高中物理必修一 4.4《力学单位制》教学案

111学习目标: 1. 知道什么是单位制，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. 认识单位制在物理计算中的作用。3. 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。学习重点: 学习难点: 主要内容:一、单位制 1 基本物理量：反映物理学基本问题的物理量。如力学中有三个基本物理量质量、时间和长度。因为世界是由运动着的物质组成的，物理学的研究对象是物质的带有普遍性的运动，首先应考察物质的多少和运动的最简单的形式(物质的空间位置随时间的变化)，抓住质量(物质的多少)、时间和长度(空间改变的量度)这三个物理量，就抓住了力学的基本问题，才可进一步讨论其他力学问题。2 基本单位：所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位，如在力学中，选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位： 长度一一cm、m、km等； 质量一g、kg等； 时间s、min、h等。3 导出单位：根据物理公式和基本单位，推导出其它物理量的单位叫导出单位。物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，如位移用m作单位，时间用s作单位，由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是ms。若位移用km作单位，时间用h作单位，由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是kmh。4 单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。由基本单位和导出单位一起组成了单位制。选定基本物理量的不同单位作为基本单位，可以组成不同的单位制，如历史上力学中出现了厘米克秒制和米千克秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺秒磅制等。 二、力学中的国际单位制1由于基本物理量的选取和基本单位的规定都带有一定程度的任意性，中外历史上曾出现过许多单位制(如我国在单位中出现的斤、两、尺、寸等)，这就阻碍了国际及社会交往。为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制，国际米制公约各成员国(我国1997年加入)于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制(国际代号为SI)。现有82个国家与地区采用，国际上许多经济组织和科学技术组织都宣布采用国际单位制的推行，对世界计量科学的进步、世界科学技术的交流和发展起了非常重大的作用；随着经济全球化，越来越显示出其重要意义。我们要掌握好国际单位制。2力学中的国际单位制 基本单位 长度的单位：m(米)， 质量的单位：kg(千克)， 时间的单位：s(秒) 导出单位 速度的单位：ms(米秒)， 加速度的单位：ms2(米秒2，读作“米每二次方秒”)， 力的单位：N(kgms2，牛顿)等等。 注意： A物理学中国际单位制的基本单位共有七个：已学过的有米(m)、千克(kg)、秒(s)；今后将陆续学到安培(A)、开(K)、摩尔(mo1)、坎(cd)。 B注意书写方式的规范化：凡表示物理量的符号一律用斜体(如位移、路程符号用s)，凡表示单位的符号一律用正体(如时间的单位s)。另外注意符号有大写、小写之分等。【说明】 (1)力学中还有采用厘米(长度单位)、克(质量单位)、秒(时间单位)作为基本单位组成了一种单位制厘米克秒制。(2)在物理计算中所有各量都应化为同一单位制中。在中学物理计算中一般采用国际单位制。 三、单位制在物理计算中的作用1 可对计算结果的正、误进行检验。如用力学国际单位制计算时，只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对，则结果一定错。2 用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位(但各已知量的数字必须是用同一单位制中单位换算出来的数字，如题给条件是v=54kmh，用力学国际单位制时一定要换算成v=15ms，数字是“15”，而非“54”)，只在计算结果的数字后面写出所求物理量在该单位制下的单位即可，这样可以简化计算。3 注意：高中学习阶段，要求计算时一律用力学国际单位制，故一定要掌握好力学国际单位制中物理量的单位(名称和符号)。课堂训练： 课后作业： 1下列关于单位制及其应用的说法中，正确的是：（ ） A基本单位和其导出单位一起组成了单位制。 B选用的基本单位不同，构成的单位制也不同。 C在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的。 D一般说来，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系。 2在国际单位制中，力学的三个基本单位是_、_、_。 3试根据有关物理公式，由国际单位制中力学的基本单位推导出速度、加速度、力等物理量的单位。在厘米、克、秒制中，力的单位是达因，试证明l牛顿=105达因。 4现有下列的物理量或单位，按下面的要求把相关字母填空； A密度；Bms；CN；D加速度；E质量；Fs；Gcm；H长度；I时间；Jkg； （1）属于物理量的是_。 (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_。阅读材料：米制、国际单位制和法定计量单位 米制起源较早。自1791年法国国民议会通过建立以长度单位“米”为基础的计量单位以来，迄今已有二百年的历史。米制单位是十进位的，又有专门的词头构成主单位的倍数单位和分数单位，而且基本单位都具有比较科学的、能以较高精度复现的基准器。由于它有这些优点，逐渐为其他国家所接受。但是，随着科学技术的发展，又由米制中派生出各种不同的单位制，如厘米、克、秒制，米，千克，秒制等等。这样一来，米制已经不是一个单一的单位制了，而且出现了一些具有专门名称的单位，它们之间缺乏科学的联系，并且存在着相互矛盾的现象。 国际单位制诞生于1960年，它来源于米制，继承了米稍的优点(如十进位，用专门词头构成十进倍数与分数单位等)，同时克服了米制的缺点（如多种单位并存），是米制的现代形式。国际单位制以米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔七个单位作为基本单位，并把词头扩大到从10-18到1018的范围，同时保留了少数广泛使用的国际制以外的单往，以适应各个学科的需要，它比米制更科学、更完善了。 我国政府于19114年2月27日发布了中华人民共和圆法定计量单位和统一实行法定计量单位的命令；这个法定计量单位是在国际制单位的基础上：增加了十五个非国际制单位构成的。增加的十五个非国际制单位中，有十个（其中包括三个时间单位、三个平面角单位、二个质量单位、一个体积单位和一个能量单位)是国际计量局规定可以与圈际制单位并用的单位；有二个(其中包括一个长度单位和一个速度单位)是国际计量局规定可以暂时与国际制单位并用的单位；只有三个是根据我国情况选用的单位。 111