4.4 力学单位制 教学设计 -2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

课程名称

力学单位制

选用教材

高中物理教科版必修一

教学章节

第四章第四节

授课对象

高一学生

授课类型

新授课

授课学时

1课时（45分钟）

一、教学内容分析

本节课承接牛顿第二定律定量计算，解决物理运算单位混乱、数值搭配错误的问题；先借助大象、小汽车生活实物填空场景，直观体现数值与单位匹配的必要性；系统介绍国际单位制，区分基本物理量、基本单位、导出单位，列出力学核心三个基本量：长度、质量、时间，对应米、千克、秒；说明所有力学单位均可由三个力学基本单位推导得出；明确统一使用国际单位计算的优势，运算全程无需反复换算单位；结合手推购物车动力学完整例题，示范统一国际单位、列式计算、得出带标准单位结果的完整解题流程；介绍单位制可检验公式推导、判断计算错误的辅助作用，规范动力学计算题书写格式，为后续所有力学计算建立统一标准。

二、学情分析

1. 知识基础

学生已经掌握牛顿第二定律公式，会完成受力分析、合力求解；生活中接触千克、米、秒、千米、克等多种单位，但没有区分基本单位、导出单位的概念；做题习惯混用多种单位，计算中途随意换算，容易出现数值数量级错误；不清楚国际统一单位制的规定，不了解力学三个核心基本量。

2. 能力基础

学生具备基础代数计算能力，但解题时不统一单位直接代入公式，时常出现结果数量级偏差；不会利用单位检验公式正误；书写解题步骤时遗漏物理量单位，只写数字；不熟悉速度、加速度、力等导出单位由基本单位组合而来的推导逻辑。

3. 思维基础

学生存在多处认知误区：计算时单位可以混用，最后再加单位即可；所有物理量单位都是独立规定，不存在推导关系；题目给出什么单位就直接用，不需要统一成国际单位；单位仅为书写附加内容，不参与运算推导；判断公式对错只能依靠理论，无法借助单位维度分析。

三、教学目标

1. 物理观念

建立单位制完整物理观念：物理数值必须搭配对应单位才有物理意义；国际单位制规定七类基本物理量与对应基本单位，力学范围只需长度、质量、时间三个基本量；速度、加速度、力等物理单位均为导出单位，由力学基本单位组合推导；动力学计算必须统一使用国际单位，全程运算无需换算，结果单位自动匹配标准形式。

2. 科学思维

依托大象汽车单位填空示意图建立生活单位匹配辩证思维；借助国际单位七基本量表格图建立基本量与导出单位分类建模思维；利用手推购物车动力学例题图建立统一单位标准化解题思维，实现生活单位错误辨析、国际单位体系梳理、规范单位计算完整链条思维训练。

3. 科学探究

观察大象、小汽车实物填空场景，发现数值与单位错配的不合理之处；梳理国际单位表格，区分基本量、基本单位、导出单位；拆解手推小车完整例题，掌握统一国际单位后列式计算的标准步骤；尝试利用单位维度检验简单公式推导是否合理；完整经历 “生活单位错误质疑→国际单位体系分类梳理→动力学例题规范演算→单位检验公式拓展应用” 标准化探究流程。

4. 科学态度与责任

全球科研、工程、教学统一使用国际单位制，消除不同地区单位差异带来的沟通、计算误差，体现科学规范统一、全球通用的严谨标准；物理计算严格统一单位，杜绝数量级错误，培养细致规范、严谨书写的运算习惯；航空、机械、建筑大国工程全部依靠统一国际单位测算，标准单位体系保障大型装备、基建工程安全可靠，体会标准化物理规范支撑工业发展的实用价值。

四、教学重难点

重点

国际单位制力学三个基本量：长度、质量、时间，对应单位米、千克、秒

基本单位、导出单位概念区分，常见力学导出单位来源

动力学计算题统一国际单位再列式计算的规范解题步骤

难点

理解导出单位由基本单位通过物理公式组合推导得出

自觉统一全部已知条件单位后再代入牛顿第二定律计算

利用单位维度初步判断公式推导、计算结果是否存在错误

五、教学方法

生活情境质疑导入法：大象、汽车单位填空，直观展示单位错配问题；

表格分类讲授法：国际单位表格分层区分基本物理量、基本单位；

公式推导讲授法：结合速度、加速度、牛顿第二定律推导导出单位；

完整例题示范法：手推购物车动力学例题，完整示范统一单位解题流程；

对比纠错训练法：混用单位、统一单位两类解题步骤对比，辨析误差来源。

六、教学资源

教科版必修第一册物理课本；大象汽车单位填空示意图、国际单位七基本量表格图、手推购物车动力学例题图；直尺、草稿演算纸；单位辨析、动力学规范计算练习题单；多媒体课件、黑板。

七、教学设计

教学环节

教师活动

学生活动

环节一 生活实物填空导入，引出单位与数值匹配必要性（7 分钟）

          展示大象汽车单位填空示意图

          抛出思考问题：一头大象质量 3.2 搭配什么单位合理？小汽车长度 4520 搭配什么单位合适？如果单位填错会出现怎样违背常识的结果？

          组织同桌两人交流两分钟，学生说出吨、毫米两类合理单位，点明数值脱离单位无实际物理意义，做题混用不同单位会出现巨大计算误差；顺势引出本节课核心：国

观看大象汽车单位填空示意图，自主辨析不同单位带来的常识错误；意识到计算前需要统一全部物理量单位；带着国际单位表格梳理、规范例题演算两类目标进入新课。