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1、4 力学单位制,自主阅读,自我检测,一、基本量、基本单位和导出单位 1.物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系,同时它还确定了什么? 提示:确定了物理量的单位间的关系。 2.基本量 只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位;这些被选定的物理量叫作基本量。 3.什么是基本单位?力学中哪几个单位是基本单位? 提示:被选定的基本物理量的单位。米、千克和秒是力学中的基本单位。 4.什么是导出单位?请你举出力学中几个导出单位的例子。 提示:由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。如:速度、加速度、力、压强、密度、功、功率、动能、势能等。,自主阅读,自我检测
2、,二、单位制和国际单位制 1.单位制:基本单位和导出单位一起组成单位制。 2.国际单位制:1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的,包括一切计量领域的单位制。 3.国际单位制中的力学单位 (1)基本单位:在力学范围内,国际单位制中的基本量为长度、 质量、时间。相应的基本单位为米、千克、秒。 (2)常用的导出单位 速度(v),由公式 导出,单位:m/s。 加速度(a),由公式 导出,单位:m/s2。 力(F),由公式F=ma导出,单位:N(或kgm/s2)。 此外还有功、功率、压强等。,自主阅读,自我检测,1.正误辨析 (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
3、之间的单位关系。 ( ) 解析:一般来说物理公式既能确定各物理量之间的数量关系,也能确定它们之间的单位关系。 答案: (2)时间是国际单位制中的基本单位。 ( ) 解析:时间是物理量而不是单位,时间是基本物理量。 答案:,自主阅读,自我检测,(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。 ( ) 解析: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,如 m/s、 m/s2等;但导出单位符号中不一定包含几个基本单位的符号,如、W等。 答案: (4)时间的单位小时是国际单位制中的导出单位。 ( ) 解析:时间是基本物理量,它的单位是基本单位,小时不是国际单位
4、制中的时间单位。 答案:,自主阅读,自我检测,2.下列单位:m,N,s,J,m/s,m/s2,kg中,属于国际单位制中的基本单位的是( ) A. B.都是 C. D.只有不是 解析:在题目给出的七个单位中只有是国际单位制中的基本单位,其他的均为导出单位。 答案:C 3.我们已经知道,作为自由落体加速度,g的单位是 m/s2;但我们在初中学过,作为质量与物体所受重力的比例系数,g的单位是 N/kg。请证明:1 m/s2=1 N/kg。 答案:1 N/kg=1(kgm/s2)/kg=1 m/s2。,知识点一,知识点二,对单位制的理解 问题导引 某老师健身跑步的速度可以达到5 m/s,某人骑自行车的
5、速度为19 km/h。 (1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断老师的速度与自行车的速度的大小关系? (2)你能比较以上两个速度的大小关系吗?以上两个速度哪个大?,知识点一,知识点二,要点提示:(1)由于两个速度的单位不同,故不能直接比较它们的大小。 (2)应先统一这两个速度的单位,再根据数值大小来比较它们的大小。由于5 m/s=53.6 km/h=18 km/h,故自行车的速度较大。,知识点一,知识点二,知识归纳 单位制的意义:单位是物理量的组成部分,对于物理量,如果有单位一定要在数字后带上单位,同一个物理量,选用不同单位时其数值不同。统一单位,便于人们的相互交流,统一人们的认识。,知识点
6、一,知识点二,知识点一,知识点二,画龙点睛基本单位就是根据一定规则规定的单位,由基本单位根据物理公式推导出来的单位就是导出单位。,知识点一,知识点二,典例剖析 【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国际单位的是 。 (4)在国际单位制中属于基本单位的是 ,属于导出单位的是 。,知识点一,知识点二,解析:(1)题中所有各项中,属于物理量的是密度、加速度、质量、长度、
7、时间,故此空填“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。故此空填“E、H、I”。 (3)题中所给的单位中,不属于国际单位的是厘米,故此空填“G”。 (4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克,属于导出单位的是米/秒、牛顿。故应填“F、J”;“B、C”。 答案:(1)ADEHI (2)EHI (3)G (4)FJ BC,知识点一,知识点二,规律方法单位问题易错点 (1)来源于人名的单位符号用大写,其余的用小写,如N(牛顿)、V(伏特)、A(安培);g(克)、m(米)、s(秒)。但单位升除外,它可以用符号l或L。 (2)单位词头千以下用小写,如kg、mA
8、、m等,千以上用大写,如M。常见书写错误:Km、Kg、KW等。 (3)单位中字母、汉字不能混写,如km/小时、厘米/s等。 (4)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位。例如,牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位,而是导出单位。,知识点一,知识点二,单位制在物理计算中的应用 问题导引 如右图所示,在光滑的水平面上有一质量为m0、倾角为的光滑斜面体,斜面上有一质量为m的物块沿斜面下滑。有一位同学求出的结果是 ,另一位同学说,你求出的结果一定是错的。他这样说的根据是什么? 要点提示:cos 和sin 都是没有单位的量,分子的单位是kg3m/s2,分母的单位是kg,故这个结果的单位是k
9、g2m/s2=kgN,它不是力的单位,所以这个结果一定是错误的。,知识点一,知识点二,知识归纳 1.单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中,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F=kx中k的单位为N/m,F=FN中无单位。,知识点一,知识点二,4.单位制可检查物理量关系式的
10、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,那么该公式或计算结果肯定是错误的。,知识点一,知识点二,典例剖析 【例2】质量为1.5 t的汽车在前进中受到的阻力是车重的 ,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5 s内速度由36 km/h增至54 km/h。求汽车发动机的牵引力的大小。(g取10 m/s2) 解析:计算时把各物理量的单位统一为国际单位制。 因v=v0+at,F-Ff=ma,已知v0=36 km/h=10 m/s,v=54 km/h=15 m/s, t=5 s,m=1.5 t=1.5103 kg 代入以上数据,计算得,答案
11、:2.25103 N,知识点一,知识点二,规律方法物理公式与数学公式的区别 1.数学公式只表示数量大小间的关系,很少涉及各量间的单位。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F=ma就可知1 N=1 kgm/s2。 2.物理公式都可以抽象成一个数学函数,但是要注意各物理量之间的因果关系不能改变。例如,牛顿第二定律的数学表达式F=ma中的F、m、a三个量之间的因果关系是由物体运动状态、变化过程本身决定的,牛顿第二定律的数学表达式,无论以哪种形式出现( ),F、m都是原因,a都是结果。,1,2,3,4,5,1.测量国际单位制规定的三个
12、力学基本物理量,分别可用的仪器是下列哪一组( ) A.密度计、测力计、打点计时器 B.刻度尺、弹簧测力计、停表 C.停表、天平、量筒 D.刻度尺、天平、停表 解析:力学中的三个基本物理量为长度、质量和时间,则相应的测量工具为刻度尺、天平和停表。 答案:D,1,2,3,4,5,2.(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位( ) A.力的单位N B.压强的单位Pa C.长度的单位m D.加速度的单位m/s2 解析:力学单位中除了三个基本物理量长度、质量、时间的单位外,其余的单位均为导出单位。 答案:ABD,1,2,3,4,5,3.下列有关力学单位制的说法不正确的是( ) A.在力学的分析计算中,只能
13、采用国际单位,不能采用其他单位 B.力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、时间、质量 C.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒 D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示 解析:在物理计算中,一般规定统一使用国际单位,但在有些计算中,只要方程两边的单位统一,不必采用国际单位也可以计算出正确答案。力学单位制中的基本量是长度、时间、质量,其国际单位分别是米、秒、千克。 答案:A,1,2,3,4,5,4.(多选)下列单位中,是国际单位制中的加速度的单位的是( ) A.cm/s2 B.m/s2 C.N/kg D.N/m 解析:由 得加速度的单位为m/s2。由 得加速度的单位为N/kg。 答案:BC,1,2,3,4,5,5.物体静止在水平面上,当用F1=5 N的水平拉力拉物体时,物体的加速度为a1=1 m/s2,当用F2=8 N的水平力拉物体时,加速度为a2=2 m/s2。求: (1)物体的质量。 (2)物体所受的摩擦力大小。 解析:设物体的质量为m,物体所受的摩擦力为Ff。 当用F1的水平拉力拉物体时,根据牛顿第二定律有 F1-Ff=ma1。 当用F2的水平拉力拉物体时,根据牛顿第二定律有 F2-Ff=ma2。 联立解得Ff=2 N,m=3 kg。 答案:(1)3 kg (2)2 N,
