学重点1.深入理解动能定理的内涵;2.掌握功的计算方法和概念。
教学内容1.讲解动能定理的概念和应用;2.介绍功的概念和计算公式。
教学流程1.讲解动能定理的概念和应用;2.分析动能定理的实际应用;3.授课动能定理和功的计算方法。
第三部分:动量定理教学目标1.理解动量的概念和基本特性;2.掌握动量定理的内涵和应用。
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4.4 力学单位制
教材分析:
《力学单位制》是《普通高中物理课程标准(2017年版)》必修课程必修1模块中“机械运动与相互作用”主题下的内容,课程标准的要求为:“知道国际单位制中的力学单位。
了解单位制在物理学中的重要意义。
”
教材以为什么同一物理量可能采用不同单位来计量的问题引发学生对单位制的思考,结合学生熟悉的速度和加速度的定义介绍基本量、基本单位、导出单位、单位制等概念,通过介绍国际单位制,帮助学生形成对单位制系统全面的认识,最后通过例题来示范对单位的规范使用。
学情分析:
学生已经熟悉速度、加速度等物理量的单位,对很多物理量的单位,如牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等更多的是感性认识,对这些单位的了解能帮助学生更好的掌握本节内容。
通过物理量的定义,学生了解各物理量的单位存在关系,例如加速度的单位可由速度单位和时间单位导出,这些认知对有助于学生理解基本单位和导出单位,把握基本单位和导出单位的关系,有助于学生形成对单位全面、清晰的认识。
学生经历初中的学习,在使用单位进行运算和表达形成了习惯,经过本节的学习后要使用更加便捷的表达方式,需要教师进行引导。
教学目标:
1.学生了解单位制的含义,知道力学中质量(m)、长度(l)、时间(t)以及它们的基本单位千克(kg)、米(m)、秒(s).
2.学生知道力学中除长度、质量和时间以外的物理量的单位都是根据物理量之间的关系从基本单位中推导出来的导出单位。
3.学生知道国际单位制,能够根据物理量的定义或者物理关系来推导其他物理量的单位,能够认识到统一单位的重要性和必要性,了解单位制能促进世界科技、文化交流。
4.学生了解单位制在物理学中的重要意义,能在运算过程中规范使用物理单位。
教学重点:基本单位和导出单位
教学难点:根据物理量关系推导物理量单位
教学方法:讲授法、实验探究法、启发式教学
教学过程:
(一)新课引入
情境:根据《学生课桌椅功能尺寸及技术要求》(标准号GB/T 3976-2014),学生课桌共分0号、1号…、10号共11种.甲、乙两名同学测量“1号”课桌面的高度,测量结果分别是76和760.乙同学认为甲同学测量的结果不正确。
问题:如何评价两名同学的测量结果?
生:两名同学的测量结果只有数值,缺少物理量单位,测量结果应记录为76cm或760mm。
两名同学的测量结果是一致的,使用的单位不同。
师:单位是物理量的重要部分,没有单位,数值不具备任何意义。
本节课学习有关单位制的相关知识。
(二)讲授新课
1.基本单位
教师用PPT投影力学中长度l、质量m、时间t、速度v、加速度a、力F以及压强p几个物理量、物理量单位名称和符号。
表 1 物理量和它们的单位
师:请同学们观察表中的物理量及其单位,这些物理量的单位有何不同?它们的单位间存在联系吗?
(留给学生1分钟时间,观察表格,思考教师提出的问题)
生:长度、质量和时间的单位是独立的,而速度、加速度等物理量的单位可以由它们的物理单位组合表示。
师:观察的很仔细,总结得不错。
物理学会选定几个物理量作为基本量,它们的单位称为基本单位,例如长度、质量和时间。
有的物理量由基本物理量的组合定义而来,例如速度用位移与时间
的比值定义,压强用力和面积的比值定义,这些物理量称为导出量,它们的单位称为导出单位。
导出单位可由导出量的定义式用基本量的单位表示,例如位移的单位是m ,时间的单位是s ,速度定义为位移与时间的比值,速度的单位m/s.
师:同学们还学习过哪些导出量?导出单位是什么? 生:学生列举各种导出量。
师:功是导出量还是基本量?功的单位是什么?
生:功定义为力和沿力方向的乘积,是导出量,单位是焦(J).
师:功是一个导出量,它的单位如何用基本量的单位表示?请同学们用基本量的单位表示功的单位。
学生活动:利用2分钟时间由功的定义推导功的单位。
1J=1N ·m=1kg ·m/s 2
·m=1kg ·m 2
·s -2
.
教师活动:学生推导完成后,对学生的作答进行评价,指出优点和不足之处。
巡视时对个别学习能力差的学生进行指引。
课堂练习:某物理量定义为j =∆a
∆t
,该物理量的单位是什么?其物理意义是什么?
(加速度的单位是m/s 2
,∆a 是加速度的变化量,单位是m ·s -2
,时间的单位是s ,故导出量j 的单位是m ·s -3
,j 描述加速度变化的快慢和方向,是加速度的变化率。
)
2.国际单位制
师:为方便国际交流,促进科学的发展。
国际计量大会制定一套国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI 。
国际单位中,共有7个基本物理量,根据各物理量的关系可以导出其他物理量的单位。
教师活动:教师PPT 投影国际单位中的七个基本物理量及其单位,重点介绍力学中的三个基本物理量单位。
表 2 力学中三个基本单位的定义
基本量
基本单位
定义
时间 t
秒(s)
1s 是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应
辐射的9192631770个周期持续的时间
长度l
米(m)
1m 是光在真空中1
299792458
s 时间间隔所经路径的长度
质量m
千克(kg)
第26届计量大会决定,千克由普朗克常量h 及米和秒定
义,即1kg = h
6.62607015×10-34m 2·s
-2
板书设计:
4.4 力学单位制
一、基本量和导出量 二、基本单位和导出单位 三、国际单位制 教学反思:
单位是物理量的重要组成部分,本节内容要求学生学习后能对单位制有更系统的了解,理解基本量和基本单位的含义,各个物理量和单位间存在紧密的联系,要让学生规范书写物理单位,学习简化计算过程,掌握用物理量单位检查表达式的正确性。