2015-2016学年高中物理 4.4 力学单位制课件 新人教版必修1

4力学单位制学习目标思维脉络1.了解什么是单位制,知道力学中的三个基本单位。2.知道物理公式和物理量的关系。3.明确单位制在物理计算中的应用。一二一、基本量、基本单位和导出单位1.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。2.基本单位和导出单位两种单位定义举例基本单位被选定的基本物理量的单位在力学中被选定为基本量的是长度、质量、时间,它们的单位分别是米、千克、秒导出单位由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位在力学中,由三个基本单位推导出的导出单位主要有速度、加速度、力、压强、密度、功和功率、动能、势能等一二二、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:国际通用的,包括一切计量领域的单位制。3.国际单位制中的物理基本单位有七个,见下表:物理名称长度质量时间电流热力学温度物质的量发光的强度物理量符号lmtITnI单位名称米千克秒安开尔文(开)摩尔(摩)坎德拉(坎)单位符号mkgsAKmolcd4.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。一二警示一些常用单位,如厘米、克、升、千米每小时等属于单位制中的常用单位。练一练下列单位:①m,②N,③s,④J,⑤m/s,⑥m/s2,⑦kg中,属于国际单位制中的基本单位的是()A.①③B.都是C.①③⑦D.只有⑥不是解析:在题目给出的七个单位中只有①③⑦是国际单位制中的基本单位,其他的均为导出单位。答案:C探究一探究二探究一对单位制的理解问题导引赛车比赛中两辆摩托车的速度分别为v1=160km/h,v2=50m/s,甲同学说v1v2,乙同学说v1v2。哪个同学说得对?为什么?警示乙同学说得对,比较两车的速度大小前应先统一单位,v2=50m/s=180km/hv1。探究一探究二名师精讲1.基本单位基本单位是根据物理量运算中的需要而选定的几个基本物理量的单位。力学中选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位。2.导出单位它是由基本物理量根据物理关系式推导出来的物理量的单位。例如,速度的单位米每秒、力的单位牛顿(千克米每二次方秒)。3.国际单位制它是一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。它选择物理学中的七个物理量的单位作为基本单位,并由此导出了其他物理单位。探究一探究二4.基本单位和导出单位的区分(1)基本物理量的所有单位均为基本单位,但是基本单位并非都是国际单位制中单位,国际单位制中单位也不一定是基本单位。要从概念上理解基本单位与国际单位之间的联系与区别。(2)只用一个符号表示的单位不一定就是基本单位,例如牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位,它们是导出单位。(3)两个或更多的符号表示的单位也可能是基本单位,例如千克(kg)就是基本单位。警示(1)导出单位由基本单位通过物理量间的关系式推导而来。(2)基本单位全是国际单位制中单位时,由此推出的导出单位一定是国际单位制中的单位。(3)基本单位中用常用单位时,由此推出的导出单位一定是常用单位。探究一探究二例题1现有下列物理量或单位,按下面的要求选择填A.力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K.米(1)属于物理量的是(只填代号);(2)在国际单位制中,其单位作为基本单位的物理量有;(3)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:(1)属于物理量的是A、D、E、H、I。(2)在国际单位制中,其单位作为基本单位的物理量有E、H、I。(3)在国际单位制中属于基本单位的是F、J、K,属于导出单位的是B、C。答案:见解析探究一探究二反思(1)区分物理量和物理量的单位,不要把两者混淆;(2)区分基本量的国际单位和非国际单位,如质量是基本量,它的单位中,千克是国际单位制中的单位,克、吨是非国际单位制中的单位,但它们都是基本单位。探究一探究二�变式训练�导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是()A.加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的B.加速度的单位是m/s2,由公式a=Δ𝑣Δ𝑡可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的C.加速度的单位是m/s2,由公式a=𝐹𝑚可知它是由N、kg两个基本单位组合而成的D.以上说法都是正确的解析:在力学中选长度、时间、质量的单位为基本单位,而m/s、N都是导出单位,选项B、C、D错误,A正确。答案:A探究一探究二探究二单位制在物理计算中的应用问题导引如图所示,雪橇受到几个力的作用,若已知各个力的大小和方向求合力。在解题过程中,怎样合理应用单位制,才能做到既简单又不容易产生错误?警示把题目中的已知量用国际单位制表示,若不是国际单位的首先要转化为国际单位,计算的结果同样要用国际单位表示,这样,计算过程中,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。探究一探究二名师精讲1.简化表达式书写在利用物理公式进行计算时,为了在代入数据时不使表达式过于繁杂,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,只要在所求结果后面写上对应的单位即可。2.检验计算的结果各量的单位统一成国际制单位,只要正确地应用公式,计算结果必定是用国际单位制单位来表示的,只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在国际单位制中的单位完全一致时,该运算过程才可能正确。若所求物理量的单位不对,则结果一定错。警示(1)较长或较大的单位,统一成国际制单位时,如不方便书写,可用科学计数法表示。如:长度1μm,计为10-6m。(2)国际单位制之外,实际应用中还保留一部分单位,如:长度的单位光年,速度的单位km/h。探究一探究二例题2一辆质量为4×103kg的汽车在水平地面上匀速行驶。某个时刻关闭发动机,经过20s滑行40m而停止下来,求汽车所受阻力为多大?点拨:解析:选汽车为研究对象,则根据速度公式和位移公式可得0=v0-at根据位移公式,得x=v0t-12at2由以上两式解得a=2𝑥𝑡2,v0=2𝑥𝑡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,则a=2×40202m/s2=0.2m/s2v0=2×4020m/s=4m/s根据牛顿第二定律知汽车所受阻力F=ma=4×103×0.2N=800N。答案:800N探究一探究二反思(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。123451.测量国际单位制规定的三个力学基本物理量,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:D123452.(多选)下列哪些物理量的单位是导出单位()A.力的单位NB.压强的单位PaC.长度的单位mD.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:ABD123453.下列有关力学单位制的说法中,不正确的是()A.在力学的分析计算中,只能采用国际单位,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:A123454.(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/s2B.m/s2C.N/kgD.N/m解析:由a=Δ𝑣Δ𝑡得加速度的单位为m/s2。由a=𝐹𝑚得加速度的单位为N/kg。答案:BC123455.物体静止在水平面上,当用F1=5N的水平拉力拉物体时,物体的加速度为a1=1m/s2,当用F2=8N的水平力拉物体时,加速度为a2=2m/s2。求:(1)物体的质量;(2)物体所受的摩擦力。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=2N,m=3kg。答案:(1)3kg(2)2N