4.力学单位制（导学案）物理教科版2019必修第一册

该高中物理导学案聚焦“力学单位制”，引导学生掌握基本单位、导出单位、国际单位制及单位应用方法，通过回顾牛顿第二定律中“牛顿”的定义关联前序知识，结合自主预习构建完整知识脉络，为单位制学习提供有效支架。 资料特色在于深度融合核心素养，科学思维层面通过对比分类助学生理解单位关联，科学探究环节设计“圆锥体积公式检验”活动培养推导能力，科学态度与责任维度结合中国单位演化渗透传统文化，习题针对性强且结构完整，助力学生自主学习与教师教学评估。

第4节 力学单位制 1.物理观念：通过设置运动学情境,引导学生思考力学单位之间的关联,促使学生在看似零散、分离的物理量之间构建关联,并逐步在头脑中形成更为完整的知识体系,提升学生的物理观念。 2.科学思维：通过回忆学习过的物理量及其单位,引导学生自主寻找这些物理量和单位之间的关系,能够清晰地发现有一部分物理量及单位是相互独立的,但其他物理量的单位是可以通过前面几个相互独立的单位推导得到的,进而知道力学中的基本单位和导出单位,在对比和分类的过程中,逐步提升学生的科学思维能力。 3.科学探究：通过判断“圆锥体的体积公式是否正确”的活动,引导学生通过物理量的定义或者物理关系来推导其他物理量的单位,体会国际单位制在物理计算和公式检验中的应用。这个活动既可以培养学生的问题意识,还可以提高学生通过物理关系进行合理的科学解释的科学探究能力。 4.科学态度与责任：通过“查阅中国历史中长度、质量和时间的单位演化”,了解单位制,知道力学中的几个基本量[质量(m)、长度(l)、时间(t)]以及它们的单位[千克(kg)、米(m)秒(s)],将物理量单位的演化发展与中国的传统文化相联系,让学生体会中国传统文化的魅力,提升学生的社会责任感。 1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念(重点)。 2.知道国际单位制及七个基本量和对应的基本单位 (重点)。 3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法(难点)。 4.掌握运算过程中单位的规范使用方法 (重点)。 【知识回顾】 第3节 牛顿第二定律 一、牛顿第二定律的内容 （1）内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同． （2）表达式F＝kma，其中力F指的是物体所受的合力． （3）力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N. （4）“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝1 kg·m/s2. （5）在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma. 二、对牛顿第二定律的理解 （1）因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度． （2）矢量性：F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同． （3）瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失． （4）独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和． 三、牛顿第二定律的初步应用 用牛顿第二定律解题的一般步骤： ① 选定研究对象； ② 画出研究对象的受力示意图和运动示意图，分析物体的受力情况和运动情况； ③ 用物体所受的各个力表示出合力 (力的合成法、正交分解法) ； ④ 根据牛顿第二定律F＝ma，建立方程并求解。 【自主预习】 第4节 力学单位制 一、单位制 1．基本量 被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位的一些物理量，如力学中有长度、质量、时间． 2．基本单位：所选定的基本量的单位． 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． 长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)等． 质量的单位有克(g)、千克(kg)等． 时间的单位有秒(s)、分钟(min)、小时(h)等． 3．导出单位 由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度的单位“米每秒”(m/s)、加速度的单位“米每二次方秒”(m/s2)、力的单位“牛顿”(kg·m/s2)． 4．单位制：基本单位和导出单位一起组成了一个单位制． 二、国际单位制 1．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制． 2．国际单位制中的基本量 国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量(n)、发光强度(I)七个量为基本量． 3．国际单位制中的力学基本单位 长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s. 思考与讨论1 一、单位制 如何导出力学单位：牛顿？ 答案 由：F=ma 得：1N=1kg·m/s2。 思考与讨论2 二、国际单位制 1.请同学们结合教材，说说国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位分别是什么？ 答案 如下表所示： 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 物质的量 n,(ν) 摩[尔] mol 发光强度 I,(Iv) 坎[德拉] cd 2.同学们知道单位制有哪些主要应用吗？ （1）简化计算过程的单位表达：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。 （2）推导物理量的单位：物理公式确定了各物理量的数量关系的同时，也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。 （3）判断比例系数的单位：根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如公式F＝kx中k的单位为N/m，Ff＝μFN中μ无单位，F＝kma中k无单位。 （4）单位制可检查物理量关系式的正误：根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的。 课堂小结： 本节课的教学重点是基本单位和导出单位,只有知道了为什么要统一单位,才能更好地去认识和使用国际单位制。让学生体会国际单位制的使用和建立,明确国际单位制不仅方便了国际的交流,也逐渐成为科学研究中的一种规范,在高中阶段的物理学习中,引导学生逐步习惯在记录、表达和计算中规范地使用国际单位制。 1.(多选)下列关于单位制及其应用的说法正确的是(　　) A．基本单位和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，只要正确应用公式，其结果的单位就一定是用这个单位制中的单位来表示的 D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定能确定单位关系 答案　ABC 解析　基本单位和导出单位一起组成了单位制，选项A正确；选用的基本单位不同，构成的单位制也不同，选项B正确；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，只要正确应用公式，其结果的单位一定是用这个单位制中的单位来表示的，选项C正确；物理公式可以确定各物理量间的数量关系，同时也可以确定单位关系，选项D错误． 2.在下面的物理量和单位中，叙述正确的是(　　) ①力　②牛　③米/秒　④速度　⑤长度　⑥质量　⑦千克　⑧时间　⑨克 A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧ B．属于国际单位制中导出单位的是②③⑦ C．属于基本量的是⑤⑥⑧ D．属于国际单位的是④⑤⑥ 答案　C 解析　属于国际单位制中基本单位的是千克，即⑦，A错误；属于国际单位制中导出单位的是②③，B错误；属于基本量的是⑤长度、⑥质量和⑧时间，C正确；属于国际单位的是②牛、③米/秒和⑦千克，其中⑦是国际单位的基本单位，②③是国际单位的导出单位，D错误． 3.质量m＝200 g的物体以加速度a＝20 cm/s2做匀加速直线运动，则关于它受到的合外力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是(　　) A．F＝200×20＝4 000 N B．F＝0.2×0.2 N＝0.04 N C．F＝0.2×0.2＝0.04 N D．F＝0.2 kg×0.2 m/s2＝0.04 N 答案　B 解析　在物理计算中，如果各物理量的单位都统一到国际单位制中，则最后结果的单位也一定是国际单位制中的单位．在国际单位制中m＝0.2 kg，a＝0.2 m/s2，力F的单位为N.根据牛顿第二定律知F＝ma＝0.2×0.2 N＝0.04 N，故选B. 4.有几名同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小与其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中可能正确的是(　　) A．x＝ B．x＝ C．x＝Ft D．x＝ 答案　D 解析　把各物理量的单位都用国际单位表示，v的单位为m/s，a的单位为m/s2，F的单位为kg·m/s2，x的单位为m，t的单位为s，m的单位为kg，由此可解出A、B、C、D计算结果的单位分别为s、m2/s、kg·m/s、m，故A、B、C一定错误，D可能正确． 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 力学单位制 1.物理观念：通过设置运动学情境,引导学生思考力学单位之间的关联,促使学生在看似零散、分离的物理量之间构建关联,并逐步在头脑中形成更为完整的知识体系,提升学生的物理观念。 2.科学思维：通过回忆学习过的物理量及其单位,引导学生自主寻找这些物理量和单位之间的关系,能够清晰地发现有一部分物理量及单位是相互独立的,但其他物理量的单位是可以通过前面几个相互独立的单位推导得到的,进而知道力学中的基本单位和导出单位,在对比和分类的过程中,逐步提升学生的科学思维能力。 3.科学探究：通过判断“圆锥体的体积公式是否正确”的活动,引导学生通过物理量的定义或者物理关系来推导其他物理量的单位,体会国际单位制在物理计算和公式检验中的应用。这个活动既可以培养学生的问题意识,还可以提高学生通过物理关系进行合理的科学解释的科学探究能力。 4.科学态度与责任：通过“查阅中国历史中长度、质量和时间的单位演化”,了解单位制,知道力学中的几个基本量[质量(m)、长度(l)、时间(t)]以及它们的单位[千克(kg)、米(m)秒(s)],将物理量单位的演化发展与中国的传统文化相联系,让学生体会中国传统文化的魅力,提升学生的社会责任感。 1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念(重点)。 2.知道国际单位制及七个基本量和对应的基本单位 (重点)。 3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法(难点)。 4.掌握运算过程中单位的规范使用方法 (重点)。 【知识回顾】 第3节 牛顿第二定律 一、牛顿第二定律的内容 （1）内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成 ，跟它的质量成 ，加速度的方向跟作用力的方向 ． （2）表达式F＝ ，其中力F指的是物体所受的 ． （3）力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N. （4）“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝ . （5）在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ . 二、对牛顿第二定律的理解 （1） 性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度． （2） 性：F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同． （3） 性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失． （4） 性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和． 三、牛顿第二定律的初步应用 用牛顿第二定律解题的一般步骤： ① 选定研究对象； ② 画出研究对象的 示意图和 示意图，分析物体的受力情况和运动情况； ③ 用物体所受的各个力表示出 (力的合成法、正交分解法) ； ④ 根据牛顿第二定律F＝ ，建立方程并求解。 【自主预习】 第4节 力学单位制 一、单位制 1．基本量 被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的 的一些物理量，如力学中有长度、质量、时间． 2．基本单位：所选定的 的单位． 在力学中，选定 、 和 这三个物理量的单位为基本单位． 长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)等． 质量的单位有克(g)、千克(kg)等． 时间的单位有秒(s)、分钟(min)、小时(h)等． 3．导出单位 由基本量根据 推导出来的其他物理量的单位，例如速度的单位“米每秒”(m/s)、加速度的单位“米每二次方秒”(m/s2)、力的单位“牛顿”(kg·m/s2)． 4．单位制： 单位和 单位一起组成了一个单位制． 二、国际单位制 1．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制． 2．国际单位制中的基本量 国际单位制中选定 、 、 、电流(I)、热力学温度(T)、物质的量(n)、发光强度(I)七个量为基本量． 3．国际单位制中的力学基本单位 长度l，单位： ；质量m，单位： ；时间t，单位： . 思考与讨论1 一、单位制 如何导出力学单位：牛顿？ 思考与讨论2 二、国际单位制 1.请同学们结合教材，说说国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位分别是什么？ 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 2.同学们知道单位制有哪些主要应用吗？ 课堂小结： 本节课的教学重点是基本单位和导出单位,只有知道了为什么要统一单位,才能更好地去认识和使用国际单位制。让学生体会国际单位制的使用和建立,明确国际单位制不仅方便了国际的交流,也逐渐成为科学研究中的一种规范,在高中阶段的物理学习中,引导学生逐步习惯在记录、表达和计算中规范地使用国际单位制。 1.(多选)下列关于单位制及其应用的说法正确的是(　　) A．基本单位和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，只要正确应用公式，其结果的单位就一定是用这个单位制中的单位来表示的 D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定能确定单位关系 2.在下面的物理量和单位中，叙述正确的是(　　) ①力　②牛　③米/秒　④速度　⑤长度　⑥质量　⑦千克　⑧时间　⑨克 A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧ B．属于国际单位制中导出单位的是②③⑦ C．属于基本量的是⑤⑥⑧ D．属于国际单位的是④⑤⑥ 3.质量m＝200 g的物体以加速度a＝20 cm/s2做匀加速直线运动，则关于它受到的合外力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是(　　) A．F＝200×20＝4 000 N B．F＝0.2×0.2 N＝0.04 N C．F＝0.2×0.2＝0.04 N D．F＝0.2 kg×0.2 m/s2＝0.04 N 4.有几名同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小与其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中可能正确的是(　　) A．x＝ B．x＝ C．x＝Ft D．x＝ 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $