高中物理 4.7 力學單位 4課件 粵教必修1

1、2021/8/11 星期三1學案7 力學單位2021/8/11 星期三2 一次因單位失誤而導致的事故 美國國家航空航天局（）在20世紀末曾發(fā)射過一個火星探測器，但由于它飛得離火星太近，結果因溫度過高而起火，并脫離軌道墜入火星大氣層。航空航天局調查事故原因時發(fā)現(xiàn)：原來探測器制造商洛克希德馬丁公司計算加速度時的力使用了英制單位，而噴氣推動實驗室的工程師理所當然地認為他們提供的數(shù)據(jù)是國際制單位算出來的，并把這些數(shù)據(jù)直接輸入電腦。就是因為在單位制上的失誤，結果犯了一個“極端愚蠢的錯誤”，價值1.25億美元的火星探測器毀于一旦。2021/8/11 星期三3學點1 單位制 (1)基本單位：單位是為了測量、

2、比較物理量的大小而建立的，每個物理量都有單位，但是不同物理量單位的來歷不一樣，因為物理公式在確定物理量的數(shù)量關系的同時，也確定了物理量的單位關系，如位移用米（m）作單位，時間用秒（s）作單位.由v=st求出的速度單位就是米秒（m/s）.所以，我們可以選定幾個物理量的單位作為基本單位，其他物理量的單位就可利用物理公式中其他物理量和這幾個物理量之間的關系推導出來.我們選定的幾個物理量的單位就叫基本單位.其他物理量的單位均可通過物理公式用基本單位表示出來. (2)導出單位：利用物理公式推導出來的其他物理量的單位就叫做導出單位，如速度的單位“m/s”，加速度的單位“m/s2”等都是導出單位. (3)單

3、位制是由基本單位和導出單位所組成的一系列完整的單位體制.其中基本單位是可以任意選定的，導出單位則是由定義方程式與比例系數(shù)確定的.基本單位選取的不同，組成的單位制也就不同. 學法指導：單位制的形成是人們在長期交流、交易的過程中，為了交易的方便而形成的，國際單位制的制定和使用，促進了各國間的經(jīng)濟、文化、科技的交流與合作.2021/8/11 星期三4學點2 國際單位制中的力學單位 (1)在物理學中有七個基本的物理量，它們是長度、質量、時間、電流強度、熱力學溫度、物質的量、發(fā)光強度，它們的單位分別是米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（）、摩爾（mol）、開爾文（K）、坎德拉（d），它們是國際單位中

4、的基本單位. (2)因為力學是研究物體運動變化過程中力與運動的關系的，因此，聯(lián)系物體自身性質的量（質量）和空間尺度的量（長度）以及時間，必然與物體受力后運動變化聯(lián)系得最密切、最普遍，所以這三個物理量也最基本.事實表明，用這三個量作基本單位，可以使力學中的單位數(shù)目最少. 在國際單位制中力學基本量長度、質量、時間對應的基本單位是：米（m）、千克（kg）、秒（s）. 2021/8/11 星期三5學點3 單位制在物理計算中的作用 在物理計算中，如果所有的已知量的單位都用國際單位制中的單位表示，只要公式應用正確，則計算結果物理量的單位也必是國際單位制中的單位.既然如此，在物理計算中，統(tǒng)一已知量的單位后，

5、代入數(shù)值計算時，就不必一一寫出各個量的單位，只在數(shù)字后面寫出正確的單位就可以了，如 ，m kg，則a=F/m=4/2 m/s2=2 m/s2.2021/8/11 星期三6【例】質量為 kg的物體原來靜止在水平面上，當受到水平拉力作 用后,開始沿直線做勻加速運動,設物體在時刻 t的位移為s,且 s=2t2，求： ()物體所受的合外力; ()第 s物體的瞬時速度; ()若第 s撤去力，物體再經(jīng)過 s停止運動，與平面間的動摩 擦因數(shù)為多少? 【答案】(1)40 N (2)16 m/s (3)0.16 【解析】由題意知關系式s=2t2反映的是初速度為零的勻加速直線運 動，而初速度為零的勻加速直線運動公

6、式為s=at2/2，比較系數(shù)可得加速 度，然后由牛頓第二定律，即可求出.由s=at2/2得a=4 m/s2.根據(jù)牛頓第 二定律得 (1)F=ma=104 N=40 N. (2)v=at=44 m/s=16 m/s. (3)撤去力后， s停止運動，所以有a= (0-v)/t=-16/10 m/s2 = -1.6 m/s2,所以mg=ma,=-a/g=-1.6/10=0.16.以 m/s的初速度豎直向上拋一小球，設小球運動中所受空氣阻力是重力的0.05倍，那么小球上升的最大高度為_m，落回到拋出點的速度為_m/s(取g=10 m/s2). 121202021/8/11 星期三7 一次，小明在做物理

7、作業(yè)時，推導出某物體運動時的位移s、初速度v0、加速度a和時間t之間有下面關系s=v0t2+at3/ 2，小明以為發(fā)現(xiàn)了一條新的運動規(guī)律，高興地拿去給老師看.老師一看，立即遺憾地告訴他，這個公式是錯誤的，不可能有滿足這個公式的運動.聰明的同學，你能很快看出該式的錯誤嗎？ 【點撥】因為單位和數(shù)值一樣參與運算，因此作為物理規(guī)律的方程，它兩邊的單位必須是相同的.不妨設初速度v0、加速度a、時間t分別是1 m/s、1 m/s2、1 s，代入s=v0t2+at3/2中，得s = 1 m/s1 s2/m/s s/ms.我們知道，位移的單位是米，可見上式中左右兩邊單位不相同，因此，可判斷公式s =v0t2+