《力学单位制》教学设计
2019-09-10王永欣
王永欣
教材分析
这节课是在上一节《牛顿第二定律》中表达式F=kma在定义了单位N之后k取1的基础上,对力学单位的规定进行了深入详细的阐述。
教材由浅入深地从三方面展开讨论:首先指出单位制由基本单位和导出单位构成;其次,对国际单位制的规定进行了阐述;最后,将国际单位制的规定应用于实际并加以提升。
通过上述学习,不仅使学生获得了知识,也培养了学生的观察能力,动手能力,逻辑思维能力;同时在教学过程中弘扬了社会主义核心价值观,渗透了中国古代文化,增强学生的民族认同感、自豪感和爱国心。
学情分析
作为高一的学生,经过了初中三年的学习,学生具备了一定的对现象的观察与分析能力;他们在初中和高中已经知道了不少单位,但是象牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定,学生感觉有点茫然;他们的好奇心强,有较强的参与意识。
教学目标
知识与技能:
1.知道什么是单位制,什么是基本单位,什么是导出单位。
2.知道力学中的三个基本单位。
3.认识单位制在物理学中的重要作用。
过程与方法
1.通过学生亲身体验,使学生认识到单位制的重要性。
2.通过单位制的实际应用,培养学生分析解决实际问题的能力。
3.通过鼓励学生自己动手、勇于探索,可提高学生自信心并养成科学思维习惯。
情感态度与价值观
1.经历观察、实验、合作探究等学习活动,培养学生实事求是的科学态度和团队合作精神。
2.从单位制在实际中的应用,适时地渗透科技教育和科学方法教育,激发学生心灵深处热爱科技的情感。
3.适时地进行人文教育和爱国主义教育,弘扬社会主义核心价值观,渗透中国古代物理文化,增强学生的民族认同感、自豪感和爱国心。
教学重点
1.知道单位制的作用,即清楚物理公式和物理量的关系。
2.掌握国际单位制中的基本单位和导出单位。
教学难点
1.单位制的实际应用。
教学策略与设计说明
采用“主导——主体”的教学模式,引导学生进行自主探究,实时反馈、评价学生的设计方案。流程为:“情境导入——合作探究——交流评价——总结提升”
教学过程
【引入】【在学生中间陈述】同学们,下面我们做一个拔河游戏,与平时拔河不同的是——我们在绳子两端加两个弹簧秤来显示各自的拉力(展示弹簧秤但不展示刻度)。下面请两位同学——一位男生(小刻度)和一位女同学(大刻度)来展示一下自己的神力。注意:拉的时候慢慢拉(动作示意),因为猛一拉容易超量程。听我口令,预备——开始——停。请两位同学分别读出各自的力。
【设问】为什么两个读数有这么大的差距呢?
【陈述】对——制作弹簧秤时,刻度所选的单位不同。我们要想比较两位同学的拉力大小,需要把两个力统一到相同的单位制下,那么,什么是单位制呢?
【板书】一、单位制
【展示幻灯片】展示几个常用公式
【问题】这三个公式里的字母表示什么呢?
【陈述】每个物理量都有自己的单位, 公式确定了各物理量之间的关系,同时也确定了各物理量的单位之间的关系。如果我们选定几个物理量作为基本量,其它物理量就可以通过公式推导出来(板书)。基本量的单位叫基本单位(板书),导出量的单位叫导出单位(板书),基本单位和导出单位一起组成单位制(板书)。
【学生分组讨论】请同学们在上面几个公式范围内,选几个量作为基本量,其单位作为基本单位,构建自己小组的单位制。
【随机叫组展示成果】派代表到前面解说。
【陈述】大家选的基本量为……,我们看看国际上那些典型的单位制,看看这些单位制基本量的选择,(嚯)几乎都把长度、质量和时间选作基本量,为什么呢?简单的说这符合人的认知规律——研究问题从最容易接受的事情开始。
【中国传统单位制】中国传统单位制有几千年的历史了,特别能体现我国古代劳动人民的智慧,比如对质量的测量,古人没有选十进制,而是选择十六进制,即一斤等于十六量,为什么呢?对人的约束有法律约束、制度约束、道德约束、心理约束,古人在杆秤的制作中对缺斤少两的人用的就是心理约束。
【并存危害】多个单位制的并存,很容易引起交流障碍。(展示第一张图片)吵的原因两国单位制不同,其实两个人都是对的,好尴尬啊!(展示第二张图片)“尺”还是古代的“尺”,好无奈啊!(展示第三張图片)资料用的是英制,操作者用的是公制,导致探测器离火星太近,损失1.25亿美元,惨痛啊!统一单位制是世界各国的共同需要。
【板书】国际单位制(SI)
【基本单位】(先板书)开始基本单位只有三个——米、千克、秒,后来发现这三个单位并不能导出电学里的所有单位,经研究又加了一个安培,同样热学里加了开尔文和摩尔,光学里加了坎德拉。基本单位不是一下子选定的,而是随着研究深入慢慢选出来的,正如知识的学习,应一步一个脚印,逐步深化!(彩笔板书七个量)
【介绍原器】这些都是当初制定的标准,随着社会对精准度的不断提高,标准也有更精准的定义。同学们,我们的世界越来越精准,你准备好了吗?
【板书】SI导出单位
【学生分组讨论】初中还学过那些SI导出单位?
【板书】SI单位的倍数单位
【陈述】十进制,用词头表示。
【强调】我们在解题时第一步要把SI单位的倍数单位和非SI单位转化为SI单位。
应用1:简化书写
【幻灯片展示】光滑水平面上有一个静止的物体,质量是700g,在1.4N的水平恒力作用下开始运动(如图),2s末的速度是多大? 2s内通过的位移是多少?
【说明】这道题是课本例题改编而来的,这道题的目的不是为了展现物理思维,而是为了说明物理过程的规范化。
【简单说明思路】初速度为零,知道
时间求末速度还需要知道什么?
【展示规范解题过程】
应用2:系数单位
【阐述】如果所有量的单位都用SI单位表示,等号两边的单位是等价的。
【和学生一起分析两个公式】
【万有引力公式】这个公式揭开了宇宙的奥秘,也帮助我们逐步实现航天梦。先问:G是什么?(学生可能有的说是重力,肯定有人反驳),介绍除了G之外的量代表什么,那么G的单位是什么呢?
【学生分组讨论万有引力公式】
应用3:探究公式
【探究】探究钩码完整往复运动一次的时间——周期(T)的影响因素。
【实验猜想】猜想可能和哪些量有关?(学生回答)(振动幅度、质量、弹簧的量——劲度系数……)
【展示幻灯片】会不会是 ?(学生很快说不是)那么应该是?(学生回答 )
【实验检验】理论和精确实验证明,我们的结论真的是正确的。
单位制思想的升华
【陈述】同学们,统一单位制体现了一种思想——求同的思想,一个国家单位制的求小同,多个国家单位的统一是求大同。同学们,我们的世界需要求同,这是一种格局观。人与人之间是求小同,国与国之间是求大同,为了世界的和平与发展则是最高境界的大同。
【朗诵诗】
单位制度意非轻, 求同思想在其中。 秦皇统一度量衡, 一带一路求大同。
板书设计