2023-2024学年粤教版必修第一册 第四章　第七节　力学单位 课件（49张）

第七节力学单位核心素养目标物理观念(1)知道什么是单位制、基本单位和导出单位。(2)知道国际单位制中的与力学有关的三个基本单位。(3)了解国际单位制中7个基本单位。科学思维(1)能够根据物理量的定义式或者物理关系来推导其他物理量的单位。(2)能在运算过程中规范使用物理单位。CONTENTS目录新知预览·抓必备素养浸润·提能力知能演练·重落实课时跟踪检测新知预览·抓必备高效学习夯基固本1知识点一单位制的意义1．单位制：由____单位和____单位所组成的一系列完整的单位体制。2．单位制的影响因素基本单位是可以任意选定的，导出单位则是由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取不同，组成的单位制也就不同。3．统一单位制的意义(1)早在17世纪，人们就开始感觉到计量单位及计量制度的混乱对科技和生产发展的影响。(2)各种单位制的并存不仅对国际贸易有阻碍作用，而且也不利于各国间的科学文化交流。因此，统一单位制成为世界各国的共同要求。(3)单位制的形成、发展与科技的进步密切相关。基本导出4．单位制的发展过程(1)1795年，法国科学家创立了以米为基本单位的计量制度(米制)，成为国际上最早公认的通用单位制。随着科技的发展，米制又派生出许多适合于各种科技领域的不同单位制，如厘米、克、秒制，米、千克、秒制，绝对单位制等。(2)国际计量委员会于1956年将经过21个国家同意的计量单位制草案命名为国际单位制，并于1960年在第十一届国际计量大会上正式通过。国际单位制先进、实用、简单、科学，适用于文化教育、科学技术、经济建设等各个领域，已被世界各国及国际组织广泛采用。(3)1977年，我国明确规定要逐步采用国际单位制。1984年，国务院颁布《国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令》，该命令就是以国际单位制为基础制定的。知识点二国际单位制中的力学单位1．国际单位制：1960年第11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，简称SI制。2．在力学范围内，规定长度、____、____为基本单位。质量时间2018年11月16日，第26届国际计量大会(CGPM)表决通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议，该决议是SI自1960年创建以来最为重大的变革，是科学进步的里程碑。(1)kg、m、N都是国际单位制的基本单位。

()(2)基本单位一定是一个符号，一个符号的单位也一定是基本单位。

()(3)在国际单位制中，除了七个基本单位以外的单位都是导出单位。

()(4)在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式是F＝ma。

()(5)在力学单位制中，N/kg和m/s是相同的单位。

()(6)在国际单位制中，所有的物理量都有单位。

()××√√××素养浸润·提能力互动探究重难突破2要点一单位制的理解长度是我们生活中经常使用的物理量，也是具有单位最多的物理量之一，那么你能想到哪些长度单位？提示：厘米、米、千米；英尺、英寸、市尺、市寸；里、英里、海里；光年…1．单位制的意义(1)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。(2)同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。(3)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(1)【典例1】现有下列物理量或单位，按下面的要求填空。(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_________________。解析

题中所有选项中，属于物理量的是：密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填“A、D、E、H、I”。(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量的是______________。解析

在国际单位制中，作为基本单位的物理量有：质量、长度、时间，故此空填“E、H、I”。A、D、E、H、I

E、H、I

(3)在物理量的单位中不属于国际单位制中单位的是___________。解析

题中所给的单位中，不属于国际单位制中单位的是厘米，故此空填“G”。(4)在国际单位制中属于基本单位的是________，属于导出单位的是________。解析

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/秒和牛顿，故应填“F、J”“B、C”。GF、JB、C|易错警示|理解单位制的三个常见误区(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)物理量单位之间的关系可能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。

1．关于单位制，下列说法正确的是(

)A．力的单位“牛顿”属于基本单位B．位移的单位“米”是基本单位，但“千米”不是基本单位C．力学中规定长度、质量、时间为基本物理量，它们的单位中“米”“千克”和“秒”为国际基本单位D．如果采用不同的物理量作为基本物理量，导出的单位随之不同。但采用相同的基本物理量，采用的基本单位不同，导出的单位是相同的C

解析：力的单位“牛顿”属于导出单位，选项A错误；位移是基本物理量，对应的单位都是基本单位，选项B错误；力学中规定长度、质量、时间为基本物理量，基本物理量的单位都是基本单位，它们的单位中“米”“千克”和“秒”为国际基本单位，故C正确；如果采用不同的物理量作为基本物理量，或者虽然采用相同的基本物理量，但采用的基本单位不同，导出的单位随之不同，选项D错误。2．(多选)在国际单位制中，下列说法中正确的是(

)A．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的B．m和s都是国际单位制中力学的基本单位C．千克是国际单位制中力学的三个基本物理量之一D．m/s、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位解析：在国际单位制中力的单位是牛顿，它是属于导出单位，是根据牛顿第二定律F＝ma定义的，1N就是使质量1kg的物体产生1m/s2加速度的力，故A正确；在国际单位制中，力学的三个基本单位是kg、m、s，故B正确；国际单位制中力学三个基本量是：长度、质量、时间，而千克只是质量的单位即基本单位，不是基本物理量，故C错误；在国际单位制中，m/s、N、m/s2都是导出单位，故D正确。ABD

要点二单位制的应用1．简化计算过程的单位表达解题计算时，在统一已知量的单位后，就不必写出各个量的单位，只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物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，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＝μFN中的μ无单位，F＝kma中的k无单位。4．检验表达式的正误对某个表达式中各量的单位统一成国际单位，则计算结果的单位与待求量的国际单位一致时，该表达式才可能是正确的。若计算结果的单位不对，则表达式一定错误。解析

不同意，原因是单位未统一到同一单位制中，正确解法如下：s＝10cm＝0.1m，m＝10g＝10－2kg，由运动学公式：vt2－v02＝2as得：由牛顿第二定律：F＝ma＝10－2×(－2．5×105)N＝－2．5×103N。所以子弹对木板的平均作用大小为2．5×103N，负号表示与速度反向。答案

见解析1．一物体在2N的外力作用下，产生10cm/s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简捷而又规范的是(

)解析：物理计算中，在进行数量运算的同时，也要注意单位运算。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；也可以把题中已知量的单位都用国际单位制单位表示，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，只在结果后面写出正确单位即可。在备选的四个选项中，A、C均错误，B项解题过程正确，但不简捷，只有D项中单位运用正确，且过程简捷、规范，故选D。D

|要点回眸|

知能演练·重落实内化知识巩固技能31．在力学范围内，国际单位制规定了三个基本量，下列仪器所测的物理量不是基本量的是(

)解析：国际单位制中，规定力学中三个基本单位分别是米、千克、秒，其物理量规定为基本物理量，分别是长度、质量、时间，测量使用的仪器分别是刻度尺、天平和秒表(或钟表)。弹簧测力计是测量力的仪器。由以上的分析可知B所测的物理量不是基本量。故选B。B

2．以下属于力学国际单位制中的基本单位的是(

)①kg

②m/s

③N

④m

⑤s

⑥g

⑦m/s2

⑧cmA．①③④

B．①④⑤C．②③⑦ D．⑤⑥⑧解析：力学中选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位，三个物理量对应的国际单位分别是米(m)、千克(kg)和秒(s)，选项B正确。B

3．张扬同学参加了1000米跑、肺活量、引体向上、投掷实心球等项目的身体素质测试，其测试成绩中用国际单位制单位进行计量的是(

)A．1000米跑：3分10秒 B．肺活量：3200毫升C．引体向上：15次 D．投掷实心球：14．5米解析：时间的国际单位是秒，分不是国际单位制单位，故A错误；体积的国际单位是立方米，毫升不是国际单位制单位，故B错误；国际单位制中次数没有单位，次不是国际单位制单位，故C错误；米是国际单位制单位，故D正确。D

4．在失重的太空，地面的测重方式不再奏效。航天员想知道自己是胖了还是瘦了，需要一种专门的“质量测量仪”。如图所示“太空授课”的助教聂海胜将自己固定在支架一端，王亚平将连接运动机构的弹簧拉到指定位置。松手后，拉力使弹簧回到初始位置。这样，就测出了聂海胜的质量——74千克。(1)你能简述这种特殊的“质量测量仪”的工作原理吗？解析：“质量测量仪”的工作原理是利用牛顿第二定律F＝ma。如果知道F和a，就可算出m。弹簧产生的力F，同时装置测出身体运动的加速度a，最后通过计算，就可以算出质量m。答案：见解析(2)如果测量时系统产生恒定外力的大小约为30N。测出航天员运动的加速度约为0.4m/s2，求该航天员的质量。解析：飞船在太空中处于完全失重状态(后面会讲到，此时不考虑重力)，根据牛顿第二定律得：F＝ma可得该航天员的质量为：课时跟踪检测41．关于力学单位制，下列说法正确的是(

)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gD．在其他单位制中，牛顿第二定律的表达式都是F＝ma解析：所谓导出单位，是利用物理公式和基本单位推导出来的，力学中的基本单位只有三个，即kg、m、s，其他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＝1kg·m/s2(F＝ma)，所以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项错误。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项错误。B

2．关于国际单位制，下列说法错误的是(

)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，国际单位制是为了方便交流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，则最后得出的结果的单位必然是国际单位制中的单位D．国际单位制中的基本单位所对应的物理量是长度、能量、时间D

解析：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统一采用的通用单位制，故A正确，D错误。国际单位制的重要作用之一，就是便于在世界各国的政治、经济、科技、文化等领域中的交流，故B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，最终得到的结果的单位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正确。3．(多选)关于下面物理量和单位的说法正确的是(

)①密度②牛③米每秒④加速度⑤长度⑥质量⑦千克⑧时间A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧B．属于国际单位制中基本单位的是⑦C．属于国际单位制单位的是②③⑦D．属于国际单位制单位的是④⑤⑥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。千克是国际单位制中的基本单位，牛、米每秒是国际单位制中的导出单位，都属于国际单位制单位。故B、C正确。BC

4．下列仪器测量的物理量不是力学基本量的是(

)A．托盘天平 B．刻度尺C．秒表 D．测力计解析：托盘天平是测量质量的仪器，测量的是力学基本量，所以A不符合题意；刻度尺是测量长度的仪器，测量的是力学基本量，所以B不符合题意；秒表是测量时间的仪器，测量的是力学基本量，故C不符合题意；测力计是测量力的仪器，力不是基本物理量，所以D符合题意。D

5．(多选)下列说法正确的是(

)A．物理学公式在确定物理量数值关系的同时，也确定了物理量单位间的关系B．力学中所选定的基本量有力、质量、时间C．基本量的单位叫作基本单位D．由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位解析：物理量通常是由数值和单位组成的(少数物理量例外，如动摩擦因数无单位)，所以物理学公式在确定物理量数值关系的同时，也确定了物理量单位间的关系，选项A正确；力不是基本量，选项B错误；基本量的单位叫作基本单位，选项C正确；由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位，选项D正确。ACD

6．2020年11月10日，“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m。潜水器下潜到最深处时，潜水器需承受的压强超过110MPa，相当于潜水器外表面每1m2的面积上要承受超过1．1×108N的压力。下列说法正确的是(

)A．“N”与“m”都是国际单位制中的基本单位B．“MPa”是国际单位制中的基本单位C．“m2”是国际单位制中的导出单位D．在力学的分析计算中，只能采用国际单位制单位，不能用其他单位解析：

“N”不是国际单位制中的基本单位，A错误；“MPa”不是国际单位制中的基本单位，B错误；“m2”是国际单位制中由基本单位“m”导出的单位，C正确；力学的分析计算中，可以采用其他单位，但采用国际单位制单位更加方便，D错误。C

7．飞机起飞时受到的升力的大小F与飞机运动速率的平方v2成正比，即F＝kv2，比例系数k的单位用国际单位制的基本单位表示为(

)A．N·s2/m2

B．N·s/mC．kg/m D．kg·m/s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，可知选项B、D可能正确。BD

9．一质量为200g的物体在外力作用下，产生了20cm/s2的加速度，试求物体所受的合外力F。下列四种运算过程中，单位运用正确、简洁且规范的是(

)A．F＝ma＝200×20N＝4000NB．F＝ma＝0.2kg×0.2m/s2＝4．0×10－2NC．F＝ma＝0.2×0.2＝4．0×10－2ND．F＝ma＝0.2×0.2N＝4．0×10－2N解析：A中运算未统一单位，故A不符合题意；B中运算虽然正确但未省略单位运算，不简洁，故B不符合题意；C中运算不规范，代入数值时未写单位N，故C不符合题意；D中运算注意了统一单位，又简洁、规范，故D符合题意。D

10．我们生活中的许多实际现象如果要用物理规律严格地进行求解往往会很复杂，甚至可能无法求解，而有些问题用量纲分析法就简便得多。比如，鸟能够飞起来的必要条件是空气对鸟的升力大于鸟的重力，设空气对鸟的升力为F，它与鸟的翅膀面积S和飞行速度v有关，另外鸟是在空气中飞行的，因而可能与空气的密度ρ有关，人们猜测F与这些有关因素之间的关系式为F＝CSavbρc，其中C为无单位的常数。根据单位分析的方法，你认为该公式中的a、b、c应分别为(

)A．a＝1，b＝1，c＝1 B．a＝1，b＝2，c＝1C．