物理单位

2024-10-16

物理单位(精选4篇)

物理单位 篇1

物理单位作为物理量的组成部分, 有着举足轻重的作用。任何一个物理数据只有数字而无相匹配的物理量单位, 则该数字就仅仅是一串阿拉伯数字的组合, 没有一点物理意义存在, 就更谈不上是有效的物理数据了。

一、几个相关概念的说明

1. 物理量:

量度物质的属性和描述其运动状态时所用的各种量值。如:量度物质惯性的物理量是质量, 描述物体运动快慢的物理量是速度等。

2. 物理单位:

分为基本单位、导出单位和辅助单位三种。

描述基本物理量的计量单位叫基本单位。如:质量的基本单位是“千克”、长度的基本单位是“米”、时间的基本单位是“秒”、电流强度的基本单位是“安培”、温度的基本单位是“开尔文”、物质的量的基本单位是“摩尔”、发光强度的基本单位是“坎德拉”。 (注:采用的是国际单位制)

导出单位是由基本单位组合而成。如速度的单位“米/秒”就是一个导出单位。

在导出单位中, 有些单位具有专门名称。如:频率的单位——赫兹 (Hz) , 力的单位——牛顿 (N) , 压强的单位——帕斯卡 (Pa) , 能量、功、热量的单位———焦耳 (J) , 功率的单位———瓦特 (W) , 电量、电荷的单位——库仑 (C) , 电势、电势差、电压、电动势的单位———伏特 (V) , 电容的单位——法拉 (F) , 电阻的单位——欧姆 (Ω) , 电导的单位——西门子 (S) 等等。

还有一些导出单位是很特殊的, 它们是两个相同单位的比值, 故可用数值1表示, 例如折射率, 相对介电常数, 相对磁导率等。

此外, 还有些导出单位不能由基本单位和导出单位用简单的乘除运算导出, 要由SI单位经过复杂的运算得出。如声能级、电平的单位———贝、分贝 (b、db) 就是由对数表示的。

国际单位制的辅助单位目前只有两个, 弧度和球面度 (纯系几何单位) 。当然, 辅助单位也可以再构成导出单位。

3. 单位制:

基本单位和导出单位的总和叫做单位制。基本量及其单位可以有不同的选择方法, 它们的选择不同, 形成的单位制就不同。目前, 国际上通用的单位制叫做国际单位制, 也叫SI制。

二、物理单位对于物理数据的重要性

物理学是一门自然科学类学科, 其研究方法主要是观察和实验。既然要实验, 就一定应有准确和精确的实验测量数据, 而这些数据包括实验测得的数字和所测物理量的单位, 准确而精确的数字加上对应的物理量单位, 才能十分有效且明了地表示所测的物理量多少和物理属性。如:测一个墨水瓶的质量, 某同学用天平测得结果是:101.50。从这个同学测得结果可以看出, 他忘了填写质量的单位, 那么这个测量结果就仅表示一个数字, 不能表示该数字所能代表的物理意义。如若我们为这位同学在测量结果后填写上单位“克”, 则“101.50克”这个测量结果便是一个十分有效的物理数据了, 它表示所测墨水瓶的质量是101.50克。该数据不但说明了物体的多少, 从单位也可知晓“多少”所指的是物体质量的多少, 还可以从数字和单位得出测量该物理量的测量工具的精确程度 (最小刻度值) 及数字的准确值和估计值。

我们不难发现, 有了物理单位的数据才有生命力, 才能较完整地表示某物体的多少和属性。只有数字而无单位的结果是没有活力的, 只有单位而无数字相辅, 物理单位也会显得苍白无力。

三、物理单位的填写应恰当、合理

物理单位能有效表示某事物的属性。由于物理学科里的物理量有许多, 不同物理量所对应的单位也就有许多, 物理量所表示的物理意义不同, 来修饰它的物理单位意义也就不同。

如何准确地运用单位来修饰物理量是相当重要的, 笔者认为应从以下几个途径入手:

1. 在理解的基础上, 记忆不同物理量的单位有哪些;反过来, 也要记住不同物理单位所能表示的物理量及意义。

2. 了解数据所要表示的物理量是什么, 从而确定修饰该数据的物理单位。如测物体的质量, 则可选择的单位有:千克、克、毫克、吨, 而不是米、小时、牛顿或其他非质量单位。

3. 知道数据所描述对象的物理性质, 如物体的大小、多少或形状等, 从而确定所选单位的级别。

如前面的墨水瓶, 测其质量得到的数字是101.50, 还要确定应填写的质量单位, 但质量单位有好几个, 到底该选哪一个单位才合适呢?这就需要了解墨水瓶的质量级别, 选择“克”这个单位来修饰测量数字101.50比较合适, 能客观地、较准确地反映出墨水瓶质量。如果我们选了“千克”“毫克”或“吨”, 所得到的物理数据就会让人笑话, 因为这么巨大或微小的墨水瓶是不合常理的。

4. 选择好正确合理的单位后, 还得检验所得数据是否符合生活实际。

如:用天平测出一堆大头针的个数。其方法如下:

(1) 先用天平测出这堆大头针的总质量M=22.30克;

(2) 再用天平测出若干个 (选20个) 大头针的总质量m=2.01克;

(3) 计算这堆大头针的个数:N=M/m×20个≈11.09×20个=221.80个。

从上面整个实验过程可以看出:实验思路设计正确, 步骤合理, 计算结果也正确。但大家仔细想想, 大头针的个数怎么会有0.9个?显然, 这个通过实验精确计算出的数据也有它的不切合现实性。所以, 实验数据都应该与生活实际相比较, 看是否符合现实情况, 而不能只局限于理论的推导和计算。

可见, 一个完整而有效的物理数据应是精确的数字与合理的物理单位完美的有机结合体, 同时也应是生活实际的具体体现者, 二者谁离开了谁都将失去所要表达的意义。

物理单位 篇2

教学目标:

一、知识目标:

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。

二、能力目标:

培养学生在计算中采用国际单位,从而使运算过程的书写简化;

三、德育目标:

使学生理解建立单位制的重要性,了解单位制的基本思想。

教学重点:

1、什么是基本单位,什么是导出单位;

2、力学中的三个基本单位。

教学难点:

统一单位后,计算过程的正确书写。

教学方法:

讲练法,归纳法

教学用具:

投影仪、投影片

教学步骤:

一、导入新课

前边我们已经学过许多物理量,它们的公式各不相同,并且我们知道,有的是通过有关的公式找到它们之间的联系的:那么各个物理量的单位之间有什么区别?它们又是如何构成单位制的呢?本节课我们就来共同学习这个问题。

二、新课教学:

(一)用投影片出示本节课的学习目标:

1、知道什么是单位制,知道力学中的三个基本单位;

2、认识单位制在物理计算中的作用。

(二)学习目标完成过程:

1、基本单位和导出单位:

(1)举例:

a:对于公式 ,如果位移s的单位用米,时间t的单位用秒;我们既可用公式得到v、s、t之间的数量关系,又能够确定它们单位之间的关系,即可得到速度的单位是米每秒。

b:用公式F=ma时,当质量用千克做单位,加速度用米每二次方秒做单位,求出的力的单位就是千克米每二次方秒,也就是牛,并且我们也能得到力、质量、加速度之间的数量关系。

(2)总结推广:

物理公式在确定物理量的数量的同时,也确定了物理量的单位关系。

(3)基本单位和导出单位:

a:在物理学中,我们选定几个物理量的单位作为基本单位;

b:据物理公式中这个物理量和其他物理量之间的关系,推导出其他物理量的单位,叫导出单位;

c:举例说明:

1)我们选定位移的单位米,时间的单位秒,就可以利用 推导得到速度的单位米每秒。

2)再结合公式 ,就可以推导出加速度的单位:米每二次方秒。

3)如果再选定质量的单位千克,利用公式F=ma就可以推导出力的单位是牛。

(4)基本单位和到单位一起构成了单位制。

(5)学生阅读课文,归纳得到力学中的三个基本单位。

a:长度的单位——米;

b:时间的单位——秒;

c:质量的单位——千克。

(6)巩固训练:

现有下列物理量或单位,按下面的要求填空:A:质量;B:N;C:m/s2 D:密度;E:m/s;F:kg;G:cm;H:s;I:长度;J:时间。

1)属于物理量的是 。

2)在国际单位制中作为基本单位的物理量有 ;

3)在国际单位制中属于基本单位的有 ,属于导出单位的有 。

2、例题教学:

(1)用投影片出示例题:

一个原来静止的物体,质量是7千克,在14牛的恒力作用下:

a:5秒末的速度是多大?

b:5秒内通过的路程是多大?

(2)分析:

本题中,物体的受力情况是已知的,需要明确物体的运动情况,物体的初速度v0=0,在恒力的作用下产生恒定的加速度,所以它作初速度为零的匀加速直线运动,已知物体的质量m和所受的力F,据牛顿第二定律F=ma求出加速度a,即可用运动学共识求解得到最终结果。

(3)学生在胶片上书写解题过程,选取有代表性的过程进行评析:

已知:m=7kg,F=14N,t=5s

求:vt和S

解:

vt=at=2m/s2×5s=10m/s

s= at2= ×2m/s2×25s2=25m

(4)评析:刚才这位同学在解答过程中,题中各已知量的单位都是用国际单位表示的,计算的.结果也是用国际单位表示的,做的很好。

引申:既然如此,我们在统一各已知量的单位后,就不必一一写出各物理的单位,只在数字后面写出正确单位就可以了。

(5)用投影片出示简化后的解题过程:

(6)巩固训练:

质量m=200g的物体,测得它的加速度为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 20=400N; B:F=0.2 0.2=0.04N:

C:F=0.2 0.2=0.04; D:F=0.2kg 0.2m/s2 =0.04N

三、小结

通过本节课的学习,我们知道了什么是导出单位,什么是基本单位,什么是单位制,以及统一单位后,解题过程的正确书写方法。

四、作业:

物理单位 篇3

1静态电磁场

由此可见在这些介质中, 电场是会变弱的。

2时变电磁场

瓦特和 (伏特*安培) 是相同的量纲。而在低频电路中, 电阻的功率就是电压和电流的乘积。这也印证了电磁波是能量传播的一种方式, 即电磁波本身就是能量的一种形式。

在低频电路中, 电容和电感的阻抗就直接与它们的数值和频率有关。而通过以上对物理量单位的分析, 也可以得出相同的结论。

3对比总结

通过以上对物理量单位的分析, 可以作出如表2的对比。

4结束语

电磁波工程中的众多物理量与低频电路中常见的物理量有着一一对应的关系。唯物辩证法认为世界是物质、联系、运动的。静态电磁场、时变电磁场同低频电路之间的对应关系就印证了唯物辩证法的这个观点。

参考文献

[1]毛钧杰, 刘荧, 朱建清.电磁场与微波工程基础[M].北京:电子工业出版社, 2004:105-106.

物质的量的单位摩尔的物理说课稿 篇4

1. 课程标准: 认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。

从课程标准中我们可以看到物质的量对于学生的两方面的意义:其一,物质的量是化学计量中的核心量,是连接微观量 —— 粒子数目与宏观量 —— 质量、体积的桥梁;其二,对于刚刚进入高中的学生来说,物质的量也是学习化学的过程中,学科思维从定性转向定量的桥梁。

2. 教学目标:

(1) 知识与技能

理解物质的量及其相关量的概念及关系

(2) 过程与方法

通过理解与练习,初步学会物质的量及其相关量的简单计算,尝试从定量角度认识物质,初步培养归纳、演绎的能力。

(3) 情感态度与价值观

通过定量研究,培养严谨的治学态度

3. 教材的重,难点:

重点 : 理解物质的量及其相关量的概念及关系

难点 : 通过理解与练习,初步学会物质的量及其相关量的简单计算,尝试从定量角度认识物质,初步培养归纳、演绎的能力。

二,学情分析

本节课是学生升入高中以后第一节定量化学课。学生曾经在初中的化学方程式的学习中接触过简单的定量思维。学生了解化学方程式的两种定量含义:微观的粒子数目关系、宏观的质量关系。在电解水的反应中,还接触过宏观的气体体积之间的定量关系。但对宏微观之间的联系并没有认知。学生虽然已经学习过简单的定量描述,但缺乏严谨的定量思维,尽管学生在初中物理课中已经学过物理量的基本研究方法,但本节中出现的大量物理量及符号还是会让学生感到压力山大。

通常的教学中,为了突出物质的量作为宏微观桥梁的作用,往往采用生活中的一些集团计量的例子,如何能测量出一个大头针的质量?如何能测量出一页纸的厚度?进而如何能测量出一个水分子的质量?然而概念已经很抽象难懂,要学生试图使用一些不熟悉的概念去建立桥梁,是否有些操之过急?可否把难点拆分,当学生吃透一个难点之后再切入下一个难点,逐步达到最终的目的呢?

为了尽可能减少学生对各种新概念的恐惧,我采取如下的教学方法。

三,教法学法

教学中采取淡化概念,强化理解的策略。将难点拆分,通过教师的问题驱动,逐步导引,使学生不由自主地进入教师设下的一个个连环的局。在顺畅连贯的思维环境中学生通过类比探究,归纳总结,学练结合的方法跟进。整个课堂让学生感到自然而然,顺理成章,循序渐进。

四,教学过程

整个教学过程通过逐步导引,让学生逐步认识 N,m,V , n , N A , M 的概念,并最终建立起桥梁

1, 引入化学计量涉及的物理量

我用如下方式引入新课。我喝了一口水,让学生思考有哪些物理量可以来定量描述我到底喝了多少水。学生很容易想到质量、体积,提示水的组成就可以想到粒子数目。

之后,举出反应 2H 2 O == 2H 2↑+ O 2 ↑ ,引导学生从方程式的两种定量读法中发现粒子数目与物质质量之间可能存在关系,引导学生回忆电解水中生成氢气学生可以发现粒子数目与物质体积之间可能存在关系。从而在学生的头脑中建立起一个概念:物质的粒子数目、质量、体积之间是可能存在关系的,引起学生的兴趣。

由于学生对 ” 物质的量 ” 没有概念,但是对质量 m 、体积 V 、粒子数目 N 都不陌生,而它们与物质的量 n 一样,都是用来描述物质多少的物理量,同时后三者也是在化学计量中要涉及到的物理量,并且都将要与物质的量进行关联。所以我在整个化学计量教学的最初就让学生意识到这三个物理量的存在价值以及他们之间必然存在的关系。

2, 引入 “ 物质的量 ” 的概念

告诉学生刚刚喝下去的水大约 30mL ,也就是大约 30g ,而其中的水分子数量约为 10 24 个,学生的注意力马上被吸引到这个庞大的数字上。通过简单的演算让学生意识到这是一个多么大的数字,学生自然感受到大的数字不方便使用,想办法化大为小。

如何化大为小,学生可能不能马上给出回答。此时第二个问题来抛砖引玉:如何在超市中快速数出 120 瓶饮料。有生活经验的学生就会想到,超市中的饮料很多都是 12 瓶放一箱(一打)。很容易发现可以用规定一个较大的常数的方法来完成化大为小。于是用类比的方法,在物质的量的概念给出之前就已经建立起了粒子数目与物质的量之间的联系。

及时抛出问题提醒学生 n 代表的不是物质微粒数目。但这个物理量却可以方便的表示出物质微粒的量的多少,取其中的关键字为之命名,就叫做物质的量。

学生在初中物理学习中有学习物理量的经验,一个物理量要有名称、意义、符号、单位、公式。通过之前的推演,除了单位还没有提到,其他的基本要素都已经在之前的探究中由学生自己得出了。至于单位,既然可以每 12 瓶饮料放 1 打,用一打一打的计量方法代替一瓶一瓶,那么对于微观粒子,不过就是每 N A 个粒子堆成一堆,用一堆一堆代替一个一个,那么物质的量的单位就是“堆”了, 翻译成拉丁文,就是 mole ,采取省略的方法,就剩下了 mol 。捎带提醒 mol 是国际单位制的基本单位。

3, 引入“阿伏加德罗常数”的概念

学生现在的关注点自然落在了 N A 上。通过对 比“打”的 概念,学生可以得到 N A 的意义,就是 1mol 任何物质中包含该物质粒子的数目。只需给出名称,它是国际上规定的一个常数,叫做阿伏加德罗常数。

同样,阿伏加德罗常数的基本要素也都已经得出,至于单位,学生可由公式自行计算得到。那么也就只有数值是未知的了。在介绍了阿伏加德罗常数的数值规定之后,学生感到意外,意外于这个数字的不整齐。学生会想到如果只是为了化大为小的话,没有必要这样规定一个不整的数字。此时教师提示,这可能意味着阿伏加德罗常数不只是为了化大为小,可能还有别的用途,为之后的摩尔质量埋下伏笔。

在接下来的课堂练习例 1 中,学生在练习已掌握的公式的同时,规范化学计算中使用的化学语言,对单位的使用包括单位的带入、单位的计算作出要求,即计算结果的单位应由所带入单位计算得到。

例 2 的给出本意是想让学生通过计算发现粒子的`物质的量之比就等于其粒子个数比,实际的教学中,已经有学生通过思考直接得出了这一结论,并利用这一结论进行计算,先计算 C 、H 的物质的量,再计算其各自的粒子个数,学生发现这样计算更简便。稍加提示,学生就可发现这一规律可以由公式导出,学生在此初步具备了演绎的能力。

紧接着,就可以将这一规律应用于方程式的定量读法。

4, 引入 “ 摩尔质量 ” 的概念

抛出一个问题:如何在实验室中取 1mol的 Fe 。学生马上发现问题:在实验室中定量取物质是按照质量或体积去称取或量取,而根据物质的量的定义,只能得出 1mol 铁 是 6.02×10 23个铁原子这个结论,学生马上想到,需要知道 1 个 铁 原子的质量。

于是我给出了 1 个 Fe 原子的质量,同时给出另外三种常见物质的粒子质量,让学生分组计算 1mol 这些物质的质量。让学生通过自己的计算发现的规律显然比直接被告知更能提起学生的兴趣。同时也能总结出结论: 1mol 任何物质的质量恰好等于其相对分子质量或相对原子质量,经过修正后得到最后的结论。

学生会发现,出现这样的巧合应该与阿伏加德罗常数的数值规定有直接的关系,其间的关系留给学生课下思考。

当学生发现了 1mol 物质的质量是可以通过简单计算得到的,联想阿伏加德罗常数的概念,自然而然就形成了摩尔质量的概念:单位物质的量的任何物质所具有的质量。而在摩尔质量的概念、符号、单位、公式乃至数值中,就只有符号还未定义,其他的都已经通过类比、推导而得出。

5, 建立桥梁

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