第七节 力学单位（表格式教学设计）物理粤教版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦力学单位制核心知识，涵盖基本单位、导出单位、国际单位制及应用。通过对比“5、5米、5英尺”的问题情境和秦始皇统一度量衡的历史故事导入，引导学生认识单位必要性，搭建从生活到物理的学习支架。 资料特色在于融合科学思维与探究，用单位检验法（如验证x=½at²单位）培养逻辑能力，设计橡皮筋杨氏模量测量实验提升探究素养，结合米原器演变渗透科学态度。助力教师高效教学，帮助学生规范单位使用，夯实物理学习基础。

第七节 力学单位（教学设计） 年级 高一年级 学科 物理 教师 课题 第7节 力学单位 教学 目标 物理观念 理解单位制在物理量测量和物理规律表达中的基础性作用 建立基本单位和导出单位的概念，认识物理量之间的内在联系。 科学思维 通过单位运算验证物理公式的正确性，培养严谨的逻辑思维能力 学会在物理计算中规范使用单位，提高解决问题的准确性。 科学探究 设计简单的单位推导实验，体验从基本量到导出量的推导过程；培养通过单位分析预判物理量性质的探究能力。 科学态度 与责任 认识国际单位制在全球化科技交流中的重要意义；培养规范使用单位的科学习惯，树立标准化意识。 教学 重难点 教学重点： 1. 基本单位和导出单位的概念 2. 国际单位制中的七个基本单位 3. 单位制在物理计算中的应用。 教学难点： 1. 区分基本单位和导出单位 2. 掌握单位运算的方法和技巧 3. 理解单位制对物理公式的检验作用 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 1. 创设问题情境： 展示三个不同的长度测量结果：5、5米、5英尺 提问："这三个表示方法有什么不同？哪个更科学？为什么？" 引导学生思考单位在物理量表达中的必要性 2. 讲述历史故事： 介绍秦始皇"车同轨、书同文"的统一度量衡政策 讲述古代"布手知尺"、"掬手为升"等原始测量方法 提出问题："如果没有统一的单位制，科学研究会面临什么困难？" 观察比较不同表示方法，讨论单位的必要性 聆听历史故事，感受单位统一的重要性 思考并回答教师提出的问题 通过现实对比和历史回顾，激发学生对单位制的学习兴趣，认识单位统一的必要性 新课讲授 一、认识基本单位和导出单位 1. 概念讲解： 定义基本物理量：在力学中，长度、质量、时间是三个基本物理量 定义基本单位：基本物理量的单位叫基本单位 定义导出单位：由基本单位通过物理公式推导出来的单位 2. 实例分析： 速度单位：米/秒（m/s）由长度单位米和时间单位秒导出 加速度单位：米/秒²（m/s²）由速度单位导出 力单位：牛顿（N）由F=ma推导，1N=1kgm/s² 3. 引导发现： 组织学生分组讨论，找出更多导出单位的例子 引导学生发现物理量之间的内在联系 理解并记录基本概念 参与导出单位的推导过程 小组讨论：找出功、功率、压强等物理量的导出单位 帮助学生建立清晰的单位制概念体系，理解物理量之间的内在联系 新课讲授 二、国际单位制（SI） 1. 系统介绍： 展示国际单位制的七个基本单位： 重点讲解力学中的三个基本单位 2. 历史发展： 介绍米和千克原器的历史 讲述秒的定义从天文时到原子钟的演变 展示现代计量学的精确性要求 3. 单位换算： 演示常用单位换算：1km=1000m，1h=3600s 强调单位换算是物理计算的基本功 识记七个基本单位 了解计量标准的发展历史 练习单位换算：完成千米到米、小时到秒的换算 让学生系统了解国际单位制，认识计量科学的发展，掌握基本单位换算 新课讲授 三、单位制的应用 1. 单位检验法： 演示用单位运算检验公式正确性 例1：检验x=½at²的单位：左边m，右边(m/s²)s²=m 例2：检验错误公式v=at²：左边m/s，右边(m/s²)s²=m 强调这是发现公式错误的有效方法 2. 计算规范： 强调物理计算必须带单位运算 演示规范书写：5m + 3m = 8m 纠正常见错误：5 + 3m = 8m（错误写法） 3. 实际应用： 分析工程图纸中的单位标注 介绍科学研究中的单位统一要求 强调单位错误可能造成的严重后果 练习用单位检验法判断公式正误 学习规范的物理计算书写格式 讨论单位错误可能引发的实际问题 培养学生严谨的科学态度，掌握单位制在实际应用中的重要性和方法 课 堂 练 习 一、单选题 1．关于力学单位制，下列说法正确的是(　　) A．在力学单位制中，选来作为基本单位的物理量有长度、质量和时间 B．在力学单位制中，国际基本单位有m、s、g C．导出单位有些不能用基本单位来表达 D．在力学单位制中，N/kg和m/s是相同的单位 【答案】A 【详解】AB．力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s。故A正确；B错误； C．导出单位都能用基本单位来表达。故C错误； D．N/kg是加速度的单位，m/s是速度的单位，它们不是相同的单位。故D错误。 故选A。 2．要判断一个物理关系式是否成立，有时不必作复杂的推导，只需分析式中各量的单位，就可判定有些表达式是错误的，在下面的实例中某同学导出了四个不同的关系式，请你根据单位分析，确定其中必定错误的选项例。如图，光滑水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体，它的斜面上有另一质量为m的物块沿斜面下滑。关于下滑过程中物块对斜面压力N、斜面的加速度aM及滑块加速度am，某同学得出的关系式一定错误的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．该表达式左边是力的单位N，等式右边的、没有单位，、的单位是kg，的单位是，代入后等式右边单位是单位不同，故A一定错误； B．该表达式左边是力的单位N，代入后等式右边单位是，即N，单位相同，故B可能正确； CD．表达式左边的单位都是m/s2，代入后等式右边单位是的单位，也是m/s2，单位相同，故CD可能正确。 本题选一定错误的，故选A。 3．声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关。下列速度的表达式（k为比例系数，无单位）中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】v的单位是m/s，p的单位是N/m2，单位是kg/m3，经计算得 表达式右侧的单位是 表达式右侧的单位是 表达式右侧的单位是 表达式右侧的单位是 故选C。 二、多选题 4．下列说法正确的是（　　） A．“牛顿”是国际单位制中七个基本单位之一 B．物体的速度为零，但不一定处于平衡状态 C．竖直上抛全程都在做匀变速直线 D．摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，但不能与运动方向垂直 【答案】BC 【详解】A．7个基本单位是：长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流（安培）、热力学温度（开尔文）、物质的量（摩尔）和发光强度（坎德拉），A错误； B．物体的速度为零，但不一定处于平衡状态，例如竖直上抛运动在最高点时，B正确； C．竖直上抛运动只受重力作用，所以全程都在做匀变速直线，C正确； D．摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。摩擦力也可以和运动方向垂直，例如圆盘上随圆盘一起做匀速圆周的物块，D错误。 故选BC。 5．下列有关力学单位制的说法中正确的是(    ) A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制，不能采用其他单位 B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度 C．力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米和秒 D．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达 【答案】CD 【详解】A．在有关力学的分析和计算中，可以采用任何一种单位制，只要单位统一即可，但是为了方便，常常采用国际单位制，所以A错误； BC．在力学单位制中，选用长度、质量和时间三个物理量作为基本单位的物理量，相对应的单位是米、千克和秒，所以B错误，C正确； D．按照单位制的概念，导出单位都可以用基本单位来表达，如，所以D正确． 故选CD。 三、实验题 6．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量与弹力成正比，即，的值与橡皮筋未受到拉力时的长度、横截面面积S有关，理论与实践都表明，其中是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。 （1）在国际单位制中，杨氏模量的单位应该是 。 A．                B． C．            D． （2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量的值．首先测出不挂砝码时橡皮筋下端对应的标尺刻度，然后在橡皮筋下端挂上砝码，并逐个增加砝码，测出橡皮筋下端对应的标尺刻度，所得数据如下表：（重力加速度取） 砝码质量 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 标尺刻度 15.00 18.94 22.80 26.78 30.66 34.60 38.56 45.00 56.50 根据所测数据，在图乙中作出标尺刻度与砝码质量的关系曲线 。 （3）利用测量工具测得橡皮筋的长度，橡皮筋未受到拉力时的直径，那么根据所测的数据推测，这种橡皮筋的杨氏模量 （保留两位有效数字）。 【答案】 D （或） 【详解】（1）[1]在弹性限度内，弹力与伸长量成正比 由题意可知 则 解得杨氏模量 各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是 故D正确，ABC错误。 （2）[2]如图，前5格是直线，后端是平滑曲线 （3）[3]根据图像可以看出，在开始的一段范围内，满足胡克定律，可得橡皮筋的劲度系数 根据 求得 四、解答题 7．现有一个我们未学过的公式x＝2π，已知m代表质量这个物理量，k代表弹簧的劲度系数这个物理量，其单位为N/m，请判断x是关于什么的物理量． 【答案】x是关于时间的物理量(周期) 【详解】k的单位转化为国际单位制中的基本单位表示为 ＝＝kg/s2 m的单位为kg，常数2π没有单位(或者单位就用1表示)，将它们代入公式得到x的单位是 1×＝＝s 所以x应该是关于时间的物理量(周期)。 课 堂 小 结 板 书 设 计 §4.7 力学单位制 一、单位制的组成 基本单位：最基本物理量的单位 导出单位：由基本单位推导得出 二、国际单位制(SI) 7个基本单位： 长度：米(m) 质量：千克(kg) 时间：秒(s) 电流：安培(A) 温度：开尔文(K) 物质的量：摩尔(mol) 发光强度：坎德拉(cd) 三、单位制的应用 1. 检验公式：单位检验法 2. 规范计算：带单位运算 3. 实际意义：保证科学研究的准确性 四、重要导出单位 速度：m/s 加速度：m/s² 力：N(kgm/s²) 功：J(Nm) 作业 布置 1. 基础题：教材第91页练习第1、2题 完成基本单位识记和简单单位换算 2. 应用题： 用单位检验法判断以下公式是否正确： (1) F = mvt (2) E = mgh (3) P = Fv² 写出完整的单位推导过程 3. 拓展题： 查阅资料，了解"米"的定义从地球子午线到光速定义的演变过程 教学反思 本节课从历史发展和现实需求两个维度切入，成功地让学生认识到单位制的重要性。在教学过程中，通过丰富的实例和生动的历史故事，有效地激发了学生的学习兴趣。单位检验法的教学环节效果显著，学生能够积极参与并掌握这一实用的物理分析方法。但在单位换算和规范书写方面，部分学生仍存在困难，表现为单位换算不熟练、计算过程中单位书写不规范等，这需要在后续教学中持续强化训练。探究活动环节学生的参与度较高，但部分小组在方案设计上缺乏创新性，今后可以提供更多引导性问题来启发学生的思维。整体来看，本节课较好地达成了教学目标，学生对单位制的基本概念和应用方法有了清晰的认识。今后可以结合更多现代科技中的计量实例，如纳米技术、精密制造等，让学生更深刻地体会单位制在当代科技发展中的基础性作用。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $