新人教版物理必修第一冊講義4.4.力學(xué)單位制

1、4.力學(xué)單位制知識綱要導(dǎo)引，X長:度：m力學(xué)單悅商）單位制卜篩單悅制衢化過稈'W*h掙導(dǎo)單位核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念基本單位、導(dǎo)出單位和單位制，力學(xué)中的三個基本單位科學(xué)思維根據(jù)物理關(guān)系式確定物理量的單位，用單位制判斷一個表達(dá)式的正誤科學(xué)探究探究單位制的由來，如何使用單位科學(xué)態(tài)度與責(zé)任明確單位制在科學(xué)科研和生活中的作用基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)一、基本單位（自學(xué)教材第97、98頁“基本單位”部分）1. 基本量在物理學(xué)中，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.2. 基本單位和導(dǎo)出單位（1）基本單位：選定的（力學(xué)中選長度、質(zhì)量、時間）的單位.（2

2、）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.例如速度、加速度的單位.(3) 單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起就組成了一個單位制(systemofunits).二、國際單位制(自學(xué)教材第98頁“國際單位制”部分)1. 國際單位制：國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫作國際單位制(LeSystemeInternationald'Units法文),簡稱SI.2. 國際單位制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(公斤)kg時間t秒s電流IT安培A熱力學(xué)溫度T開爾文K物質(zhì)的量n,(U摩爾mol發(fā)光強度I,(IU坎德拉cd【思考】(1) 一般來說物理

3、公式僅能確定各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，不能確定它們之間的單位關(guān)系.()(2) 各個物理量的單位可以相互導(dǎo)出.()(3) 若某個單位符號中包含幾個基本單位的符號，則該單位一定是導(dǎo)出單位.()(4) 厘米(cm)、克(g)、小時(h)都屬于國際單位制單位.()答案：(1)X(2)X(3)V(4)X【教材解疑】(第99頁)思考與討論小剛在課余制作中需要計算圓錐的體積，他從一本書中查得1圓錐體積的計算公式為V=1?R3h.小紅說，從單位關(guān)系上看，這個公式肯定是錯誤的.她的根據(jù)是什么？圓錐的高h(yuǎn)和底面半徑R1問題解答：由公式V=3nR3h可知體積的單位為m4,這是不對的，所以這個公式肯定是錯誤的.課堂探究

4、主題一力學(xué)單位制【問題探究】探究點1下面這些儀器所測物理量的國際制單位是什么?提示：牛頓秒米千克探究點2比賽中兩輛摩托車的速度分別為Vi=144km/h,V2=50m/S,甲同學(xué)說Vi>V2，乙同學(xué)說Vi<V2，哪一個同學(xué)說得對，為什么？提示：兩個速度選取了不同的單位制，不能直接比較其大小，應(yīng)先把它們統(tǒng)一到同一單位制中，在國際單位制中Vi=144km/h=40m/s<50m/s,所以乙同學(xué)說得對.統(tǒng)一單位制的重要性單位制毀掉了宇宙探測器.某國針對火星開發(fā)的宇宙飛船探測器燃燒墜毀的原因是：數(shù)據(jù)計算出現(xiàn)錯誤，將不同單位混為一談，居然沒有將磅轉(zhuǎn)換成千克，致使探測器最終墜毀.【探究總

5、結(jié)】1力學(xué)中的單位制單位制（力學(xué)）長度：米（m）基本單位質(zhì)量：克（血）I時間：秒（s）速度：米/秒（mt）功率：瓦（W）導(dǎo)出單位（例子）常用單位制2長度：厘米（cm）、千米（km）基本單位y質(zhì)量:克噸（t）、肘間：小時（h）、分鐘（min）速度:千米/時（km/h）功率：丁瓦（kW）導(dǎo)出單位（例子）2.基本單位是所選定的基本量的單位，物理學(xué)中共有七個基本單位，力學(xué)中有三個基本單位.，國際單位不一定是基本單位，如m/s2、N，而基本單位也不一定是國際單位，如cm、g.思路點撥先邑分物理遛'利單位再區(qū)分基本單住和導(dǎo)岀單位最后判斷晁舌屬寸國醞單位【典例示范】例1現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的

6、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(zhì)量F.秒G.厘米H.長度I. 時間丄千克(1)屬于物理量的是.(2)在國際單位制中，作為基本物理量的有.(3) 在物理量的單位中不屬于基本單位的是.(4) 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：解答該題時一定要區(qū)別下列概念：物理量和物理量的單位，國際單位制和國際單位，基本單位和導(dǎo)出單位.(1)屬于物理量的是密度、加速度、質(zhì)量、長度、時間，即選：A、D、E、H、丨;(2)在國際單位制中，作為基本物理量的有質(zhì)量、長度、時間，故選：E、H、丨;(3)米/秒、牛頓是導(dǎo)出單位，故選：B、C;(4)在國際單位中屬于基本

7、單位的是秒、千克，故選：F、J,屬于導(dǎo)出單位的是米/秒，牛頓，故選：B、C.答案：(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)B、C(4)F、JB、C訓(xùn)練1(多選)關(guān)于力學(xué)單位制，下列說法中正確的是()A.kg、m/s、N是導(dǎo)出單位B. kg、m、s是基本單位C. 在國際單位制中，質(zhì)量的單位是g,也可以是kgD.在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma解析：A錯：m/s、N是導(dǎo)出單位，kg是基本單位.B對：kg、m、s是基本單位.C錯：在國際單位制中，質(zhì)量的單位是kg,不是g.D對：在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式是F=ma.答案：BD主題二力學(xué)單位制在解題中的應(yīng)用,【問題探究】探

8、究點1在學(xué)習(xí)了力學(xué)單位制后，甲同學(xué)由公式G=mg得g的單位為N/kg，可是乙同學(xué)由自由落體運動公式v=gt得g的單位為m/s2,二人爭執(zhí)不下，都認(rèn)為自己導(dǎo)出的單位正確.上述觀點，哪位同學(xué)是正確的？提示：兩位同學(xué)的解法都正確.因為這兩個單位是等價的，2由1N/kg=1kggm/s=1m/s2,可見兩個單位是g的單位的不同表達(dá)方式.探究點2在解題過程中，怎樣合理應(yīng)用單位制，才能做到既簡單又不容易產(chǎn)生錯誤？提示：把題目中的已知量用國際單位制表示，若不是國際單位的首先要轉(zhuǎn)化為國際單位，計算的結(jié)果同樣要用國際單位表示，這樣，計算過程中，就不必一一寫出各量后面的單位，只在數(shù)字后面寫出正確的單位就可以了.探

9、究點3如何利用力學(xué)單位制對計算結(jié)果的正誤進行檢驗？提示：如用力學(xué)國際單位制計算時，只有所求物理量的計算結(jié)果的單位和該物理量在力學(xué)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(jié)果一定錯.物理公式與數(shù)學(xué)公式的區(qū)別數(shù)學(xué)公式只表示數(shù)量關(guān)系，很少涉及各物理量的單位；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(guān)系，而且還包含單位關(guān)系，例如由牛頓第二定律F=ma可知，1N=1kgm/s2.【探究總結(jié)】1. 單位制可以簡化計算過程：計算時首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中，用國際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位表示，這樣就可以省去計算過程中單位的代入，只在

10、數(shù)字后面寫上相應(yīng)待求量的單位即可，從而使計算簡便.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F=kx中k的單位為N/m,F=yF中無單位.4. 單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤：根據(jù)物理量的單位，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題，或者所求結(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)果肯定是錯誤的.【典例示范】例2在解一道文字計算題時（由字母表達(dá)結(jié)果的計算題）,一個同學(xué)解得位移x=2m（

11、ti+12），用單位制的方法檢查，這個結(jié)果（）A.可能是正確的B. 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)果可能正確解析：公式右邊的單位為kgmkgs=肯s=m/s,而位移的單位為m，所以公式肯定是錯誤的.答案：的加速度，運用正確、B例3一物體在求該物體的質(zhì)量.下面有幾種不同的求法，其中單位簡潔而又規(guī)范的是（F210kg=0.2kg2N的外力作用下，產(chǎn)生10cm/s2A.m=akgm/s220i-=20kgF2C.m=,=肓=20kgD.F2Nm=a=0.1m/s2=Fm=a0.12kg=20kg解析：在進行數(shù)量運算的同時，也要把單位帶進

12、運算.帶單位運算時，每一個數(shù)據(jù)均要帶上單位，且單位換算要準(zhǔn)確.也可以把題中的已知量的單位都用國際單位制中的單位表示，計算的結(jié)果就用國際單位制單位表示，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，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即可.在備選的四個選項中，選項A、C錯誤，選項B的解題過程正確，但不簡潔，只有選項D的運算正確、簡潔而又規(guī)范.答案：D當(dāng)各物理量采用國際單位，且運用物理公式進行計算時，公式中各物理量不必一一都寫上單位，只需在最后的數(shù)值上寫出正確的單位即可.訓(xùn)練2一列質(zhì)量為1.2x103t的火車，開動5min速度達(dá)到108km/h.若運動阻力為車重的0.005,g取10m/s2.求：(

13、1) 火車的加速度大?。?2) 機車的牽引力大小.解析：火車質(zhì)量m=1.2x103t=1.2x106kg,火車啟動時間t=5min=300s,火車達(dá)到的速度v=108km/h=30m/s,火車受到的阻力F'=5x10-3x1.2x106x10N=6x104N.(1)由v=vo+at得a=vvo300300m/s2=0.1m/s2.(2)由牛頓第二定律得FF=ma,所以f=F'+ma=(6x104+1.2x106x0.1)N=1.8x105N.答案：(1)0.1m/s2(2)1.8x105n課堂達(dá)標(biāo)1. 測量國際單位制中規(guī)定的三個力學(xué)基本量分別可用的儀器是()A.米尺、彈簧測力計

14、、秒表B.量筒、天平、秒表C.米尺、彈簧測力計、打點計時器D.米尺、天平、秒表解析：因力學(xué)中的三個基本量分別是長度、質(zhì)量、時間，而實驗室中測量這三個基本量的儀器分別是米尺、天平、秒表，打點計時器亦可測時間，故選D;彈簧測力計、量筒分別可測力、體積等導(dǎo)出物理量，故選項A、B、C均錯誤.答案：D4n2. 芳芳同學(xué)解題時，得到某物理量A的表達(dá)式為A=T2L,其中L為長度，T為時間，則可知物理量A的單位為（）A.mB.m/sC.m/s2D.m3/s2答案：C3. （多選）用國際單位制驗證下列表達(dá)式，可能正確的是（）A. x=at（x為位移、a為加速度、t為時間）B. a=yg為加速度、為動摩擦因數(shù)、g為重力加速度）C. F=mR（F為作用力、m為質(zhì)量、v為速度、R為半徑）D. v=.gR（v為速度、R為半徑、g為重力加速度）解析：將等式兩邊各物理量的國際單位制單位代入后進行單位運算，經(jīng)運算可知B、D可能正確.答案：BD4. （多選）物理學(xué)中，把物體的質(zhì)量m與速度v的乘積稱為物體的動量，用字母p表示，即p=mv.關(guān)于動量的單位，下列各式正確的是（）A.kgm/sB.N-sNmC.N-mD.-2-m-ss解析：由p=mv知動量的單位為kgm/s,A正確；1N-s=1kgm/s2s=1kgm/s,B正確；C錯誤；由F=ma知質(zhì)量m=