物理必修 第一册第四章 运动和力的关系4 力学单位制教学设计

第四章   运动和力的关系

4.4   力学单位制

本节从速度公式、加速度公式等数学表达式出发，探究物理量的单位，然后引述各物理量单位必须使用统一的国际单位制，培养学生逻辑推理、探究、创新的思维能力。由学生根据已学的物理量和日常生活中的事实，体验数量后面必有单位，才能构成一个完整的概念。探究物理量单位如何确定及利用单位制对一 些问题进行判断。

【物理观念】树立物质观念，通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际单位制单位。

【科学思维】使学生了解单位制的基本思想；培养学生在计算中采用国际单位制，以简化运算。

【科学探究】培养学生的分析、归纳、推理的逻辑思维能力和对物理知识的综合应用能力。

【科学态度与责任】让学生了解单位制与促进世界文化和科技的交流的关系

【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】

单位制的应用

PPT

【新课导入】

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？

【新课讲授】

一 、基本单位

用于定量描述物理现象或物理对象，一般由数字和单位组成。

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。这些被选定的物理量叫做基本量，它们的单位叫基本单位。

由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。

物理学的关系式:确定了物理量间的关系，确定了物理量的单位间的关系。

基本单位

概念：所选定的基本物理量的单位。

（1）物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位。

力学是研究物体运动变化的过程中力与运动关系的，因此，联系物体自身性质的量（质量）和空间尺度的量（长度）以及时间，必然与物体受力后运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量也最基本，事实表明，用这三个量做基本单位，可以使力学中的单位数目最少．

（2） 在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。

二、国际单位制

概念：根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系,推导出的物理量的单位。

从根本说,所有的物理量都是由基本物理量构成的,在力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的,因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位。

速度公式 v=s/t．位移单位选m，时间单位选s，速度的单位是m/s．

加速度公式为a=(v1-v0)/t．速度单位是m/s，时间单位是s，则加速度的单位是m/s2

牛顿第二定律公式为F=ma．质量单位选kg，加速度单位选m/s2，则力的单位是N．

举例说明：

我们选定位移的单位米,时间的单位秒,就可以利用推导得到速度的单位米每秒。

再结合公式,就可以推导出加速度的单位:米每平方秒。

如果再选定质量的单位千克,利用公式F＝ma就可以推导出力的单位是牛。

SI在解题中的应用

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。

物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系．因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误。

单位制的应用

物理公式:确定了物理量间的关系，确定了物理量的单位间的关系。

1.用同一单位制计算时, 只在数字后面写出所求量在该单位制下的单位.

2.可用单位制记忆物理公式和    检验物理公式、运算结果是否正确

【例题】光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700g，在1.4N的水平恒力作用下开始运动（图 4.4-1）。那么，5s末物体的速度是多少？ 5s内它的位移是多少？

单位制由于不被学生所重视，而学生在解题时由于单位出错而导致解题错误很多。所以应让学生认识单位制的重要性，弄清物理公式和物理量的单位之间的关系，物理计算时，会正确应用公式和物理单位。