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1、第第 4 节节 力学单位制力学单位制1960 年第十一届国际计量大会制订了一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制， 叫做国际单位制(简称 SI)什么是单位制？为什么要制订国际单位制？一、单位制 1单位制 (1)单位是为了测量、比较量的大小而建立的 (2)物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系 (3)基本单位和导出单位构成了单位制 2基本单位 (1)物理学中根据物理量运算中的需要而选定的少数几个物理量的单位叫做基本单位 (2)国际单位制中的基本物理量和基本单位： 在力学中选定长度、质量、时间这三个物理量的单位米(m)、千克(kg)、秒(s)称为力学 的基本单位在物理学中
2、共有七个基本单位，另外四个是：电流、热力学温度、物质的量、 发光强度这四个基本物理量的单位安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎德拉(cd)为基 本单位 3选取基本单位的原则 基本单位的选择应符合下列原则： 由最少的基本单位来构成最多的导出单位 有很高的精确度，并有长期的稳定性和重复性 互相独立 4导出单位： 根据物理公式中其他物理量和基本物理量的单位，推导出来的物理量的单位叫导出单 位 在力学中，选定了长度、质量和时间这三个物理量的单位米(m)、千克(kg)、秒(s)为基 本单位后，其他力学单位都是由这三个单位结合物理公式推导出来的，都是导出单位来源:学科网 二、单位制的作用 1单位制
3、可以帮助我们记忆物理公式 2可对计算结果的正、误进行检验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 3用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位(但各已知量的数 字必须是用同一单位制中单位换算出来的数字，如题给条件是 u54 km/h，用力学国际单 位制时一定要换算成 u15 m/s，数字是“15” ，而非“54”)，只在计算结果的数字后面写 出所求物理量在该单位制下的单位即可，这样可以简化计算三、组合单位的读法 组合单位的中文名称与其符号表示的顺序一致，
4、在只有名称而不出现符号的场合，名 称的顺序应该与有符号的情况下一致如单位由相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称 中无对应“乘”的词；符号中的除(斜线和出现的负指数)，名称中对应的词为“每”字， “每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关例如：力矩的 SI 单位名称为“牛顿米” (其符号为 Nm)；密度的 SI 单位名称为“千克每立方米”(其符号为 kg/m3). .一、区别基本单位、导出单位和国际单位 例 1 在下面的物理量和单位中( ) 密度 牛 米/秒 加速度 长度 质量 千克 时间A属于国际单位制中基本单位的是 B属于国际单位制中基本单位的是 C属于国际单位的是 D属于国际单位制中基本单
5、位对应的物理量是 解析 密度、加速度、长度、质量和时间不是单位的名称，而是物理量的名称，这五个物 理量中长度、质量和时间是国际单位制中力学基本单位米、千克、秒对应的物理量牛、米/ 秒是国际单位制中的导出单位，千克是国际单位制中的基本单位，都属于国际单位正确选 项为 B、C、D. 答案 BCD 二、单位制在计算中的应用 例 2 在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为 0.1 s，测得相邻相等时间间 隔的位移差的平均值 x1.2 cm，若还测出小车的质量为 500 g，则关于加速度、合外力大 小及单位，既正确又符合一般运算要求的是( )Aa m/s2120 m/s21.20.12Ba m/
6、s21.2 m/s21.2 1020.12 CF5001.2 N600 N DF0.51.2 N0.6 N 解析 在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位带进运算带单位运算时，单位换 算要准确可以把题中已知量的单位都用国际单位表示，计算结果的单位就是用国际单位表 示的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 单位即可选项 A 中 x1.2 cm 没变成国际单位，C 项中的小车质量 m500 g 没变成国际 单位，所以均错误；B、D 正确 答案 BD 例 3 一辆质量为 4103 kg 的汽车在水平地面上匀速行驶某个时刻关闭发动机，经 过 20 s 滑行 40
7、m 而停止下来，求汽车所受阻力为多大？ 解析 根据题意可判断汽车关闭发动机后在阻力作用下做匀减速运动，结合运动学公式 求出汽车运动的加速度，再根据牛顿第二定律求出阻力 F. 选汽车为研究对象，则根据速度公式和位移公式可得： 0v0at.根据位移公式，得：xv0t at212由以上两式解得：a，v02xt22xt这时，只要正确确定已知量单位(要统一)，可以不把各量单位代入：a 2 40(20)2m/s20.2 m/s2，v0 m/s4 m/s2 4020 根据牛顿第二定律知汽车所受阻力 Fma41030.2 N800 N. 答案 800N (1)在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达
8、式过于繁杂，我们要把各 个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在所求结果后写 上对应的单位即可 (2)习惯上把各量的单位统一成国际单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国 际单位来表示的.自测题：自测题：来源来源:学学#科科#网网 1.在国际单位制中，下列哪三个物理量单位为力学基本单位( ) A长度、质量和力 B速度、质量和时间 C长度、重力和时间 D长度、质量和时间 答案 D2在解一道文字计算题中(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得 x(t1t2)，F2m 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，结果可能正确来
9、源:Z+xx+k.Com 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 答案 B 解析 可以将右边的力 F、时间 t 和质量 m 的单位代入公式看得到的单位是否和位移 x 的单位一致；还可以根据 Fma，av/t，vx/t，将公式的物理量全部换算成基本物理量的 单位，就好判断了在 x(t1t2)式中，左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结果一F2m 定是错误的，单位制选得不同，不会影响结果的准确性，故 A、C、D 错 3关于物理量的单位，下列说法中正确的是( ) A任何一个物理量和物理概念都具有相对应的单位 B物理公式中的物理量也可能没有单位，这样的量也没有数值 C物
10、理量之间单位关系的确定离不开描述各种规律的物理公式 D物理量的单位均可以互相导出 答案 C 解析 任何物理量都有单位，但单位并不一定惟一，物理量单位之间的关系可以通过物 理公式导出 4关于力的单位“牛顿” ，下列说法正确的是( ) A使质量是 2 kg 的物体产生 2 m/s2加速度的力，叫做 1 N B使质量是 0.5 kg 的物体产生 1.5 m/s2的加速度的力，叫做 1 N C使质量是 1 kg 的物体产生 1 m/s2的加速度的力，叫做 1 N D使质量是 2 kg 的物体产生 1 m/s2的加速度的力，叫做 1 N 答案 C来源:学。科。网 解析 使质量是 1 kg 的物体产生 1
11、 m/s2的加速度的力是 1 N，C 正确 5质量 m200 g 的物体，测得它的加速度 a20 cm/s2，则关于它所受合力的大小及 单位，下列运算既正确又符合一般运算要求的是( ) AF200204 000 N BF0.20.2 N0.04 N来源:学科网 CF0.20.20.04 N DF0.2 kg0.2 m/s20.4 N 答案 B 6物理公式在确定物理量关系的同时，也确定了物理量的单位关系下面给出的关系 式中，l 是长度，v 是速度，m 是质量，g 是重力加速度，这些量都用国际单位制单位，试 判断下列表达式的单位，并指出这些单位对应的物理量的名称：(1) ，单位_，物理量名称_2lg(2)v/t，单位_，物理量名称_ (3)mv/t，单位_，物理量名称_ 答案 (1)秒 时间 (2)米/秒2 加速度 (3)牛 力
