人教版必修一 4.4力學(xué)單位制 學(xué)案.doc

第4節(jié)力學(xué)單位制學(xué)習(xí)目標核心提煉1.知道國際單位制及七個基本物理量。3個概念基本單位、導(dǎo)出單位、單位制3個基本單位力學(xué)中的kg、m、s2種應(yīng)用解題過程的正確書寫檢驗結(jié)果是否正確2.知道基本單位、導(dǎo)出單位和單位制，知道力學(xué)中的三個基本單位。3.掌握根據(jù)物理關(guān)系式確定物理量的單位的方法，學(xué)會用單位制判斷一個表達式的正誤。一、基本單位和導(dǎo)出單位 閱讀教材第78頁，知道基本量、基本單位及導(dǎo)出單位的概念。1物理關(guān)系式的功能：物理學(xué)的關(guān)系式確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系的同時，也確定了物理量的單位間的關(guān)系。2基本量與基本單位：只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫做基本量，它們的單位叫做基本單位。3導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位叫做導(dǎo)出單位。思維拓展二、國際單位制閱讀教材第79頁，了解什么是國際單位制，知道國際單位制中的七個基本物理量和相應(yīng)的基本單位。1單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。2國際單位制：是一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制。3國際單位制中的七個基本物理量和相應(yīng)的基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克kg時間t秒s電流i安培a熱力學(xué)溫度t開爾文k發(fā)光強度i(iv)坎德拉cd物質(zhì)的量n()摩爾mol思維拓展美國國家航空航天局(nasa)在20世紀末曾發(fā)射過一個火星探測器，但它由于靠火星過近，結(jié)果因溫度過高而起火，并脫離軌道墜入火星的大氣層。航空航天局調(diào)查事故原因時發(fā)現(xiàn)：原來探測器的制造商洛克希德馬丁公司計算加速度時使用了英制單位，而噴氣推動實驗室的工程師理所當(dāng)然地認為他們提供的數(shù)據(jù)是以國際單位制算出來的，并把這些數(shù)據(jù)直接輸入電腦。從這次事故的原因上，你能得到什么啟示？答案在國際上采用統(tǒng)一的單位制是非常重要的，也是非常必要的。預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3對單位制的理解要點歸納1單位制的意義：單位是物理量的組成部分，對于物理量，如果有單位一定要在數(shù)字后帶上單位，同一個物理量，選用不同單位時其數(shù)值不同。統(tǒng)一單位，便于人們的相互交流，統(tǒng)一人們的認識。2單位制的組成(1)(2)精典示例例1 現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求選擇填空：a力 b米/秒 c牛頓 d加速度e質(zhì)量 f秒 g厘米 h長度i時間 j千克 k米(1)屬于物理量的是_(只填代號)；(2)在國際單位制中，其單位作為基本單位的物理量有_；(3)在國際單位制中屬于基本單位的是_，屬于導(dǎo)出單位的是_。解析(1)屬于物理量的是a、d、e、h、i。(2)在國際單位制中，其單位作為基本單位的物理量有e、h、i。(3)在國際單位制中屬于基本單位的是f、j、k，屬于導(dǎo)出單位的是b、c。答案見解析(1)基本物理量的所有單位均為基本單位，但是基本單位并非都是國際單位制中單位，國際單位制中單位也不一定是基本單位。要從概念上理解基本單位與國際單位之間的聯(lián)系與區(qū)別。(2)只用一個符號表示的單位不一定就是基本單位，例如牛頓(n)、焦耳(j)、瓦特(w)等都不是基本單位，它們是導(dǎo)出單位。(3)兩個或更多的符號表示的單位也可能是基本單位，例如千克(kg)就是基本單位。針對訓(xùn)練1 下列有關(guān)力學(xué)單位制的說法中正確的是 ()a在有關(guān)力學(xué)的分析計算中，只能采用國際單位制，不能采用其他單位制b力學(xué)單位制中，選為基本單位的物理量有長度、質(zhì)量和速度c力學(xué)單位制中，采用國際單位制的基本單位有千克、米和牛d單位制中的導(dǎo)出單位可以用基本單位來表達解析在有關(guān)力學(xué)的分析和計算中，可以采用任何一種單位制，只要單位統(tǒng)一即可，但是為了方便，常常采用國際單位制，所以a錯誤；在力學(xué)單位制中，選用長度、質(zhì)量和時間三個物理量作為基本單位的物理量，相對應(yīng)的單位是米、千克和秒，所以b、c錯誤；按照單位制的概念，導(dǎo)出單位都可以用基本單位來表達，如1 n1 kgm/s2，所以d正確。答案d單位制的應(yīng)用要點歸納1簡化計算過程的單位表達：在解題計算時，已知量均采用國際單位制，計算過程中不用寫出各個量的單位，只要在式子末尾寫出所求量的單位即可。2推導(dǎo)物理量的單位：物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時，同時也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位。3判斷比例系數(shù)的單位：根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)有無單位，如公式fkx中k的單位為n/m，ffn中無單位，fkma中k無單位。4比較物理量的大?。罕容^某個物理量不同值的大小時，必須先把它們的單位統(tǒng)一，再根據(jù)數(shù)值來比較。精典示例例2 一輛質(zhì)量為4103 kg的汽車在水平地面上勻速行駛。某個時刻關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過20 s滑行40 m而停止下來，求汽車所受阻力為多大？思路點撥解析選汽車為研究對象，則根據(jù)速度公式和位移公式可得0v0at根據(jù)位移公式，得xv0tat2由以上兩式解得a，v0 這時，只要正確確定已知量單位(要統(tǒng)一)，可以不把各量單位代入，則a m/s20.2 m/s2v0 m/s4 m/s根據(jù)牛頓第二定律知汽車所受阻力大小fma41030.2 n800 n。答案800 n(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(jié)果后寫上對應(yīng)的單位即可。(2)習(xí)慣上把各量的單位統(tǒng)一成國際單位，只要正確地應(yīng)用公式，計算結(jié)果必定是用國際單位來表示的。針對訓(xùn)練2 據(jù)報載，我國自行設(shè)計生產(chǎn)運行速度可達v150 m/s的磁懸浮飛機。假設(shè)“飛機”的總質(zhì)量m5 t，沿水平直軌道以a1 m/s2的加速度從靜止做勻加速起動至最大速度，忽略一切阻力的影響。求：(1)“飛機”所需的動力f；(2)“飛機”起動至最大速度所需的時間t。解析(1)由牛頓第二定律得：“飛機”所需的動力fma5 000 n。(2)從起動至最大速度所需時間t150 s。答案(1)5 000 n(2)150 s例3 在解一文字計算題中(由字母表達結(jié)果的計算題)，一個同學(xué)解得位移x(t1t2)，其中f、m、t分別表示力、質(zhì)量和時間。用單位制的方法檢查，這個結(jié)果()a可能是正確的b一定是錯誤的c如果用國際單位制，結(jié)果可能正確d用國際單位制，結(jié)果錯誤，如果用其他單位制，結(jié)果可能正確思路探究(1)位移的國際單位是_。(2)力、質(zhì)量和時間的國際單位分別是_。(3)所給方程右邊推導(dǎo)出的單位是什么量的單位？解析位移x的國際單位是米，由(t1t2)得ssm/s。所給等式左邊單位是長度單位，而右邊單位是速度單位，所以結(jié)果一定是錯誤的。選用的單位制不同，只影響系數(shù)，故b正確，a、c、d錯誤。答案b根據(jù)物理量的單位可以發(fā)現(xiàn)錯誤。在查閱資料或進行計算的過程中，若所求結(jié)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(jié)果應(yīng)該是錯誤的。針對訓(xùn)練3 已知物理量的單位為“m”、物理量v的單位為“m/s”、物理量f的單位為“s1”，則由這三個物理量組成的關(guān)系式正確的是()avbvfcfvdvf解析的單位是ms，與v的單位“m/s”不相同，選項a錯；f的單位是ms1，與v的單位“m/s”相同，選項b正確；v的單位是ms1mm2s1，與f的單位“s1”不相同，選項c錯誤；vf的單位是ms1s1ms2，與的單位“m”不相同，選項d錯誤。答案b1關(guān)于物理量和物理量的單位，下列說法中正確的是()a在力學(xué)范圍內(nèi)，國際單位制規(guī)定長度、質(zhì)量、力為三個基本量b后人為了紀念牛頓，把“牛頓”作為力學(xué)中的基本單位c1 n1 kgms2d“秒”、“克”、“攝氏度”都屬于國際單位制中的單位解析力學(xué)中的三個基本量為長度、質(zhì)量、時間，a錯誤；“牛頓”是為了紀念牛頓而作為力的單位，但不是基本單位，b錯誤；根據(jù)“牛頓”的定義，1 n1 kgms2，c正確；“克”、“攝氏度”不是國際單位，d錯誤。答案c2雨滴在空氣中下落，當(dāng)速度比較大的時候，它受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比，與其橫截面積成正比，即ffksv2，則比例系數(shù)k的單位是()akg/m4bkg/m3ckg/m2dkg/m解析將ffksv2變形得k，采用國際單位制，式中ff的單位為n，即kgm/s2，s的單位為m2，速度的二次方的單位可寫為(m/s)2。將這些單位代入上式得，即比例系數(shù)k的單位是kg/m3，b正確。答案b3聲音在空氣中的傳播速度v與空氣的密度、壓強p有關(guān)。下列速度的表達式(k為比例系數(shù)，無單位)中正確的是 ()avkbvcvdv解析國際單位制中p的單位是n/m2,1 n1 kgm/s2，的單位是kg/m3，代入可得，即為速度v的單位，故b正確。答案b4質(zhì)量m200 g的物體以加速度a20 cm/s2做勻加速直線運動，則關(guān)于它受到的合外力的大小及單位，下列運算既簡潔又符合一般運算要求的是 ()af200204 000 nbf0.20.2 n0.04 ncf0.20.20.04 ndf0.2 kg0.2 m/s20.04 n解析在物理計算中，如果各物理量的單位都統(tǒng)一到國際單位制中，