力學(xué)單位制教學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1. 知道什么是單位制，知道基本單位和導(dǎo)出單位的含義及力學(xué)中三個(gè)基本單位。
2. 認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用。
3. 知道在物理計(jì)算中必須采用同一單位制的單位，掌握用國(guó)際單位制的單位解題。
一、單位制
1．基本物理量：反映物理學(xué)基本問(wèn)題的物理量。如力學(xué)中有三個(gè)基本物理量——質(zhì)量、時(shí)間和長(zhǎng)度。因?yàn)槭澜缡怯蛇\(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)組成的，物理學(xué)的研究對(duì)象是物質(zhì)的帶有普遍性的運(yùn)動(dòng)，首先應(yīng)考察物質(zhì)的多少和運(yùn)動(dòng)的最簡(jiǎn)單的形式(物質(zhì)的空間位置隨時(shí)間的變化)，抓住質(zhì)量(物質(zhì)的多少)、時(shí)間和長(zhǎng)度(空間改變的量度)這三個(gè)物理量，就抓住了力學(xué)的基本問(wèn)題，才可進(jìn)一步討論其他力學(xué)問(wèn)題。
2．基本單位：所選定的基本物理量的(所有)單位都叫做基本單位，如在力學(xué)中，選定長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間這三個(gè)基本物理量的單位作為基本單位：
長(zhǎng)度一一cm、m、km等；
質(zhì)量一g、kg等；
時(shí)間——s、min、h等。
3．導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式和基本單位，推導(dǎo)出其它物理量的單位叫導(dǎo)出單位。
物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的單位關(guān)系，如位移用m作單位，時(shí)間用s作單位，由速度公式v=s/t推導(dǎo)出來(lái)的速度的單位就是m／s。若位移用km作單位，時(shí)間用h作單位，由速度公式v=s/t推導(dǎo)出來(lái)的速度的單位就是km／h。
4．單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。
由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。選定基本物理量的不同單位作為基本單位，可以組成不同的單位制，如歷史上力學(xué)中出現(xiàn)了厘米?克?秒制和米?千克?秒制兩種不同的單位制，工程技術(shù)領(lǐng)域還有英尺?秒?磅制等。
二、力學(xué)中的國(guó)際單位制
1．由于基本物理量的選取和基本單位的規(guī)定都帶有一定程度的任意性，中外歷史上曾出現(xiàn)過(guò)許多單位制(如我國(guó)在單位中出現(xiàn)的斤、兩、尺、寸等)，這就阻礙了國(guó)際及社會(huì)交往。為了建立一種簡(jiǎn)單、科學(xué)、實(shí)用的計(jì)量單位制，國(guó)際米制公約各成員國(guó)(我國(guó)1997年加入)于1960年通過(guò)采用一種以米制為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的國(guó)際單位制(國(guó)際代號(hào)為SI)。現(xiàn)有82個(gè)國(guó)家與地區(qū)采用，國(guó)際上許多經(jīng)濟(jì)組織和科學(xué)技術(shù)組織都宣布采用．國(guó)際單位制的推行，對(duì)世界計(jì)量科學(xué)的'進(jìn)步、世界科學(xué)技術(shù)的交流和發(fā)展起了非常重大的作用；隨著經(jīng)濟(jì)全球化，越來(lái)越顯示出其重要意義。我們要掌握好國(guó)際單位制。
2．力學(xué)中的國(guó)際單位制
①基本單位
長(zhǎng)度的單位：m(米)，
質(zhì)量的單位：kg(千克)，
時(shí)間的單位：s(秒)．
②導(dǎo)出單位
速度的單位：m／s(米／秒)，
加速度的單位：m／s2(米／秒2，讀作“米每二次方秒”)，
力的單位：N(kg?m／s2，牛頓)等等。
③注意：
A．物理學(xué)中國(guó)際單位制的基本單位共有七個(gè)：已學(xué)過(guò)的有米(m)、千克(kg)、秒(s)；今后將陸續(xù)學(xué)到安培(A)、開(kāi)(K)、摩爾(mo1)、坎(cd)。
B．注意書(shū)寫(xiě)方式的規(guī)范化：凡表示物理量的符號(hào)一律用斜體(如位移、路程符號(hào)用s)，凡表示單位的符號(hào)一律用正體(如時(shí)間的單位s)。另外注意符號(hào)有大寫(xiě)、小寫(xiě)之分等。
【說(shuō)明】
(1)力學(xué)中還有采用厘米(長(zhǎng)度單位)、克(質(zhì)量單位)、秒(時(shí)間單位)作為基本單位組成了一種單位制—厘米?克?秒制。
(2)在物理計(jì)算中所有各量都應(yīng)化為同一單位制中。在中學(xué)物理計(jì)算中一般采用國(guó)際單位制。
三、單位制在物理計(jì)算中的作用
1．可對(duì)計(jì)算結(jié)果的正、誤進(jìn)行檢驗(yàn)。如用力學(xué)國(guó)際單位制計(jì)算時(shí)，只有所求物理量的計(jì)算結(jié)果的單位和該物理量在力學(xué)國(guó)際單位制中的單位完全一致時(shí)，該運(yùn)算過(guò)程才可能是正確的。若所求物理量的單位不對(duì)，則結(jié)果一定錯(cuò)。
2．用同一單位制進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以不必一一寫(xiě)出各個(gè)已知量的單位(但各已知量的數(shù)字必須是用同一單位制中單位換算出來(lái)的數(shù)字，如題給條件是v=54km／h，用力學(xué)國(guó)際單位制時(shí)一定要換算成v=15m／s，數(shù)字是“15”，而非“54”)，只在計(jì)算結(jié)果的數(shù)字后面寫(xiě)出所求物理量在該單位制下的單位即可，這樣可以簡(jiǎn)化計(jì)算。
3．注意：高中學(xué)習(xí)階段，要求計(jì)算時(shí)一律用力學(xué)國(guó)際單位制，故一定要掌握好力學(xué)國(guó)際單位制中物理量的單位(名稱(chēng)和符號(hào))。
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