2019-2020新教材高中物理 4.4 力学单位制课件 新人教版必修1

4.力学单位制一、基本量、基本单位和导出单位【思考】上面这些仪器所测物理量的单位是什么?提示:单位依次为N、s、m、kg。1.物理公式的功能: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物理量的一些量。单位3.基本单位和导出单位:(选填:①秒②力③速度④米每二次方秒⑤米⑥千克)定义举例基本单位被选定的基本物理量的单位_______导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位___①⑤⑥④二、单位制和国际单位制【思考】某运动员的最快速度可以达到10m/s,某人骑助力车的速度为35km/h,哪个速度大?提示:35km/h≈9.72m/s10m/s。运动员的速度大。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:1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、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______质量m______时间t______电流I安[培]A③⑥②④①⑤(选填:①秒②千克③米④kg⑤s⑥m)物理量名称物理量符号单位名称单位符号热力学温度T开[尔文]K发光强度I,(IV)坎[德拉]cd物质的量n摩[尔]mol一基本单位1.国际单位制:2.常用单位制:【思考·讨论】《三国演义》第一回:玄德回视其人,身长八尺,豹头环眼,燕颔虎须,声若巨雷,势如奔马。此处描述的是张飞,现在来看张飞的身高约多少米?(科学思维)提示:(三国一尺大约23.1cm),约合现今1.85米。【典例示范】关于物理量或物理量的单位,下列说法正确的是()世纪金榜导学号A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、速度为三个基本物理量B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位C.“m”“kg”“N”都是国际单位制的单位D.1N/kg=9.8m/s2【解题探究】(1)力学中的基本物理量有哪些?提示:质量、长度、时间。(2)“牛顿”是基本单位吗?提示:不是。“牛顿”是导出单位。【解析】选C。在力学中,质量、长度及时间作为基本物理量,其单位作为基本单位,所以A错误;牛顿是根据牛顿第二定律推导出来的单位,所以牛顿是导出单位,不是基本单位,所以B错误;“m”“kg”“N”都属于国际单位制的单位,其中,“m”“kg”是基本单位,“N”是导出单位,故C正确;由a=可知,1N/kg=1m/s2,故D错误。Fm【素养训练】1.下列说法中正确的是()A.力的单位N是国际单位制中的基本单位B.加速度的单位m/s2是国际单位制中的基本单位C.速度的单位m/s是国际单位制中的导出单位D.长度的单位km是国际单位制中的导出单位【解析】选C。牛顿是由牛顿第二定律公式推导得出的单位,为导出单位,所以A错误;米/秒2是由加速度的定义式推导得出的单位,为导出单位,故B错误;米/秒是由速度的定义式推导得出的单位,为导出单位,所以C正确;力学中基本物理量分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为m、kg、s,km也是长度单位,但不是国际单位制中的单位,所以D错误。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,C正确,D错误。【补偿训练】1.下列说法中正确的是()A.力、位移、平均速率都是矢量B.牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来直接验证C.单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位D.长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量【解析】选C。平均速率是标量,A错误;牛顿第一定律的内容是在物体不受任何外力的作用下,而现实生活中没有不受任何外力的物体,所以牛顿第一定律是在实验的基础上,结合推理得出来的;因此不是通过实验直接得出的,B错误;长度、质量、时间是国际单位制中三个基本物理量,它们的单位米、千克、秒是国际单位制中的力学基本单位,C正确;力属于导出单位的物理量,故D错误。2.以下说法正确的是()A.在任何单位制中,牛顿第二定律的公式F=kma中的k都等于1B.牛、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位C.17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时,提出了著名的斜面实验,其中应用到的物理思想方法属于“理想实验”法D.在课本实验“验证力的平行四边形定则”中,用到了“控制变量法”【解析】选C。在国际单位制中,规定使1kg的物体产生1m/s2的力是1N,故F=kma中的k等于1;在其他单位制中,F=kma中的k不一定等于1,故A错误;三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为米、千克、秒,故B错误;17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时,提出了著名的斜面实验,其中应用到的物理思想方法属于“理想实验”法;其中的斜面是理想斜面,是实际的斜面的理想化处理,故C正确;在课本实验“验证力的平行四边形定则”中,用到了“等效替代法”,故D错误。二国际单位制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.推导物理量或比例系数的单位: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或比例系数的单位。3.比较物理量的大小:比较某个物理量的大小时,必须先把它们的单位统一,再根据数值来比较。4.检查物理量关系式的正误:根据物理量的单位,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。【思考·讨论】如图所示,圆锥的高是h,底面半径是r,某同学认为圆锥体积公式是V=πr3h。你认为该公式是正确的还是错误的?为什么?(科学思维)13提示:错误。由V=πr3h,可得V的单位是m4,与体积的国际单位m3相矛盾,说明该公式是错的。13【典例示范】在下列物理量和单位中,正确的说法是()世纪金榜导学号①焦耳②牛顿③米/秒④加速度⑤长度⑥质量⑦千克⑧时间A.属于国际单位制中力学基本单位的是①⑤⑥⑧B.属于国际单位制中力学基本单位的是②⑦C.属于国际单位制中单位的是①②③⑦D.属于国际单位制中单位的是④⑤⑥【解析】选C。国际单位制中力学基本单位是米、千克、秒,牛顿不是基本单位,长度、质量和时间是基本物理量。故A、B错误;属于国际单位制中单位的是焦耳、牛顿、米/秒、千克。故C正确,D错误。【素养训练】关于国际单位制下列叙述中正确的是()A.在力学的国际单位制中,力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位B.牛顿、千克米每二次方秒都属于力的单位C.在厘米、克、秒制中,重力加速度g的值等于9.8cm/s2D.中华人民共和国计量法规定:中华人民共和国采用市制单位【解析】选B。在力学的国际单位制中,时间的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位,故A选项错误;单位制中的导出单位就是依据基本单位,由物理的规律公式推导而得到的。规定力的单位是牛顿,由牛顿第二定律得,F=ma,1N=1kg·m/s2,故B选项正确;在物理问题的分析计算过程中,可以采用不同的力学单位制,并非只能采用国际制单位而不能采用其他单位。但在同一运算式中必须采用同一单位制。这是物理问题的求解过程中必须遵循的一个基本原则。在厘米、克、秒制中,重力加速度g的值等于9.8m/s2,故C错误;我国采用的也是国际单位,故D选项错误。【补偿训练】1.下列说法正确的是()A.在国际单位制中,质量的单位是g,也可以是kgB.kg,m/s,N是导出单位C.牛顿第一定律可以通过现实的实验得到验证D.牛顿第二定律的表达式F=kma只有在国际单位制中,比例系数k才为1【解析】选D。在国际单位制中,质量的单位是kg,在国际单位制中,每一个物理量只有一个国际单位,A错误;kg不是导出单位,B错误;牛顿第一定律是逻辑思维的产物,不能通过现实的实验得到验证,C错误;在牛顿第二定律的表达式F=kma中,只有F、m和a的单位在国际单位制中,比例系数k才为1,D正确。2.给出以下物理量或单位,下列说法正确的是()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【解析】选B。属于国际单位制中基本单位的是米、千克和秒,故a、f、h属于基本单位,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、时间,属于基本物理量的是e、g、j,故C、D错误。【拓展例题】考查内容:由物理公式推导未知物理量的单位【典例】雨滴在空气中下落,当速度比较大的时候,它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比,与其横截面积成正比,即Ff=kSv2,则比例系数k的单位是()A.kg/m4B.kg/m3C.kg/m2D.kg/m【解析】选B。由Ff=kSv2得1kg·m/s2=k·m2·m2/s2,k的单位为kg/m3,B正确。【课堂回眸】