高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 力学单位制优秀教案及反思

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 力学单位制优秀教案及反思，共6页。教案主要包含了国际单位制，课堂练习等内容，欢迎下载使用。

备课人
学科
物理
课题
4.4 力学单位制
教学内容分析
本节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，接着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，然后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准确使用。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。
学情分析
学生在初中阶段对物理单位更多的是感性认识，比如对牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定，学生并不容易理解。在本节，通过力学单位制的学习，帮助学生体会物理量单位的命名和使用规则，体会到进行单位规定的合理性和方便性。
教学目标
1.知道力学中的几个基本物理量：质量、时间、长度，以及它们的基本单位：千克、秒、米。
2.知道力学中其他物理量的单位都是可以用基本单位导出，并会推导。
3.知道单位制和国际单位制。能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。
4.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法。
教学重难点
1.基本量与基本单位（重点）
2.导出量和导出单位（重点）
3.应用单位制对结果进行检验（难点）
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1.背景材料（中国）
（1）战国时期，各国度量衡的标准不一，给工商业发展带来很大不便。商鞅变法前，秦国各地度量衡不统一。为了保证国家的赋税收入，制造标准的度量衡器，要求全国统一施行。
从“商鞅量”中得知，商鞅规定的1标准尺约合今0.23公尺，1标准升约合今0.2公升。由量器及其铭文可知，当时统一度量衡一事是十分严肃认真的。商鞅还统一了斗、桶、权、衡、丈、尺等度量衡。要求秦国人必须严格执行，不得违犯。
（2）我国亦有“伸掌为尺”的说法。三国时期王肃编的《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；从秦朝至清末的2000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0.2309m到0.3558m的变化，其差距相当悬殊。
（3）1930年代，南京国民政府为了与国际接轨，并统一中国度量衡制度，解决不同地区之间度量衡差异给经济发展带来的障碍 ，促进经济发展，进行了度量衡改革。为满足广大人民群众的习惯需要，将“库平营造制”改革为“市制”，为与国际接轨，将“市制”与国际标准制方便换算。特将“一营造尺”改为“一市尺”，等于33.33厘米=0.3米；一公里等于二市里。“一库平斤”改为“一市斤”等于500克=0.5公斤。 因此，我们可以认为，在1950年之时，一米等于3市尺。但是由于众所周知的原因，南京国民政府的改革度量衡制度并不是很彻底，在很多地方，由于政令不一，各种度量衡的计算单位仍在混用。这种情况一直到中华人民共和国建立之后，1959年国务院下达《关于统一我国计量制度的命令》后才得到彻底的改观。
2.背景材料（欧洲）
各个国家、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。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7.62cm；在荷兰，1掌尺相当于10cm；英尺是8世纪英王的脚长，1英尺等于0.3048m。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英寸等于2.54cm。这位君王又别出心裁，想出了“码”这样一个单位。他把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91cm，定为1码。
3.背景材料（美国）
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，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？
学生了解中国的计量标准的发展历史
学生了解欧洲的计量标准的发展历史
学生了解计量单位的重要性
学生讨论并回答
三段背景材料的设置，让学生明白为什么要有同一的计量标准和单位，为本节内容的讲授做铺垫。
为基本单位的讲授做铺垫
讲授新课
基本单位
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。
1.这些被选定的物理量叫做基本量，它们的单位叫基本单位；
长度：m、km、cm
时间：s、min、hur
质量：kg、g、mg
2.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。
速 度：m/s、km/h
加速度：m/s2、cm/s2
力：N、kg·m/s2
密 度：kg/m3、g/cm3
3.由基本单位和导出单位一起组成单位制。
二、国际单位制
（一）国际单位制
如果采用不同的物理量作为基本量，或者虽然采用相同的基本量，但采用的基本单位不同，导出单位自然随之不同，从而产生不同的单位制。不同的地区使用不同的单位制，不方便交流。1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制,简称SI。
在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量，对热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相应的基本单位外，还要加上另外四个基本量和它们的基本单位，才能导出其他物理量的单位。
（二）七个基本物理量和相应的基本单位
物理量名称
物理量符号
单位名称
单位符号
长度
l
米
m
质量
m
千克(公斤)
kg
时间
t
秒
s
电流
I
安[培]
A
热力学温度
T
开[尔文]
K
发光强度
I，(Iv)
坎[德拉]
cd
物质的量
n，(ν)
摩[尔]
ml
（三）典例突破
【例题】 一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？ 5s内通过的路程是多大？
思考与讨论：
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为：小红说，从单位关系上看，这个公式是错误的。她的根据是什么？
（四）基本单位的定义
(1)秒的定义：
铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631 770个周期的持续时间为1 s。现在测量时间的最精准仪器是原子钟。
(2)米的定义：光在真空中 时间间隔所经路径的长度。
(3)千克的定义：
国际千克原器的质量为1千克 。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂铱合金制成的圆柱体，高度和直径均为39 mm。2018年，第26届计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，1 kg＝h/6.62607015×10-34m2 ·s-1
三、课堂练习
学生识记记录
学生演练如何得到导出单位
学生识记记录
学生识记记录
典例解析
学生讨论并回答
学生识记了解
学生练习
明确基本量和基本单位的概念
让学生明确导出单位获得的方法
明确什么事国际单位制
让学生明确七个基本物理量和基本单位
明确国际单位在计算题中的应用
让学生通过单位判断是否正确
让学生明确基本单位的定义方式和标准
巩固提高
课堂总结
板书设计
§4.4 力学单位制
基本单位
基本单位
导出单位
国际单位制
国际单位制
七个基本单位：米、千克、秒、安培、摩尔、开尔文、坎德拉
作业设计
教学反思与评价