備課人
學(xué)科
物理
課題
4.4 力學(xué)單位制
教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)以為什么同一物理量可能采用不同單位來計量的問題引發(fā)學(xué)生對單位制的思考，接著結(jié)合學(xué)生熟悉的速度和加速度的定義介紹基本量、基本單位、導(dǎo)出單位、單位制等概念，然后通過介紹國際單位制，幫助學(xué)生形成對單位制系統(tǒng)、全面的認(rèn)識，最后通過例題來示范對單位的規(guī)范準(zhǔn)確使用。力學(xué)單位制對于幫助學(xué)生認(rèn)識不同單位之間的關(guān)系、準(zhǔn)確使用和表示單位有著重要作用。
學(xué)情分析
學(xué)生在初中階段對物理單位更多的是感性認(rèn)識，比如對牛頓、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等單位的規(guī)定，學(xué)生并不容易理解。在本節(jié)，通過力學(xué)單位制的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生體會物理量單位的命名和使用規(guī)則，體會到進(jìn)行單位規(guī)定的合理性和方便性。
教學(xué)目標(biāo)
1.知道力學(xué)中的幾個基本物理量：質(zhì)量、時間、長度，以及它們的基本單位：千克、秒、米。
2.知道力學(xué)中其他物理量的單位都是可以用基本單位導(dǎo)出，并會推導(dǎo)。
3.知道單位制和國際單位制。能通過物理量的定義和推導(dǎo)過程掌握各物理量的國際單位制單位。
4.知道物理運算過程中單位的規(guī)范使用和表示方法。
教學(xué)重難點
1.基本量與基本單位（重點）
2.導(dǎo)出量和導(dǎo)出單位（重點）
3.應(yīng)用單位制對結(jié)果進(jìn)行檢驗（難點）
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
導(dǎo)入新課
1.背景材料（中國）
（1）戰(zhàn)國時期，各國度量衡的標(biāo)準(zhǔn)不一，給工商業(yè)發(fā)展帶來很大不便。商鞅變法前，秦國各地度量衡不統(tǒng)一。為了保證國家的賦稅收入，制造標(biāo)準(zhǔn)的度量衡器，要求全國統(tǒng)一施行。
從“商鞅量”中得知，商鞅規(guī)定的1標(biāo)準(zhǔn)尺約合今0.23公尺，1標(biāo)準(zhǔn)升約合今0.2公升。由量器及其銘文可知，當(dāng)時統(tǒng)一度量衡一事是十分嚴(yán)肅認(rèn)真的。商鞅還統(tǒng)一了斗、桶、權(quán)、衡、丈、尺等度量衡。要求秦國人必須嚴(yán)格執(zhí)行，不得違犯。
（2）我國亦有“伸掌為尺”的說法。三國時期王肅編的《孔子家語》一書中記載有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知尋?！眱杀凵扉_長八尺，就是一尋；從秦朝至清末的2000多年間，我國的“尺”竟由1尺相當(dāng)于0.2309m到0.3558m的變化，其差距相當(dāng)懸殊。
（3）1930年代，南京國民政府為了與國際接軌，并統(tǒng)一中國度量衡制度，解決不同地區(qū)之間度量衡差異給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的障礙 ，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)行了度量衡改革。為滿足廣大人民群眾的習(xí)慣需要，將“庫平營造制”改革為“市制”，為與國際接軌，將“市制”與國際標(biāo)準(zhǔn)制方便換算。特將“一營造尺”改為“一市尺”，等于33.33厘米=0.3米；一公里等于二市里?！耙粠炱浇铩备臑椤耙皇薪铩钡扔?00克=0.5公斤。 因此，我們可以認(rèn)為，在1950年之時，一米等于3市尺。但是由于眾所周知的原因，南京國民政府的改革度量衡制度并不是很徹底，在很多地方，由于政令不一，各種度量衡的計算單位仍在混用。這種情況一直到中華人民共和國建立之后，1959年國務(wù)院下達(dá)《關(guān)于統(tǒng)一我國計量制度的命令》后才得到徹底的改觀。
2.背景材料（歐洲）
各個國家、地區(qū)以及各個歷史時期，都有各自的計量單位。以長度為例：歐洲曾以手掌的寬度或長度作為長度的計量單位，稱為掌尺。在英國，1掌尺相當(dāng)于7.62cm；在荷蘭，1掌尺相當(dāng)于10cm；英尺是8世紀(jì)英王的腳長，1英尺等于0.3048m。10世紀(jì)時英王埃德加把自己大拇指關(guān)節(jié)間的距離定為1英寸，1英寸等于2.54cm。這位君王又別出心裁，想出了“碼”這樣一個單位。他把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離——91cm，定為1碼。
3.背景材料（美國）
20世紀(jì)末美國曾發(fā)射一個火星探測器, 在設(shè)定環(huán)繞軌道半徑時，沒有進(jìn)行單位換算，導(dǎo)致探測器離火星過近, 溫度過高而起火，隨后脫離軌道墜入火星的大氣層。 致使美國損失價值1.25億美元的火星探測器。
思考與討論：
計量一頭大象的質(zhì)量時常用噸（t）做單位，但在計量人的質(zhì)量時卻用千克（kg）做單位。自由落體加速度g的單位是米每二次方秒（m/s2），在初中學(xué)習(xí)時，g的單位曾用牛頓每千克（N/kg）。這些單位的使用有什么規(guī)則嗎？
學(xué)生了解中國的計量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷史
學(xué)生了解歐洲的計量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷史
學(xué)生了解計量單位的重要性
學(xué)生討論并回答
三段背景材料的設(shè)置，讓學(xué)生明白為什么要有同一的計量標(biāo)準(zhǔn)和單位，為本節(jié)內(nèi)容的講授做鋪墊。
為基本單位的講授做鋪墊
講授新課
基本單位
只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位。
1.這些被選定的物理量叫做基本量，它們的單位叫基本單位；
長度：m、km、cm
時間：s、min、hur
質(zhì)量：kg、g、mg
2.由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位叫做導(dǎo)出單位。
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.由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制。
二、國際單位制
（一）國際單位制
如果采用不同的物理量作為基本量，或者雖然采用相同的基本量，但采用的基本單位不同，導(dǎo)出單位自然隨之不同，從而產(chǎn)生不同的單位制。不同的地區(qū)使用不同的單位制，不方便交流。1960年第11屆國際計量大會制訂了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫作國際單位制,簡稱SI。
在力學(xué)范圍內(nèi)，規(guī)定長度、質(zhì)量、時間為三個基本量，對熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)等學(xué)科，除了上述三個基本量和相應(yīng)的基本單位外，還要加上另外四個基本量和它們的基本單位，才能導(dǎo)出其他物理量的單位。
（二）七個基本物理量和相應(yīng)的基本單位
物理量名稱
物理量符號
單位名稱
單位符號
長度
l
米
m
質(zhì)量
m
千克(公斤)
kg
時間
t
秒
s
電流
I
安[培]
A
熱力學(xué)溫度
T
開[爾文]
K
發(fā)光強(qiáng)度
I，(Iv)
坎[德拉]
cd
物質(zhì)的量
n，(ν)
摩[爾]
ml
（三）典例突破
【例題】 一個靜止在光滑水平面上的物體，質(zhì)量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？ 5s內(nèi)通過的路程是多大？
思考與討論：
小剛在課余制作中需要計算圓錐的體積，他從一本書中查得圓錐體積的計算公式為：小紅說，從單位關(guān)系上看，這個公式是錯誤的。她的根據(jù)是什么？
（四）基本單位的定義
(1)秒的定義：
銫-133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)的輻射的9192631 770個周期的持續(xù)時間為1 s?，F(xiàn)在測量時間的最精準(zhǔn)儀器是原子鐘。
(2)米的定義：光在真空中 時間間隔所經(jīng)路徑的長度。
(3)千克的定義：
國際千克原器的質(zhì)量為1千克 。國際千克原器是1889年第一屆國際計量大會批準(zhǔn)制造的，它是一個用鉑銥合金制成的圓柱體，高度和直徑均為39 mm。2018年，第26屆計量大會決定，千克由普朗克常量h及米和秒定義，1 kg＝h/6.62607015×10-34m2 ·s-1
三、課堂練習(xí)
學(xué)生識記記錄
學(xué)生演練如何得到導(dǎo)出單位
學(xué)生識記記錄
學(xué)生識記記錄
典例解析
學(xué)生討論并回答
學(xué)生識記了解
學(xué)生練習(xí)
明確基本量和基本單位的概念
讓學(xué)生明確導(dǎo)出單位獲得的方法
明確什么事國際單位制
讓學(xué)生明確七個基本物理量和基本單位
明確國際單位在計算題中的應(yīng)用
讓學(xué)生通過單位判斷是否正確
讓學(xué)生明確基本單位的定義方式和標(biāo)準(zhǔn)
鞏固提高
課堂總結(jié)
板書設(shè)計
§4.4 力學(xué)單位制
基本單位
基本單位
導(dǎo)出單位
國際單位制
國際單位制
七個基本單位：米、千克、秒、安培、摩爾、開爾文、坎德拉
作業(yè)設(shè)計
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