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1、,人教版 必修一,第4节 力学单位制,第四章,牛顿运动定律,一、基本量、基本单位和导出单位 1.物理公式功能：物理学的关系式在确定了物理量之间的数量 关系的同时,也确定了物理量_间的关系。 2.基本量：被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他 _的一些量。 3.基本单位：_的单位。 4.导出单位：由基本量根据_推导出来的其他物理量 的单位。,单位,物理量,基本量,物理关系,【自我思悟】 凡是利用比值定义法得到的物理量,其单位都是导出单位吗? 提示：都是导出单位。因为这些物理量的单位都是根据物理学关系式推导出来的。,二、单位制和国际单位制 1.单位制：_单位和_单位一起组成单位制。 2.国际单
2、位制：1960年第11届国际计量大会制订了一种_ _的、包括一切计量领域的单位制。,基本,导出,国际,通用,3.国际单位制中的基本单位：,米,m,千克,kg,秒,s,4.力学中三个基本物理量及单位： (1)三个基本物理量：_、_和_。 (2)国际单位制中三个基本单位：_、_和_。,长度,质量,时间,米,千克,秒,【自我思悟】 在国际单位制中,所有的物理量都有单位吗? 提示：不是。例如,动摩擦因数、机械效率就没有单位。,【盲区扫描】 1.基本物理量和基本单位是两个不同的概念。 2.基本物理量的单位不一定是国际单位,如厘米。 3.导出单位也可以是国际单位,如米每秒。 4.力的单位牛顿是一个导出单位
3、。,一、对单位制的理解 深化理解 1.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。,2.单位制的组成：,【微思考】 两个物体的长度分别是1.60和150,你能说出哪个物体更长吗? 提示：很难说明。我们在对物理量进行描述时,除了有数字外,还必须有单位。要想比较物理量的大小必须加上单位。,【题组通关】 【示范题】(多选)在下面的物理量和单位中() 密度牛米每秒加速度长度质量 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
4、D.属于国际单位的是,【解题探究】(1)国际单位制中的基本单位与导出单位： 在国际单位制中,七个基本单位是_、_、_、安培、 开尔文、坎德拉、摩尔。 在国际单位制中,七个基本单位以外的单位都是_。,米,千克,秒,导出单位,(2)基本物理量与基本单位相同吗? 提示：基本物理量是物理量,基本单位指的是基本物理量的单位,基本物理量与基本单位的本质不同。,【规范解答】选B、C。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。牛、米每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。,【通关1+1】 1.下面哪一组单位属于国际单位制中的基本单位(
5、) A.米、牛顿、千克 B.千克、焦耳、秒 C.米、千克、秒 D.米每二次方秒、千克、牛顿 【解析】选C。在国际单位制中,物理学部分共有七个基本单位,分别是米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉,故选项C正确,选项A、B、D错误。,2.测量国际单位制规定的三个力学基本量,分别可用的仪器是下列哪一组() A.密度计、弹簧测力计、打点计时器 B.米尺、弹簧测力计、秒表 C.秒表、天平、量筒 D.米尺、天平、秒表 【解析】选D。国际单位制中的三个力学基本量为质量、长度、时间,它们的测量仪器分别是天平、米尺、秒表,故选项D正确,选项A、B、C错误。,【变式训练】1.(多选)关于力学单位制,下列说法正
6、确的是 () A.kg、m/s、N是导出单位 B.kg、m、s是基本单位 C.在国际单位制中,质量的单位可以是kg,也可以是g D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma,【解析】选B、D。所谓导出单位,是利用物理公式和基本单位推导出来的,kg、m、s是力学单位制中的三个基本单位,其他国际单位都是由这三个基本单位推导出来的,如牛顿(N)是导出单位,即1N=1kgm/s2,所以题中A项错误,B项正确;在国际单位制中,质量的单位只能是kg,C错误;在牛顿第二定律的表达式中, F=ma(k=1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立,D项正确。,2.(多选)关于国际单位制,下列说法
7、正确的是() A.国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制 B.各国均有不同的单位制,国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制 C.国际单位制是一种基本的单位制,只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位,则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位 D.国际单位制中的基本单位的物理量有长度、能量、时间,【解析】选A、B、C。国际单位制中,规定了七种基本量与基本单位,即长度(m)、质量(kg)、时间(s)、电流(A)、热力学温度(K)、物质的量(mol)、发光强度(cd)。国际单位制就是各国都要统一采用的通用单位制,故A选项正确。国际单位制的重要作用之一,就是便于世界各国在政治、经济
8、、科技、文化各个领域中的交流,故B选项正确。为了物理运算的简捷、方便,才有了国际单位制的统一规定。只要运算过程中各量均采用国际单位制中的单位,最终得到的结果也必然是国际单位制中的单位。这是国际单位制的又一重要作用,故C选项正确。国际单位制中规定基本单位的物理量中没有“能量”,故D选项错误。,【素养升华】 单位制的三个误区警示 (1)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。 (2)是国际单位的不一定是基本单位。基本单位只是组成国际单位制的一小部分,在国际单位制中,除七个基本单位以外的单位都是导出单位。 (3)物理量单位之间的
9、关系可以通过相应的物理公式导出,但并不是所有物理量的单位都可以互相导出。,二、单位制的应用 拓展延伸 1.简化计算过程的单位表达： 在解题计算时,已知量均采用国际单位制,计算过程中不用写出各个量的单位,只要在式子末尾写出所求量的单位即可。 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,Ff=FN中,无单位,F=kma中k无单位。 4.比较物理量的大小： 比较某个物理量不同
10、值的大小时,必须先把它们的单位统一,再根据数值来比较。,【微思考】 在学习了力学单位制后,李明同学由公式G=mg得g的单位是N/kg, 而赵宏同学由自由落体公式v=gt得g的单位为m/s2,于是二人发 生争执,都认为自己导出的单位正确,到底谁是谁非呢? 提示：都正确,1N/kg= =1m/s2。,【题组通关】 【示范题】质量为1.5t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.05倍,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5s内速度由36km/h增至54km/h。求汽车发动机的牵引力的大小。(g取10m/s2),【解题探究】 (1)将各物理量的单位统一到国际单位制： 1.5t =_kg,36km/h=_
11、m/s,54km/h=_m/s。 (2)怎样计算发动机的牵引力? 提示：由牛顿第二定律F合=F-Ff=ma可得发动机的牵引力F=ma+Ff。,1.5103,10,15,【规范解答】将各物理量的单位统一到国际单位制中, m=1.5t=1.5103kg, v0=36km/h=10m/s, v=54km/h=15m/s, t=5s。 因v=v0+at,F-Ff=ma,故F=ma+Ff= +0.05mg = N+0.051.510310N =2.25103N 答案：2.25103N,【通关1+1】 1.(拓展延伸)【示范题】中,若已知汽车发动机牵引力的大小为3.0103N,阻力与车重的比未知,求汽车所
12、受阻力的大小。 【解析】将各物理量的单位统一到国际单位制中, m=1.5t=1.5103kg, v0=36km/h=10m/s, v=54km/h=15m/s,t=5s。,因v=v0+at,F-Ff=ma, 故Ff=F-ma=F- =3.0103N- N =1.5103N 答案：1.5103N,2.一物体在2N的外力作用下,产生10cm/s2的加速度,求该物体的质量。下列有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而又规范的是(),【解析】选D。统一单位,F=2N,a=10cm/s2=0.1m/s2;由牛顿第 二定律可得m= = kg=20kg,D项既正确、又规范简洁。,【变式训练】1.(多选)在
13、初中阶段,我们曾经学过功W=Fl,下列关于功的单位,表示正确的是() A.JB.Nm C.kgm2/s3 D.kgm2/s2,【解析】选A、B、D。由W=Fl可知,功的单位是由力的单位和 位移的单位组成,在国际单位制中,功的单位是J,力和位移的 单位分别是N和m,故1J=1Nm,选项A、B正确;由F=ma可知,1N= 1kgm/s2,所以1Nm=1kgm2/s2,选项D正确,选项C错误。,2.某条道路上,规定车辆行驶速度不得超过30km/h,在一次交通事故中,肇事车是一辆卡车,测得这辆车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为7.6m。经过测试得知这种轮胎与路面间的动摩擦因数为0.7,请判断
14、该车是否超速。(g取10m/s2),【解析】由牛顿第二定律：F=ma 刹车时的合力：F=mg a= =7m/s2 由运动学公式v2-v02=2ax得 v0=10.3m/s=37.1km/h30km/h,所以该车超速。 答案：超速,【资源平台】备选角度：物理公式和物理单位的关系 【示范题】(多选)在以后的学习过程中,我们将遇到动能的表 达式Ek= mv2,关于动能的单位,下列各式中正确的是() A.kgm2/s2 B.Nm /s C. D.Nm,【标准解答】选A、D。由Ek= mv2得动能的单位是kg(m/s)2 =kgm2/s2=kgmm/s2=Nm,故选项A、D正确,选项B、C错 误。,巧用
15、单位制检验结果正误 【案例剖析】在解一文字计算题时(由字母表达结果的计算题), 一同学解得x= (t1+t2),用单位制的方法检验,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,【精讲精析】选B。由x= (t1+t2)可知,等式左边的单位是长 度的单位;而在国际单位制中,等式右边的单位是 s =m/s,是速度的单位,等式两侧单位不一样,所以,结果一定错误, 故选项B正确;单位制选的不同,只会影响比例系数,选项A、C、 D错误。,【名师指津】 用单位制检验结果正误的基本思路 (1)找出所求量的国际
16、单位; (2)推导出所得结果的代数式的单位; (3)根据单位制对结果做出基本的判断。如果所得结果的代数式的单位与所求量的单位相符,结果可能是正确的;如果所得结果代数式的单位与所求量的单位不相符,结果一定是错误的。,【自我小测】 1.声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关。根据单位制,检验下列关于空气中声速的表达式(k为比例系数,无单位)正确的是(),【解析】选B。可把p、的单位用基本单位表示,代入进行单 位运算,看得出的单位是否是v的单位。p的单位用国际单位制 中的基本单位表示：1Pa=1 =1 ,的单位用国际单位 制中的基本单位表示：kg/m3,代入A选项中,单位为m2/s2,显然 不是速度的单位,A错;代入B项得单位为m/s,B正确;代入C项为 s/m,也不是速度的单位,C错;同理D项单位为kg/(m2s),D错。,2.一个恒力作用在质量为m1的物体上,产生的加速度为a1;作用在质量为m2的物体上,产生的加速度为a2。若这个恒力作用在质量为m1+ m2的物体上,则产生的加速度等于(),【解析】选D。由于使质量为m1+ m2的物体产生的加速度的单位应与a1或a2的单位相同,
