资源简介 (共30张PPT)4 力学单位制问题:计量一头大象的质量时常用吨(t)做 单位,但在计量人的质量时却用千克(kg) 做单位。自由落体加速度g 的单位是米每 二次方秒(m/s2 ),在初中学习时,g 的单 位曾用牛顿每千克(N/kg)。这些单位的 使用有什么规则吗?血的教训思考:单位的不统一会造成怎样的困难?20世纪末美国曾发射一枚火星探测器, 在设定环绕轨道半径时,没有进行单位换算,导致探测器离火星过近, 温度过高而起火,随后脱离轨道坠入火星的大气层 。致使美国损失了价值1.25亿美元的火星探测器。思考:姚明的身高是多少2.26米7.4147英尺88.9763英寸1英尺=0.3048米1英寸=0.0254米一般说来,物理量的单位可以任意选择,这样就会存在同一个物理量出现多个单位,与此对应存在多种单位制。古今中外都不一样,严重影响了科学技术的交流与发展。那么,什么叫单位,什么叫单位制?当今世界的单位制有哪些?你能比较谁快吗?某运动员的最快速度可以达到10m/s,某人骑助力车的速度为35km/h。(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的速度与助力车的速度的大小关系 (2)你能比较以上两个速度的大小关系吗 以上两个速度哪个大 提示:(1)由于两个速度的单位不同,故不能直接进行比较它们的大小。(2)应先统一这两个速度的单位,再根据数值大小来比较它们的大小。由于10m/s=10×3.6km/h=36km/h,故运动员的速度较大。中华民族的骄傲——秦始皇统一度量衡1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫作国际单位制,简称SI。国际单位制问题:什么是单位制?物理学的关系式确定了物理量之间的关系,也指它确定了物理量的单位间的关系。关系式与单位v =xta =△vtmm/ssm/ssm/s 2F = mam/s 2k gk g ·m/s 2N只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫作基本量,它们的单位叫基本单位。由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位。单位和单位制比如长度、质量、时间m、km、cm ……k g、g、t ……s、 min、h……比如速度的单位m/s、km/h ……加速度的单位m/s2、 cm/s2……由基本单位和导出单位一起组成单位制。1.导出单位的读法【提示】导出单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致。在只有名称而不出现符号的场合,名称的顺序应该与有符号的情况下一致。如单位由相乘构成,无论是否使用乘的符号,名称中无对应“乘”的词,符号中的除(斜线和出现的负指数),名称中对应的词为“每”字,“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关。例如:冲量的SI单位名称为“牛顿·秒”(因其符号为N·s)。密度的SI单位名称为“千克每立方米”(因其符号为kg/m3)。【提示】学好物理离不开数学,但不能把物理公式当作数学公式来理解,这是因为物理公式与数学公式之间有许多本质上的区别。⑴数学公式只表示数量大小间的关系,很少涉及各量间的单位;物理量不但有大小,还有单位,因而物理公式不仅表示各量的数量大小关系,而且还包含单位关系。例如由牛顿第二定律F=ma就可知,1 N=1 kg·m/s2。⑵许多物理公式,不仅表示各量间的大小关系,而且表示它们间的方向关系,例如根据F=ma可知,物体加速度的方向与其所受合外力的方向相同,忽视这一点,就会犯错误。2.物理公式与数学公式的区别⑶数学中的函数关系是从具体的客观事物中抽象概括出的,像y=f(x),它不与某个具体的物理过程相联系,所以在y与x之间没有确定的因果关系,写作y=f(x)时,x是原因,y是结果,通过公式变形,可以找出上式的反函数x=φ(y),在反函数中y是原因,x是结果。可见,由于公式形式的变化,因果关系也随之改变。物理公式是与某个物理过程相联系的,它反映了该过程中的物理量之间必然的因果关系。在学习物理时,要注意搞清物理公式中各量之间的因果关系,而不能把物理公式单纯当成数学公式去理解。、 cm/s2 ……基本物理量的单位就是基本单位基本单位导出单位由基本单位组合而成的单位就是导出单位N、g 、mg ……、min、hour …mkgs、 km/h ……、g/cm3 ……m/sm/s2kg/m3国际单位制单位长度:质量:时间:速度:加速度力:密度:kg·m/s2、km 、cm……物理量单 位 制力 学基本单位(SI)【拓展延伸】1.对单位制的进一步认识: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发光强度 I,(IV) 坎[德拉] cd物质的量 n,(v) 摩[尔] mol2.国际单位制的基本量及基本单位:几个概念的关系:【规律方法】力学单位制口诀力学单位有制度,三基本量要记住,质量、时间和长度,其他单位可导出,统一单位代数据,最后单位要紧跟。例1 :一个静止在光滑水平面上的物体,质量是7kg,在14N的恒力作用下,5s末的速度是多大? 5s内通过的路程是多大?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。1、简化计算过程的单位表达物理情景vtv0=0F=14Ns物体在上述过程做匀变速直线运动吗?为什么?单位制在物理学中的应用解:Vt=at=2m/s2×5 s= 10m/s统一单位制有的同学,解题时,单位弄错,常常说自己粗心。其实是单位制没有掌握好。代入数据前应统一单位制这点要形成习惯!=2m/s27kg14NmF=a=mF714=a==2m/s2m/s2Vt=at=2×5m/s=10m/ss = at2 = ×2m/s2×25s22121=25m=25 ms = at2 = ×2×25 m2121单位制在物理学中的应用结果对吗? 单位对,结果不一定对,但对结果可以“放心”一点 单位不对,结果则肯定不对物理公式既反映了各物理量间的数量关系,同时也确定了各物理量的单位关系。因此,在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确,如单位制不对,结果一定错误。2、检验结果的正误例2:如果地球自转速度加快以使赤道上的物体能克服地球引力而脱离地面飘浮起来,这时地球自转的最大周期T= (地球半径为R,地面重力加速度为g)。有位同学推出的结果是:T=2πRg单位制在物理学中的应用小刚老师在《高中数学公式大全》上发现圆锥体积公式如下:Rh小刚老师立即判断它是错误的。聪明的同学们,你们知道他是怎样快速判断的吗?【对点训练1】现有下列物理量或单位,按下面的要求选择填空。(填字母)A.密度 B.米/秒 C.牛顿 D.加速度E.质量 F.秒 G.厘米 H.长度 I.时间J.千克 K.厘米/秒(1)属于物理量的是__________。(2)在国际单位制中,作为基本物理量的是______。(3)属于基本单位的是__________,属于导出单位的是_____。(4)在国际单位中属于基本单位的是_______,属于导出单位的是_______。ADEHIEHIFGJBCKFJBC【对点训练2】用下列哪一组仪器可以分别测量国际单位制中规定的三个力学基本物理量( )A.米尺、弹簧秤、秒表B.米尺、测力计、打点计时器C.量筒、天平、秒表D.米尺、天平、秒表D单 位 制1.米(m)2.千克(kg)3.秒(s)4.安培(A)5.开尔文(K)6.坎德拉(cd)7.摩尔(mol)导出单位由基本单位推导出来的单位叫导出单位。基本单位选定的单位m/s, m/s2, N, kg/m3, kgm/s,kgm2/s2, Ns库、欧姆、电功率等等Pa等力学单位制中的三个基本单位。电学热学光学热学知识小结1.(多选)下列单位属于导出单位的是( )A.小时 B.牛 C.焦 D.瓦2.下列单位全是国际单位制中基本单位的是( )A.N ,kg ,m B.m,s, gC.kg ,m ,W D.kg,m,sBCDD随堂巩固练习3.质量m=200g的物体,测得它的加速度a=20cm/s2,则关于它所受的合力的大小及单位,下列运算既正确又符合一般运算要求的是( )A.F=200×20N=400NB.F=0.2×0.2=0.04NC.F=0.2×0.2=0.04D.F=0.2kg×0.2m/s2=0.04ND4.(多选)下列有关力学单位制的说法中,正确的是( )A.在力学的分析计算中,只能采用国际单位,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、时间、质量C.力学单位制中,国际单位制的基本单位有:千克、米、秒D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示BCD5.现有下列物理量或单位,按下面的要求填空:A:密度 B:kg C:N D:m E:秒F:g/cm3 G:a H:m/s I:功率 J:cm① 属于物理量的是 。② 力学中的基本单位的有 。力学中的导出单位的有 。③ 属于国际单位制中的单位有 。A、G、IB、D、E、JC、F、HB、C、D、E、H绝密★启用前4.4 力学单位制巩固练习卷 一、单选题(共6小题,共60分)下列均属于国际制基本单位的是( ) (10分)A.m、N、JB.m、kg、JC.m、kg、sD.kg、m/s、N【正确答案】 C 【答案解析】由题可知,四个选项中的物理量都是力学的物理量。力学中有3个基本物理量:质量、长度、时间,单位分别是:kg、m、s.力(N),功(J)这些都不是国际基本物理量,所以答案C正确,ABD错误。故选:C。下列关于能量的单位(焦耳)与基本单位千克、米、秒之间关系正确的是( ) (10分)A.1J=1kg m s-1 B.1J=1kg m s-2 C.1J=1kg m2 s-1 D.1J=1kg m2 s-2【正确答案】 D 【答案解析】根据W=FL可得,所以1J=1N m,根据牛顿第二定律F=ma可知,力的单位为:1N=1kg m/s2,所以有:1J=kg m2/s2,D正确,ABC错误。故选:D。初中物理课中我们学习过一个重要的物理量“压强”,它的单位是“帕斯卡”,符号“Pa”,以下用国际单位制中基本单位表达“帕斯卡”正确的是( ) (10分)A.kg/(s2·m)B.kg/(s2·m )C.kg·m /s2D.kg·m/s2【正确答案】 A 【答案解析】解:压强得1Pa=1N/m2=1kg /ms2,故A正确,BCD错误。故选:A。关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是( ) (10分)A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位C.1N=1kg m s-2D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位【正确答案】 C 【答案解析】A、在国际单位制中,长度、质量、时间三个物理量被选作力学的基本物理量,故A错误;B、在国际单位制中,力的单位牛顿不是国际单位制中的一个基本单位,故B错误;C、根据牛顿第二定律F=ma可知,1N=1kg m s-2.故C正确;D、“摄氏度”不是国际单位制的单位,故D错误.故选:C国际单位制中选定了七个基本物理量,下列能测量国际制单位为kg的基本物理量的仪器是( ) (10分)A.B.C.D.【正确答案】 D 【答案解析】A、是弹簧测力计,测得的力的单位是N,是导出单位,故A错误;B、图中是打点计时器,测得的是时单位是s,故B错误;C、是刻度尺,测得的长度单位m,是国际单位制的基本单位之一,故C错误;D、是天平,测量质量的仪器,单位是kg,故D正确;故选:D。物理公式在确定物理量数量关系的同时,也确定了物理量间的单位关系。下面给出的关系式中,l是长度,v是速度,m是质量,这些量都用国际单位制中的单位,请判断的单位和物理量名称分别是( ) (10分)A.N 力B.m/s2 加速度C.m/s 速度D.kg 质量【正确答案】 A 【答案解析】将质量、速度、长度的国际单位代入,得单位为,可见单位是N,对应的物理量是力,A项正确。二、计算题(组)(共2小题,共40分)如图所示,一个质量m=1kg的物块,在F=5N的拉力作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,拉力方向与水平方向成=.假设物块与水平面之间的滑动摩擦因数=0.5,取重力加速度g=10m/s2.sin=0.6,cos=0.8。(20分)(1) 做出物块的受力分析图;(5分)【正确答案】 解:物块受到重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,物块的受力示意图如图:答:受力分析图见解析;【答案解析】对物块受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,再画出物块的受力示意图;(2) 求物块运动的加速度大小;(10分)【正确答案】 解:物块竖直方向受力平衡,则有:Fsin37°+FN=mg,对水平方向,根据牛顿第二定律,有:Fcos37°﹣f=ma,其中:f=μFN,代入数据解得:;答:物块运动的加速度大小为0.5m/s2;【答案解析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度的大小;(3) 求从静止开始物块移动4s内的位移大小;(5分)【正确答案】 解:根据匀变速直线运动规律可得:x=at2代入数据得:x=4m。答:从静止开始物块移动4s内的位移大小为4m。【答案解析】物体做匀加速直线运动,由位移时间关系可以求得物体的位移的大小。如图所示,在倾角的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F=10.0N,方向平行斜面向上.经时间t=4.0s绳子突然断了,(,,g=10m/s2)求:(20分)(1) 绳断时物体的速度大小;(10分)【正确答案】 解:物体向上运动过程中,受重力mg,摩擦力Ff,拉力F,设加速度为a1,则有F-mgsinθ-Ff=ma1FN=mgcosθ又Ff=μFN得到,F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1代入解得,a1=2.0m/s2所以,t=4.0s时物体速度v1=a1t=8.0m/s【答案解析】分析绳子断前物体的受力情况,根据牛顿第二定律求出加速度,由速度公式求解绳断时物体的速度大小.(2) 从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(10分)【正确答案】 解:绳断后,物体距斜面底端.断绳后,设加速度为a2,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma2解得:a2=g(sinθ+μcosθ)=8.0m/s2物体做减速运动时间减速运动位移此后物体沿斜面匀加速下滑,设加速度为a3,则有mgsinθ-μmgcosθ=ma3解得:a3=g(sinθ-μcosθ)=4.0m/s2设下滑时间为t3,则:解得,∴t总=t2+t3=4.2s【答案解析】绳断后,物体先沿斜面向上做匀减速运动,后沿斜面向下做匀加速运动,由牛顿第二定律求出向上减速过程的加速度,由运动学公式求出时间和位移.下滑过程的位移大小等于上滑过程总位移大小,由牛顿定律和位移公式结合求解下滑的时间. 试卷第4页,总4页第3页 第4页绝密★启用前4.4 力学单位制巩固练习卷一、单选题(共6小题,共60分)下列均属于国际制基本单位的是( ) (10分)A.m、N、JB.m、kg、JC.m、kg、sD.kg、m/s、N下列关于能量的单位(焦耳)与基本单位千克、米、秒之间关系正确的是( ) (10分)A.1J=1kg m s-1 B.1J=1kg m s-2 C.1J=1kg m2 s-1 D.1J=1kg m2 s-2初中物理课中我们学习过一个重要的物理量“压强”,它的单位是“帕斯卡”,符号“Pa”,以下用国际单位制中基本单位表达“帕斯卡”正确的是( ) (10分)A.kg/(s2·m)B.kg/(s2·m )C.kg·m /s2D.kg·m/s2关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是( ) (10分)A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位C.1N=1kg m s-2D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制的单位国际单位制中选定了七个基本物理量,下列能测量国际制单位为kg的基本物理量的仪器是( ) (10分)A.B.C.D.物理公式在确定物理量数量关系的同时,也确定了物理量间的单位关系。下面给出的关系式中,l是长度,v是速度,m是质量,这些量都用国际单位制中的单位,请判断的单位和物理量名称分别是( ) (10分)A.N 力B.m/s2 加速度C.m/s 速度D.kg 质量二、计算题(组)(共2小题,共40分)如图所示,一个质量m=1kg的物块,在F=5N的拉力作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,拉力方向与水平方向成=.假设物块与水平面之间的滑动摩擦因数=0.5,取重力加速度g=10m/s2.sin=0.6,cos=0.8。(20分)(1) 做出物块的受力分析图;(5分)(2) 求物块运动的加速度大小;(10分)(3) 求从静止开始物块移动4s内的位移大小;(5分)如图所示,在倾角的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F=10.0N,方向平行斜面向上.经时间t=4.0s绳子突然断了,(,,g=10m/s2)求:(20分)(1) 绳断时物体的速度大小;(10分)(2) 从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(10分) 试卷第4页,总4页第3页 第4页第四章 运动和力的关系4 力学单位制教材分析本节以为什么同一物理量可能采用不同单位来计量的问题引发学生对单位制的思考,接着结合学生熟悉的速度和加速度的定义介绍基本量、基本单位、导出单位、单位制等概念,然后通过介绍国际单位制、帮助学生形成对单位制系统、全面的认识,最后通过例题来示范对单位的规范准确使用。学情分析力学单位制对于帮助学生认识不同单位之间的关系、准确使用和表示单位有着重要作用。学生在初中阶段对物理单位更多的是感性认识,比如对牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定,学生并不容易理解。在本节,通过力学单位制的学习,帮助学生体会物理量单位的命名和使用规则,体会到进行单位规定的合理性和方便性。学生经历初中的学习,在使用单位进行运算和表达形成了习惯,在经过本节的学习后将要使用更加便捷的表达方式,需要教师进行引导。三、教学目标与核心素养课标定位:1.知道基本量、基本单位、导出量和导出单位的定义,知道力学中的三个基本单位。2.知道国际单位制中的七个基本物理量和相应的基本单位,掌握单位制的应用。素养目标:1.理解基本量、基本单位、导出量和导出单位四个物理概念,并形成物理观念。2.知道国际单位中的力学单位,掌握用单位制来研究物理问题的科学方法。四、教学重难点重点:基本单位和导出单位。难点:掌握用单位制来研究物理问题的科学方法。五、教学过程【新课引入】问题引入计量一头大象的质量时常用吨(t)做 单位,但在计量人的质量时却用千克(kg) 做单位。自由落体加速度g 的单位是米每 二次方秒(m/s2 ),在初中学习时,g 的单 位曾用牛顿每千克(N/kg)。这些单位的 使用有什么规则吗?引发学生对单位的思考,引领学生带着思考阅读教材、学习。教师介绍故事:1998年2月,美国宇航局发射了一枚探测火星气象的卫星,预定于1999年9月23日抵达火星。然而研究人员惊讶地发现,卫星没有进入预定的轨道,却陷入了火星大气层,很快就烟消云散了。美国宇航局的官员经过紧急调查,发现问题居然出在有些资料的计量单位没有把英制转换成国际单位制。造成的损失有多大呢 单单卫星的造价就高达1.25亿美元。如果有统一的度量衡计量单位制,这样的损失本是可以避免的。教师提出问题:单位的不统一会造成什么样的困难 学生讨论交流。教师总结:单位的统一有利于不同国家和地区之间进行文化交流和经贸往来,可以促进科学文化尽快地发展,使全球人类能够共享文明进步的成果。姚明的身高某运动员的最快速度可以达到10m/s,某人骑助力车的速度为35km/h。比较运动的快?中华民族的骄傲——秦始皇统一度量衡通过学习过程中遇到的疑惑、历史事实、体育明星的升高、定量比较、民族的骄傲等具有真实、可靠、生动、有趣的实例,吸引学生的注意力,有效引导学生认识到单位制的重要性和单位统一的必要性。导入新课。【新课讲授】(一)基本单位和国际单位制的建立教师:引导学生回忆一下学习过的物理量及其单位。并提出问题:这些单位之间是互相独立的,还是彼此之间存在着某些关联 学生在寻找关系和排序的过程中会发现,有一部分物理量及单位是相互独立的,例如时间(s)、长度(m)、质量(kg)。其他几个单位可以通过前面几个相互独立的单位由公式推导得到,例如体积(㎡)、密度(kg/m)、速度(m/s)、加速度(m/s2)、力(N)、功(J)、功率(W)。教师指导学生阅读教材,教师和学生一起建立基本量、基本单位、导出单位的概念,自然地建立了单位制的概念。提出问题:同一个物理量可以有不同的单位,比如长度单位,你知道的长度单位有哪些 学生:长度的单位包括尺、寸、英尺、英寸、厘米、分米、公里、英里等。教师:从学生的生活出发,通过寻找同一个物理量的不同单位,引导学生举例说明生活中还有什么常用的单位,或同一个物理量还存在的其他单位,以此引发学生的发散思维,让学生感受到单位是人为定义的。在讨论和交流中引导学生发现有制定标准的需要,即为什么要统一单位,由此自然地引出“国际单位制”。最后提出问题:如何统一单位 国际单位制中有哪些基本单位呢 国际单位制是怎么建立的 教师:指导学生阅读教科书,感受到统一单位制的意义。学生:学习小组为单位收集信息,探究国际单位制的沿革历史。通过自主搜索后发现,知识结构的建立并非一朝一夕就完成的,而是随着人们认识的发展和生活的需要慢慢建构的。总结:1.单位制:国际单位制的基本量及基本单位: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发光强度 I,(IV) 坎[德拉] cd物质的量 n,(v) 摩[尔] mol3.几个概念的关系:例题分析例1 :一个静止在光滑水平面上的物体,质量是7kg,在14N的恒力作用下,5s末的速度是多大? 5s内通过的路程是多大?学会在计算过程中规范使用单位,并进行规范简洁的表达。例2:如果地球自转速度加快以使赤道上的物体能克服地球引力而脱离地面飘浮起来,这时地球自转的最大周期T= (地球半径为R,地面重力加速度为g)。有位同学推出的结果是:,结果对吗?单位对,结果不一定对,但对结果可以“放心”一点单位不对,结果则肯定不对。在例题教学后,组织学生讨论教科书中“思考与讨论”栏目的问题,让学生体会国际单位制在解决问题中的作用,比如用量纲来检验一个表达式是否正确。【课堂小结】【课后作业】教材100页“练习与应用”板书设计1.力学中的基本量有长度、质量和时间,它们的单位分别是米、千克和秒。2.加速度、速度、密度、压强、功、功率等物理量的单位都是导出单位。教学反思只有理解了什么是基本单位,基本单位有哪些,什么是导出单位,导出单位与基本单位是什么关系,学生才能对所学的单位形成全面、清晰的认识,才能准确使用和规范表达单位。教师可以通过问题引导学生阅读课文,进行分享、交流和总结,培养学生的交流、分享和表达能力。国际单位制的使用和建立,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。教师应该要求学生注意学习、逐步习惯,在记录、表达和计算中规范使用。通过例题的学习,学生应该体会到在计算过程中如果各已知量都采用国际单位制,那么计算结果也必然是国际单位制,因此可以提出在以后的物理运算过程中单位的规范使用方法。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 4.4 力学单位制.pptx 4.4 力学单位制巩固练习学生用卷.docx 4.4 力学单位制巩固练习教师用卷.docx 4.4 力学单位制教学设计.docx