高中物理人教版必修一 第四章第四节力学单位制

1、力学单位制,教学目标,知道力学中的几个基本量：质量（m）、长度（l）、时间（t），及它们的基本单位：千克（kg）、米（m）、秒（s）,知道除上述力学中的基本物理量的基本单位外，力学中的其他物理量的单位都是导出单位,知道单位制和国际单位制。能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际制单位,知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法,教学重点,教学难点,什么是基本单位，什么是导出单位,力学中的三个基本单位,单位制,同一单位后，计算过程的正确书写,在物理学中，用数量关系来表示一个物理量，除一些比例系数只有数字部分外，通常都包含数字部分和单位。,长度、位移： x = 10 m,物体的质量： m =

2、 5 kg,时间： t = 20 s,数字部分,单位部分,物理量单位的建立有利于测量或比较物理量的大小,物理量,单位,长度,m,时间,s,质量,kg,速度,物理关系式,F = ma,物理学的关系式确定了物理量之间的关系，同时它也确定了物理量的单位间的关系,m/s,加速度,m/s,力,N 或 kgm/s,国际单位制、基础单位、导出单位,倍数单位、分数单位,力学单位制,单位制,基 本 量,物理量,长度,时间,质量,密度,基本物理量的单位就是基本单位,由基本单位组合而成的单位就是导出单位,m,s,kg,m/s,m/s,N,基 本 单位,导出单位,单位制,、km、cm ,、min、hour ,、g、m

3、g ,、km/h ,、cm/s ,、kgm/s,速度,加速度,力,终点线,单位制,11 m/s,7200 dm/min,3.6 km/h,都是速度的单位,冲刺速度谁快？,需要统一,一般说来，物理量的单位可以任意选择，这样就会存在同一个物理量出现多个单位，与此对应存在多种单位制,单位制,一次因单位失误而导致的事故,1998年2月，美国宇航局发射一枚探测火星气象的卫星，预定于1999年9月23日抵达火星。,在设定环绕轨道半径时，没有进行单位换算，导致探测器离火星过近, 温度过高而起火，随后脱离轨道坠入火星的大气层 。,致使美国损失价值1.25亿美元的火星探测器,需要制定国际上统一的标准,单位制,中

4、国历史上，秦始皇统一度量衡。 战国时期，各国的度量衡都不一样，秦始皇统一度量衡，使长度、容量、重量，都有了统一的标准，便利了经济的发展。,古今中外都不一样，严重影响了科学技术的交流与发展，因此国际计量大会对此做出了规范，通过了国际单位制（代号为SI）,国际单位制,基 本 量,物理量,长度,时间,质量,速度,密度,基本物理量的单位就是基本单位,由基本单位组合而成的单位就是导出单位,m,s,kg,m/s,m/s,N,基 本 单位,导出单位,单位制,、km、cm ,、min、hour ,、g、mg ,、km/h ,、cm/s ,、kgm/s,国 际 单 位 制,（SI）,加速度,力,国际单位制,力

5、学,电 学,热 学,光 学,国际单位制七个基本量,长度,时间,质量,电流,温度,物质的量,发光强度,单位,m,s,kg,A,K,mol,cd,压强的公式,压强的单位,其中哪个是国际单位制中的单位？,国际单位制在运算中的应用,一物体静止在光滑水平面上，质量是7kg，在14N的水平恒力作用下，5s末的速度是多大？5s内通过的位移是多少？,解：根据已知条件，,并根据牛顿第二定律，有,在统一已知量的单位后，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,F,m = 7kg，F = 14N，t = 5s,国际单位制在运算中的应用,质量为500g的物体受力作用后获得10m/s的加速度，则

6、物体受到的合外力为多少牛？,解：从题中可看出，题目已给出了物体的质量和加速度，但均不是国际单位，因此需将其单位换成国际单位制中的单位。 物体质量m500g0.5kg 物体的加速度a10cm/s0.1m/s由牛顿第二定律：F=ma 得物体受到的合外力F0.50.1N0.05N,利用国际单位制运算时，不需要带单位运算，只要在每一个结果的后面写上正确单位即可。,统一使用力学单位制进行计算可以避免一些不必要的失误。,国际单位制在运算中的应用,一辆速度为4m/s的自行车，在水平公路上匀减速地滑行40m后停止。如果自行车和人的总质量是100kg，自行车受到的阻力是多大？,根据牛顿第二定律，可求出自行车受到

7、的阻力,F=ma=100(-0.2)N=-20N,负号表示阻力方向与v0方向相反,国际单位制的反思,为什么力学中选取长度、时间和质量做为基本量？,力学是研究物体运动变化的过程中力与运动关系的， 因此，联系物体自身性质的量（质量）和空间尺度的量（长度）以及时间，必然与物体受力后运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量也最基本 事实表明，用这三个量做基本单位，可以使力学中的单位数目最少。,国际单位制的应用,一辆以10m/s的速度行驶的汽车，刹车后经2s停下来。已知汽车的质量为4t，汽车所受的制动力有多大？,解： 汽车的质量m=4t=4000kg，初速度v0=10m/s，v=0m/s,汽车受到

8、的制动力为 F=ma=4000(-5)N=-20000N,负号表示与初速度方向相反,国际单位制的应用,一艘在太空飞行的宇宙飞船，开动推进器后，受到的推力是900N，开动3s的时间，速度的改变为0.9m/s，飞船的质量是多大？,解: 根据加速度的定义式得，飞船的加速度为,根据牛顿第二定律得，飞船的质量为,国际单位制的应用,解 汽车的质量m=2t=2000kg，初速度v=54km/h=15m/s,物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系,因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误,通过单位来判断一个推导出来的公式是否有错误,力学单位制之量

9、纲分析法,力学单位制之量纲分析法,根据其单位进行检查：,力学单位制之量纲分析法,力学单位制可以帮助我们检查记忆中物理公式是否正确和检查运算过程与结果,有位同学记下的匀变速直线运动的速度时间关系是Vt=V0t+at，试从单位角度分析说明此公式是错误的,单位：m/s=m/s s+m/s s,以上等号右边的两个单位是不能相加的， 显然以上公式是错误。,力学单位制之量纲分析法,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，若这个力作用在质量为m1+m2的物体上，则产生的加速度为（ ）,D,力学单位制之量纲分析法,声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关。下列速度的表达式（k为比例系数，无单位）中可能正确的是（ ）,B,量纲分析法的练习,在初中已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l，这个力对物体做的功W=Fl。我们还学过，功的单位是焦耳（J ）。请由此导出焦耳与基本单位米(m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系。,量纲分析法的练习,我们已经知道，作为自由落体加速度，g的单位是m/s；但我们在初中学过，作为质量与物体所受重力的比例系数，