人教版高一4.4力學單位制

4.4力學單位制主講人：劉杰一、基本量、基本單位和導出單位1．物理學的_______在確定了物理量之間的數(shù)量

關系的同時，也確定了物理量的_____間的關系．2．基本量：被選定的利用物理量之間的關系推導

出其他物理量的_____的________．基本單位：_____________的單位．3．導出單位：由基本量根據(jù)________推導出來的

其他物理量的單位．關系式單位單位物理量基本物理量關系式二、單位制和國際單位制1．單位制：_____單位和_____單位一起組成單

位制．2．國際單位制：國際通用的，包括一切_____

領域的單位制．3．國際單位制中的基本單位以下是國際單位制中的七個基本物理量和相應

的國際單位制中的基本單位．基本導出計量物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l___m質量m________時間t___s電流I_____A熱力學溫度T開(爾文)K發(fā)光強度I，(Iv)坎(德拉)cd物質的量n，(ν)摩(爾)mol米千克kg秒安培4.在力學范圍內(nèi)，國際單位制中的基本量

為：______、______、______．相應的基

本單位為：____、______、____.長度質量時間米千克秒一、為何要建立單位制1．單位制的意義(1)對一個物理量進行定量描述，僅僅用一個數(shù)是不夠的，一定要在數(shù)后帶有單位，同一個物理量，選用不同單位其數(shù)不同．(2)在利用物理公式進行運算時，為了在代入數(shù)據(jù)時不至于使表達式過于繁雜，我們要把各個量換算到同一單位制中，這樣計算時就不必一一寫出各量的單位，只要在所求結果后寫上對應的單位即可．進行物理量的計算時，習慣上把各量的單位統(tǒng)一到國際單位制．2．選取基本單位的原則基本單位的選擇應符合下列原則：(1)由最少的基本單位來構成最多的導出單位；(2)有很高的精確度，并有長期的穩(wěn)定性和重復性；(3)互相獨立．3．選“m、kg、s”為力學基本單位的原因基本物理量和基本單位選定的原則是：(1)這些物理量在力學中有最基本的地位．(2)用這些物理量的單位作基本單位，可使基本單位的數(shù)目最少，從而使導出單位更簡單．力學研究的是物體在運動變化過程中力與運動的關系，因此反映物體自身固有屬性的量——質量和反映空間尺度的量——長度以及時間，必然與物體受力后的運動變化聯(lián)系最密切、最普遍，所以這三個物理量也最基本．事實也表明選用這三個量作基本單位，可使力學的基本單位數(shù)目最少．現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求選擇填空．(填序號字母)A．密度B．米/秒C．牛頓D．加速度E．質量F．秒G．厘米H．長度I．時間J．千克(1)屬于物理量的是________．(2)在國際單位制中，作為基本單位的物理量有________．(3)在物理量的單位中不屬于國際單位的是________．(4)在國際單位制中屬于基本單位的是________，屬于導出單位的是________．解析：(1)題中所有各項中，屬于物理量的是：密度、加速度、質量、長度、時間，故此空填“A、D、E、H、I”．(2)在國際單位制中，作為基本單位的物理量有：質量、長度、時間．故此空填“E、H、I”．(3)題中所給的單位中，不屬于國際單位的是厘米，故此空填“G”．(4)在國際單位制中屬于基本單位的是秒和千克，屬于導出單位的是米/秒、牛頓．故應填“F、J”；“B、C”．答案：(1)A、D、E、H、I

(2)E、H、I

(3)G

(4)F、J

B、C二、單位制在物理計算中的應用1．根據(jù)單位制的基本單位和導出單位，可以利用公式推導出其他物理量的單位，并確定該公式的比例常數(shù)．如在國際單位制中，根據(jù)牛頓第二定律定義使質量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力為1N，即1N＝1kg·m/s2，這時F＝kma中，k＝1所以F＝ma.2．根據(jù)物理量的單位發(fā)現(xiàn)錯誤．在查閱資料或進行計算的過程中，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題，或所求結果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計算結果肯定是錯誤的．3．在物理計算中，如果問題中的已知量的單位都用同一單位制表示時，計算結果也一定是用同一單位制表示的．因此，用同一單位制進行計算時，可以不必一一寫出各個量的單位，只要在數(shù)字后面寫出正確的單位就可以了．

D三、單位制的作用和組合單位的讀法1．作用(1)單位制可以幫助我們記憶物理公式．(2)可對計算結果的正、誤進行檢驗．如用力學國際單位制計算時，只有所求物理量的計算結果的單位和該物理量在力學國際單位制中的單位完全一致時，該運算過程才可能是正確的．若所求物理量的單位不對，則結果一定錯．(3)用同一單位制進行計算時，可以不必一一寫出各個已知量的單位(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的數(shù)字，如題給條件是v＝54km/h，用力學國際單位制時一定要換算成v＝15m/s，數(shù)字是“15”，而非“54”)，只在計算結果的數(shù)字后面寫出所求物理量在該單位制下的單位即可，這樣可以簡化計算．2．讀法組合單位的中文名稱與其符號表示的順序一致，在只有名稱而不出現(xiàn)符號的場合，名稱的順序應該與有符號的情況下一致．如單位由相乘構成，無論是否使用乘的符號，名稱中無對應“乘”的詞；符號中的除(斜線和出現(xiàn)的負指數(shù))，名稱中對應的詞為“每”字，“每”字只出現(xiàn)一次而與分母中的單位多少無關．例如：力矩的SI單位名稱為“牛頓米”(其符號為N·m)；密度的SI單位名稱為“千克每立方米”(其符號為kg/m3)．答案：

B解析：“力”雖然是力學中的一個最基本的概念，但它的單位“牛頓”卻不是力學中的基本單位．力學中的基本單位是千克、米、秒，其他皆為導出單位．物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關系，同時也確定了物理量之間的單位關系．已知量采用國際單位，通過物理公式運算的結果的單位一定為國際單位，單位制在力學計算中的意義正在于此．答案：

BCD下列關于力學單位制的說法中正確的是(

)A．在有關力學的分析計算中，只能采用國際單位，不能采用其他單位B．力學單位制中，選成基本單位的物理量有長度、質量和速度C．力學單位制中，采用國際單位的基本單位有千克、米、秒D．單位制中的導出單位可用基本單位表示解析：計算中只要單位統(tǒng)一即可，不一定都采用國際單位；力學單位制中，選成基本單位的物理量為長度、時間和質量；在力學單位制中，采用國際單位的基本單位為kg、s、m；由基本單位導出的其他單位，可用基本單位來表示．答案：

CD答案：

2.5×103N與運動的方向相反(1)在利用物理公式進行計算時，為了在代入數(shù)據(jù)時不使表達式過于繁雜，我們要把各個量換算到同一單位制中，這樣計算時就不必一一寫出各量的單位，只要在所求結果后寫上對應的單位即可．(2)習慣上把各量的單位統(tǒng)一成國際單位，只要正確地應用公式，計算結果必定是用國際單位來表示的．一輛一級方程式賽車，質量為2t，發(fā)動機可給它提供4.2×104N的牽引力，運動中車受到阻力為車重的0.1倍，那么這輛賽車從靜止出發(fā)在3s內(nèi)，速度可提升多少？解析：賽車的質量m＝2t＝2000kg.設賽車的加速度為a，由牛頓第二定律得F－0.1mg＝ma，代入數(shù)值得4.2×104－0.1×2000×10＝2000a所以a＝20m/s2，賽車在3s末的速度v＝at＝20×3m/s＝60m/s.答案：60m/s物理公式與數(shù)學公式的區(qū)別學好物理離不開數(shù)學，但不能把物理公式當成數(shù)學公式來理解，這是因為物理公式與數(shù)學公式之間有許多本質上的區(qū)別．(1)數(shù)學公式只表示數(shù)量大小間的關系，很少涉及各量間的單位；物理量不但有大小，還有單位，因而物理公式不僅表示各量的數(shù)量關系，而且還包含單位關系．例如由牛頓第二定律F＝ma可知，1N＝1kg·m/s2.(2)許多物理公式，不僅表示各量間的大小關系，而且表示它們之間的方向關系．例如根據(jù)F＝ma可知，物體加速度的方向與其所受合外力的方向相同，如果忽視這一點，就會犯錯誤．(3)數(shù)學中的函數(shù)關系是從具體的客觀事物中抽象概括出來的，像y＝f(x)，它不與某個具體的物理過程相聯(lián)系．所以在y與x之間沒有確定的因果關系，寫成y＝f(x)時，x是原因，y是結果，通過公式變形，可以找出y＝f(x)的反函數(shù)x＝φ(y)，在反函數(shù)中y是原因，x是結果．

可見，由于公式形式的變化，因果關系也隨之改變．物理公式是與某個物理過程相聯(lián)系的，它反映了該過程中的物理量之間的必然的因果關系．例如牛頓第二定律的數(shù)學表達式F＝ma中的F、m、a三個量之間的因果關系是由物體運動狀態(tài)的變化過程本身決定的，牛頓第二定律的數(shù)學表達式，無論以哪種形式出現(xiàn)(a＝，或F＝ma，或m＝)，F(xiàn)、m都是原因，a是結果．由此可見，物理公式中，各量之間的因果關系是不能隨意顛倒的．1．關于國際單位制，下列說法中正確的是(

)A．在力學單位制中，若采用cm、g、s作為基本單位，力的單位是牛(N)B．牛是國際單位制中的一個基本單位C．牛是國際單位制中的一個導出單位D．千克·米/秒2、焦/米都屬于力的國際單位解析：力的單位是由牛頓第二定律而導出的，當取國際單位時，由F＝ma可知力的單位應是質量的單位和加速度單位的乘積，即N＝kg·m/s2.若取厘米、克、秒作為基本單位，那么根據(jù)牛頓第二定律，力的單位就應是克·厘米/秒2≠牛．故A、B錯誤，C選項正確．由功的計算公式W＝Fx，得F＝W/x.由于功的國際單位是焦，長度的國際單位是米，所以力的國際單位也可表示為焦/米，所以D選項是正確的．答案：

CD2．下列哪組單位都是國際單位制中的基本單位(

)A．千克、秒、牛頓 B．千克、米、秒C．克、千米、秒