2019-2020学年新教材高中物理 第4章 第4节 力学单位制课件 新人教版必修第一册

第4节力学单位制第四章运动和力的关系学习目标1.知道单位制、基本单位和导出单位的概念．2．明确国际单位制中七个基本物理量和力学中三个基本物理量及其单位．(重点)3．知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法.第四章运动和力的关系核心素养形成脉络第四章运动和力的关系一、基本单位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物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l______m质量m____________时间t____________电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n摩[尔]mol发光强度I，(IV)坎[德拉]cd米千克kg秒s4.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思维辨析(1)物理量的单位均可以互相导出．()(2)一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示，这个物理量的单位一定是导出单位．()(3)在力学的分析计算中，只能采用国际制单位，不能采用其他单位．()(4)力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒．()(5)单位制中导出单位可以用基本单位来表示．()(6)厘米cm、克g、小时h都属于国际单位制单位．()提示：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×基础理解(1)(2019·宿州期末)给出以下物理量或单位：a.米b．牛顿c．加速度d．米/秒2e．质量f．千克g．时间h．秒j．长度．下列说法正确的是()A．a，b，d，f属于基本单位B．a，f，h属于基本单位C．a，e，g属于基本量D．b，g，j属于基本量提示：选B.属于国际单位制中基本单位的是米、千克和秒，故a、f和h属于基本单位，故A错误，B正确；力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量和时间，属于基本物理量的是e、g和j，故C、D错误．(2)质量为10g的子弹，以300m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出的速度是200m/s.若木板厚度为10cm，求子弹对木板的平均作用力．小明同学的解法如下，你同意他的解法吗？由运动学公式：v2－v20＝2ax得：a＝v2－v202x＝2002－30022×10m/s2＝－2.5×103m/s2由牛顿第二定律：F＝ma＝10×(－2.5×103)N＝－2.5×104N.提示：不同意，原因是单位未统一到同一单位制中，正确解法如下：x＝10cm＝0.1m，m＝10g＝10－2kg，a＝v2－v202x＝2002－30022×0.1m/s2＝－2.5×105m/s2，F＝ma＝10－2×(－2.5×105)N＝－2.5×103N，负号表示力的方向与速度方向相反．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5m/s，某人骑自行车的速度为19km/h.(1)某同学单凭所给两个速度的数值能否判断老师健身跑步的速度与某人骑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？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5m/s＝5×3.6km/h＝18km/h，故自行车的速度较大．【核心深化】1．国际单位与基本单位国际单位不一定是基本单位．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．2．单位制的组成现有下列物理量或单位，按下面的要求填空．(选填选项前的字母)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，作为基本单位的物理量的是_____________________________．(3)在物理量的单位中不属于国际单位制中单位的是________．(4)在国际单位制中属于基本单位的是________，属于导出单位的是________．[解析](1)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)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)G(4)F、JB、C(2019·九江期末)2018年11月13～16日，第26届国际计量大会(CGPM)在巴黎召开，会议通过了关于“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一次变革，是科学进步的里程碑．根据决议，SI基本单位中有4个被重新定义．以下单位中哪个是本次大会被重新定义的()A．千克B．秒C．米D．牛顿解析：选A.根据“修订国际单位制(SI)”的1号决议的定义，质量的基本单位仍为千克，但被重新定义．时间的单位与长度的单位没有被重新定义．牛顿仍然是导出单位，故A正确，B、C、D错误．(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)一个物理量的单位如果用两个或两个以上的基本单位符号表示，这个物理量的单位一定是导出单位，如m/s、m/s2、kg/m3等，用一个符号表示的单位不一定是基本单位，如N、J、W都是导出单位．(3)千万不要认为单位制只有一种，国际单位制只是诸多单位制中的一种，选用不同的基本单位，则组成的单位制就不同，我们要学会灵活运用知识．单位制的应用【核心深化】1．根据单位制中的基本单位和导出单位，可以利用物理公式推导出其他物理量的单位，并确定该公式的比例常数．例如，在国际单位制中，根据牛顿第二定律，使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力为1N，即1N＝1kg·m/s2，这时F＝kma中，k＝1，所以F＝ma.2．根据物理量的单位可以发现错误．在查阅资料或进行计算的过程中，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．3．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中的单位，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，这样求得的物理量的单位也是国际单位制中的单位．在解一文字计算题中(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得x＝F2m(t1＋t2)，用单位制的方法检查，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[思路点拨]可以将右边的F、时间t和质量m的单位代入公式看得到的单位是否和位移x的单位一致．[解析]由x＝F2m(t1＋t2)式，左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结果一定是错误的，单位制选用得不同，只影响系数，故A、C、D错，B对．[答案]B(2019·福建漳州高一期中)轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指标．近来，一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时，提出了一个新的概念，叫做“加速度的变化率”，用“加速度的变化率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，并认为，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适．下面四个单位中，适合做加速度的变化率单位的是()A．m/sB．m/s2C．m/s3D．m2/s3解析：选C.新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等于加速度的变化量与时间的比值，而加速度的单位是m/s2，所以新物理量的单位应该是m/s3，所以C正确．1．(多选)关于单位制，下列说法中正确的有()A．在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位中的基本单位B．因为力的单位是牛顿，而1N＝1kg·m/s2，所以牛顿是导出单位C．各物理量采用国际单位制中的单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位D．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系解析：选BCD.“力”虽然是力学中的一个基本概念，但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位．力学中的基本单位是千克、米和秒，其他皆为导出单位．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量之间的单位关系．已知量采用国际单位制中的单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位，单位制在力学计算中的意义正在于此，选项B、C、D正确．2．下列关于单位制及其应用的说法中，不正确的是()A．基本单位和导出单位一起组成了单位制B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同C．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制的单位表示，只要正确应用物理公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系解析：选D.A、B选项为单位制的一般性描述，是正确描述；在物理计算中，物理公式既确定了各物理量间的数量关系，又同时确定了其单位关系，故错误说法为D项．3．(2019·江苏月考)2018年11月16日，第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位定义．下列器材中，哪个不是测量力学基本物理量的工具()解析：选C.基本物理量指单位为国际基本单位的物理量，有长度，质量，时间等七个．天平测量质量，单位是kg，是测量力学基本物理量的工具；打点计时器测量时间，是测量力学基本物理量的工具；弹簧测力计测力，单位是N，不是测量力学基本物理量的工具；刻度尺测量的是长度，是测量力学基本物理量的工具．4．物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强，其定义式为p＝FS，单位是帕斯卡(Pa)，是一个导出单位．在国际单位制中，力学的基本单位有：千克(kg)、米(m)、秒(s)，用上述单位表示压强的单位应为()A．kg·m·s2B.kgm·s2C．kg·m2·s2D.kgm2·s2解析：选B.压强定义式为p＝FS，它的单位是帕斯卡(Pa)，根据牛顿第二定律知，1N＝1kg·m/s2，而面积S的单位是m2，所以1Pa＝1kgm·s2，选项B正确．5．质量为1.5t的汽车在前进中受到的阻力是车重的120，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)解析：计算时把各物理量的单位统一到国际单位制中．因v＝v0＋at，F－F阻＝ma，故F＝ma＋F阻＝m（v－v0）t＋0.05mg，已知v0＝36km/h＝10m/s，v＝54km/h＝15m/s，t＝5s，m＝1.5t＝1.5×103kg，代入以上数据，计算得F＝1.5×103×（15－10）5N＋0.05×1.5×103×10N＝2.25×103N.答案：2.25×103N