1、4力学单位制 知识纲要导引,核心素养目标,物理观念基本单位、导出单位和单位制，力学中的三个基本单位科学思维根据物理关系式确定物理量的单位，用单位制判断一个表达式的正误科学探究探究单位制的由来，如何使用单位科学态度与责任 明确单位制在科学科研和生活中的作用基 础 导 学一、基本单位(自学教材第 97、98 页“基本单位”部分)1基本量在物理学中，只要选定几个物理量的，就能够利用物理量之间的推导出其他物理量的这些被选定的叫做基本量单位关系单位物理量2基本单位和导出单位(1)基本单位：选定的(力学中选长度、质量、时间)的单位(2)导出单位：由基本量根据推导出来的其他物理量的单位例如速度、加速度的单位
2、(3)单位制：和一起就组成了一个单位制(system of units)基本量物理关系基本单位导出单位二、国际单位制(自学教材第 98 页“国际单位制”部分)1国际单位制：国际通用的、包括一切领域的单位制，叫作国际单位制(Le Systeme International d Units，法文)，简称 SI.计量2国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克(公斤)kg时间t秒s电流I安培A热力学温度T开尔文K物质的量n，()摩尔mol发光强度I，(I)坎德拉cd【思考】(1)一般来说物理公式仅能确定各物理量之间的数量关系，不能确定它们之间的单位关系()(2)各个
3、物理量的单位可以相互导出()(3)若某个单位符号中包含几个基本单位的符号，则该单位一定是导出单位()(4)厘米(cm)、克(g)、小时(h)都属于国际单位制单位()【教材解疑】(第 99 页)思考与讨论小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为 V13R3h.小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的她的根据是什么？圆锥的高 h 和底面半径 R问题解答：由公式 V13R3h 可知体积的单位为 m4，这是不对的，所以这个公式肯定是错误的.课 堂 探 究主题一 力学单位制【问题探究】探究点 1 下面这些仪器所测物理量的国际制单位是什么？提示：牛顿 秒 米 千克探究点
4、 2 比赛中两辆摩托车的速度分别为 v1144 km/h，v250 m/s，甲同学说 v1v2，乙同学说 v1v2，哪一个同学说得对，为什么？提示：两个速度选取了不同的单位制，不能直接比较其大小，应先把它们统一到同一单位制中，在国际单位制中 v1144 km/h40 m/s50 m/s，所以乙同学说得对统一单位制的重要性单位制毁掉了宇宙探测器某国针对火星开发的宇宙飞船探测器燃烧坠毁的原因是：数据计算出现错误，将不同单位混为一谈，居然没有将磅转换成千克，致使探测器最终坠毁【探究总结】1力学中的单位制 2基本单位是所选定的基本量的单位，物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位国际单位不一定是
5、基本单位，如 m/s2、N，而基本单位也不一定是国际单位，如 cm、g.思路点拨【典例示范】例 1 现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空(填序号字母)A密度 B米/秒 C牛顿 D加速度E质量 F秒 G厘米 H长度I时间 J千克(1)属于物理量的是_(2)在国际单位制中，作为基本物理量的有_(3)在物理量的单位中不属于基本单位的是_(4)在国际单位制中属于基本单位的是_，属于导出单位的是_A、D、E、H、IE、H、IB、CF、J B、C解析：解答该题时一定要区别下列概念：物理量和物理量的单位，国际单位制和国际单位，基本单位和导出单位(1)属于物理量的是密度、加速度、质量、长度、时间，即选：
6、A、D、E、H、I；(2)在国际单位制中，作为基本物理量的有质量、长度、时间，故选：E、H、I；(3)米/秒、牛顿是导出单位，故选：B、C；(4)在国际单位中属于基本单位的是秒、千克，故选：F、J，属于导出单位的是米/秒，牛顿，故选：B、C.训练 1(多选)关于力学单位制，下列说法中正确的是()Akg、m/s、N 是导出单位Bkg、m、s 是基本单位C在国际单位制中，质量的单位是 g，也可以是 kgD在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是 Fma解析：A 错：m/s、N 是导出单位，kg 是基本单位B 对：kg、m、s 是基本单位C 错：在国际单位制中，质量的单位是 kg，不是 g.D 对：在
7、国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是 Fma.答案：BD主题二 力学单位制在解题中的应用【问题探究】探究点 1 在学习了力学单位制后，甲同学由公式 Gmg得 g 的单位为 N/kg，可是乙同学由自由落体运动公式 vgt 得 g的单位为 m/s2，二人争执不下，都认为自己导出的单位正确上述观点，哪位同学是正确的？提示：两位同学的解法都正确因为这两个单位是等价的，由 1 N/kg1 kgm/s2kg1 m/s2，可见两个单位是 g 的单位的不同表达方式探究点 2 在解题过程中，怎样合理应用单位制，才能做到既简单又不容易产生错误？提示：把题目中的已知量用国际单位制表示，若不是国际单位的首先要转化为国
8、际单位，计算的结果同样要用国际单位表示，这样，计算过程中，就不必一一写出各量后面的单位，只在数字后面写出正确的单位就可以了探究点 3 如何利用力学单位制对计算结果的正误进行检验？提示：如用力学国际单位制计算时，只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的，若所求物理量的单位不对，则结果一定错物理公式与数学公式的区别数学公式只表示数量关系，很少涉及各物理量的单位；物理量不但有大小，还有单位，因而物理公式不仅表示各量的数量关系，而且还包含单位关系，例如由牛顿第二定律 Fma 可知，1N1 kgm/s2.【探究总结】1单位制可以简化计算过程：计
9、算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便2推导物理量的单位：物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位3判断比例系数的单位：根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如公式 Fkx 中 k 的单位为 N/m，FFN 中 无单位4单位制可检查物理量关系式的正误：根据物理量的单位，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公
10、式或计算结果肯定是错误的【典例示范】例 2 在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得位移 x F2m(t1t2)，用单位制的方法检查，这个结果()A可能是正确的B一定是错误的C如果用国际单位制，结果可能正确D用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确解析：公式右边的单位为Nkgskgms2kg sm/s，而位移的单位为 m，所以公式肯定是错误的答案：B例 3 一物体在 2 N 的外力作用下，产生 10 cm/s2的加速度，求该物体的质量下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是()AmFa 210 kg0.2 kg BmFa2 N0.1 m/s22
11、0 kgm/s2m/s2 20 kgCmFa 20.120 kg DmFa 20.1 kg20 kg解析：在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确也可以把题中的已知量的单位都用国际单位制中的单位表示，计算的结果就用国际单位制单位表示，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确的单位即可在备选的四个选项中，选项 A、C 错误，选项 B 的解题过程正确，但不简洁，只有选项 D 的运算正确、简洁而又规范答案：D当各物理量采用国际单位，且运用物理公式进行计算时，公式中各物理量不必一一都写上单位，只需在最后的数值上写出
12、正确的单位即可训练 2 一列质量为 1.2103 t 的火车，开动 5 min 速度达到 108 km/h.若运动阻力为车重的 0.005，g 取 10 m/s2.求：(1)火车的加速度大小；(2)机车的牵引力大小解析：火车质量 m1.2103 t1.2106 kg，火车启动时间 t5 min300 s，火车达到的速度 v108 km/h30 m/s，火车受到的阻力 F51031.210610 N6104N.(1)由 vv0at 得 avv0t300300 m/s20.1 m/s2.(2)由牛顿第二定律得 FFma，所以 FFma(61041.21060.1)N1.8105N.答案：(1)0.
13、1 m/s2(2)1.8105 N课 堂 达 标1.测量国际单位制中规定的三个力学基本量分别可用的仪器是 ()A米尺、弹簧测力计、秒表 B量筒、天平、秒表C米尺、弹簧测力计、打点计时器D米尺、天平、秒表解析：因力学中的三个基本量分别是长度、质量、时间，而实验室中测量这三个基本量的仪器分别是米尺、天平、秒表，打点计时器亦可测时间，故选 D；弹簧测力计、量筒分别可测力、体积等导出物理量，故选项 A、B、C 均错误答案：D2芳芳同学解题时，得到某物理量 A 的表达式为 A42T2 L，其中 L 为长度，T 为时间，则可知物理量 A 的单位为()Am Bm/sCm/s2Dm3/s2答案：C3(多选)用
14、国际单位制验证下列表达式，可能正确的是()Axat(x 为位移、a 为加速度、t 为时间)Bag(a 为加速度、为动摩擦因数、g 为重力加速度)CFmvR(F 为作用力、m 为质量、v 为速度、R 为半径)Dv gR(v 为速度、R 为半径、g 为重力加速度)解析：将等式两边各物理量的国际单位制单位代入后进行单位运算，经运算可知 B、D 可能正确答案：BD4(多选)物理学中，把物体的质量 m 与速度 v 的乘积称为物体的动量，用字母 p 表示，即 pmv.关于动量的单位，下列各式正确的是()Akgm/s BNsCNm D.Nms2ms解析：由 pmv 知动量的单位为 kgm/s，A 正确；1 Ns1 kgm/s2s1 kgm/s，B 正确；C 错误；由 Fma 知质量 mFa，单位为Nms2，则动量单位为Nms2ms，D 正确答案：ABD5一列车的质量为 800 t，以 72 km/h 的速度行驶，运动中所受的阻力是车重的 0.05 倍若欲使列车在 200 m 内停下来，制动力应多大？(g 取 10 m/s2)解析：列车的初速度 v72 km/h20 m/s由运动学公式得，减速时的加速度大小av22x2022200 m/s21 m/s2根据牛顿第二定律 FFfma所以 Fma0.05mg800103(10.5)N4105 N答案：4105 N