2物理量和計量單位省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

第二章物理量和計量單位本章學(xué)習(xí)要求：1、了解量、計量等概念；2、了解單位和單位制；3、了解法定計量單位。計量學(xué)概論第1頁2.1量制和單位制

一、量與量值1、量量：現(xiàn)象、物體和物質(zhì)能夠定性區(qū)分和定量確定一個屬性。定性區(qū)分：量單位。定量確定：量數(shù)值。計量學(xué)中量都是由一個數(shù)值和一個稱為計量單位特殊約定來組合表示。第二章物理量和計量單位第2頁第二章物理量和計量單位

●普通來說，凡是量都是能夠測量，所以，量又稱為“可測量量”?！窳磕軌蚴菑V義，也能夠是特定?！窭洪L度、質(zhì)量、溫度等屬于廣義量，某棒長度、重量屬于特定量。●計量學(xué)中量分為基本量和導(dǎo)出量。2、量值

普通由一個數(shù)和計量單位之積表示特定量大小，稱為量值。量大小與量值形式無關(guān)，是客觀存在，不取決于所采取計量單位。第3頁第二章物理量和計量單位二、量制與量綱●量制：在科學(xué)全部領(lǐng)域或一個領(lǐng)域中，由約定選取基本量和對應(yīng)導(dǎo)出量特定組合?！馭I單位制是最經(jīng)典量制。●基本量：被約定地認(rèn)為在函數(shù)關(guān)系上彼此獨(dú)立量?；玖渴橇恐苹A(chǔ)，一旦選定就能夠形成量制。如：米制?！駥?dǎo)出量：由基本量函數(shù)所定義量。第4頁第二章物理量和計量單位

●量綱：以給定量制中基本量冪乘積表示某量表示式稱為量綱?！窳烤V確實(shí)定取決于量制?！裢晃锢砹吭诓灰粯恿恐浦心軌蛴刹灰粯恿烤V。●一旦選定了基本量，在這個量制中，基本量量綱就是它本身。第5頁第二章物理量和計量單位

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SI基本量：長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)量、發(fā)光強(qiáng)度?！駸o量綱量：其基本量量綱指數(shù)全部為零量稱為無量綱量或量綱一量。如相對密度、摩擦系數(shù)、馬赫數(shù)、折射率等?！窳烤V法則：量綱能定性地確定量之間關(guān)系，任何量表示式，其等號兩側(cè)必須含有相同量綱。第6頁第二章物理量和計量單位三、計量單位●計量單位：為定量表示同種量大小而約定地定義和采取特定量。●計量單位是共同約定一個特定參考量，含有名稱、符號和定義，其數(shù)值為1?！裼嬃繂挝欢x不是一成不變，伴隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展而重新定義，表示著當(dāng)代計量學(xué)成就和水平?！裼嬃繂挝环譃榛締挝缓蛯?dǎo)出單位?！駞^(qū)分量綱與單位概念。導(dǎo)出量量綱用于給出導(dǎo)出量和基本量之間定性關(guān)系；而導(dǎo)出單位表示式用于給出導(dǎo)出單位和基本單位之間定量關(guān)系。第7頁第二章物理量和計量單位

1、基本單位定義特定要求●應(yīng)該選擇那些我們確信在時空變換下在天體尺度上保持穩(wěn)定，即與本質(zhì)上不變量相關(guān)參考標(biāo)準(zhǔn)?！穸x復(fù)現(xiàn)準(zhǔn)確度必須能夠滿足最正確實(shí)際測量要求?！駪?yīng)努力選擇盡可能簡單定義，不論是在了解上還是在復(fù)現(xiàn)上都要求如此，復(fù)現(xiàn)所采取設(shè)備不應(yīng)過于昂貴或過于復(fù)雜?！駪?yīng)選擇在任何時候、任何地點(diǎn)，任何人都可自由獲取定義。第8頁第二章物理量和計量單位2、基本單位定義第9頁第二章物理量和計量單位3、單位寫法與讀法中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)：GB3100系列GB3100：國際單位制及其應(yīng)用GB3101：相關(guān)量、單位和符號普通標(biāo)準(zhǔn)單位讀法：單位符號漢字讀法單位1?單位2/單位3?單位4不讀每不讀1、依據(jù)單位符號次序，“?

”：不讀；“/”：每2、指數(shù)名稱在前3、面積：平方體積：立方質(zhì)量熱容：J/(kg?K)J/kg/K焦耳每千克開爾文GuóBiāo第10頁第二章物理量和計量單位1、單位符號一律用正體：除了起源于人名單位符號首字母要大寫外，其余均為小寫。2、單位符號在全部數(shù)值之后，與數(shù)值間留適當(dāng)空隙，例外：角度單位符號與數(shù)值間不留空隙，30°，15'，20''。單位寫法：單位符號、單位名稱漢字符號：即單位名稱簡稱。只在有必要時用于中、小學(xué)教材和普通書刊中。除了°C外，必須用漢字。

漢字符號不得與單位符號混用，km/小時量符號：必須用斜體，下標(biāo)用正體，物理量符號下標(biāo)用斜體第11頁第二章物理量和計量單位四、單位制●單位制：對給定量制，由選定一組基本單位和導(dǎo)出單位所組成單位體系。即單位制是基本單位和導(dǎo)出單位組合?！窕締挝皇菃挝恢苹A(chǔ)?！袼x取基本單位不一樣，單位制就不一樣?！褚回瀱挝恢疲簩?dǎo)出單位均按照數(shù)字因數(shù)為1關(guān)系從基本單位中導(dǎo)出。如SI單位制。●復(fù)現(xiàn)基本單位方法和實(shí)體準(zhǔn)確度，決定了該單位體系全部計量單位準(zhǔn)確度?！窕締挝挥袊?yán)格、公認(rèn)第一，往往以法律形式給予固定。第12頁2.2國際單位制第二章物理量和計量單位●SI單位制于1960年第十一屆國際計量大會經(jīng)過，是當(dāng)前世界上最先進(jìn)、科學(xué)和實(shí)用單位制?！褡?875年訂立米制條約以來，國際單位制在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。國際單位制中定義了7個基本單位?！?960年以前，國際單位制基本單位用實(shí)物基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)和保留。第13頁第二章物理量和計量單位

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第二章物理量和計量單位量制Systemofquantities【可測量】量[measurable]Quantity基本量Basequantity導(dǎo)出量Derivedquantity基本量SI基本單位量長度質(zhì)量時間熱力學(xué)溫度電流物質(zhì)量發(fā)光強(qiáng)度名稱米千克秒開爾文安培摩爾坎德拉符號mkgsKAmolcdSI基本單位：7個SI輔助單位：2個含有專門名稱SI導(dǎo)出單位：19個國家選定非SI單位：16個SI單位十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位詞頭：20個第15頁2.3我國法定計量單位

第二章物理量和計量單位1、我國法定計量單位組成：●SI基本單位、導(dǎo)出單位和SI倍數(shù)單位；●可與SI單位制單位并用我國法定計量單位，見P30表2-9；●由以上單位組成組合形式單位。2、我國法定計量單位特點(diǎn)●簡單明了、完善詳細(xì)、留有余地?！裢暾匕薙I單位制第16頁第二章物理量和計量單位

故事：計量單位秦始皇（前259年～前2）歷史功勞：“度”是指長度計量，所用工具是尺；“量”是指容量計量，常見工含有“斗”、“升”等；“衡”是指質(zhì)量計量，常見工具是天平和秤。1丈＝10尺＝100寸。秦尺～23厘米。計量：實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠活動統(tǒng)一度量衡（前2～前2）書同文、車同軌，統(tǒng)一幣制第17頁第二章物理量和計量單位故事：計量單位權(quán)勢人物英寸inch（in＝2.54cm）（荷蘭語中inch為大拇指）10世紀(jì)：英王埃德加大拇指第一個指節(jié)長度。14世紀(jì)：愛德華二世：三個大麥粒總長度。英尺foot（ft＝12inch＝0.3048m）9世紀(jì)：英國查理曼大帝腳板長度。16世紀(jì)：德國：16個人左腳板平均長度。碼yard（yd＝3ft＝91.44cm）12世紀(jì)：英國亨利一世鼻尖到前伸手臂時中指尖距離。丈＝古代成年男子身高，大丈夫。尺＝……古典階段：身體第18頁第二章物理量和計量單位故事：計量單位器具與現(xiàn)象－計量學(xué)開始米metre：1875年5月20日“國際米制條約”1790年：巴黎會議約定：經(jīng)過巴黎子午線四千萬分之一。（米原器）1889年：0℃時巴黎國際計量局截面為X形鉑銥合金尺兩端刻線記號間距離。1960年：86Kr在真空中發(fā)射出橙黃色光波長1650763.73倍。1983年：光在真空中1/299792458s時間間隔內(nèi)行程?！保ㄋ追Q光波米）千克kilogram：鉑銥合金制造千克原器依據(jù)1立方分米水在其密度最大時溫度下質(zhì)量。安培ampere：依據(jù)兩通電導(dǎo)線之間產(chǎn)生作用力而定義電流單位。秒second：依據(jù)地球圍繞太陽轉(zhuǎn)動周期而確定時間單位。經(jīng)典階段：實(shí)物第19頁第二章物理量和計量單位故事：計量單位量子（自然）基準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)）：時間單位－秒基準(zhǔn)：微波段銫原子鐘：Cs－133原子基態(tài)兩個超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)輻射9192631770個周期連續(xù)時間。

光頻原子噴泉：激光冷卻與原子囚禁長度單位－米基準(zhǔn)：光在真空中1/299792458s時間間隔內(nèi)所經(jīng)過距離。電壓單位－伏特基準(zhǔn)：Josephson常數(shù)：KJ＝483597.9(1

0.4

10-6)GHz/V電阻單位－歐姆基準(zhǔn)：vonKlitzing常數(shù)：RK＝25812.807(1

0.2

10-6)

當(dāng)代階段：量子迄今為止，國際上已正式確立量子基準(zhǔn)有：第20頁第二章物理量和計量單位小事故：計量單位英國gallon與美國gallon：U.K.gallon=4.54609LU.S.gallon=3.78541LBoeing757－30043400L=9547gallon(U.K.)=11466gallon(U.S.A.)

litre,liter(US)metre,meter(US)gram,gramme(UK)第21頁第二章物理量和計量單位大事故：計量單位火星大氣層最小安全距離：約85公里～100公里預(yù)定140公里～150公里實(shí)際上，探測器距火星表面最近僅57公里。探測器有可能在火星大氣中被“火葬”，