1、第七节第七节 力学单位力学单位 学习目标 1.知道单位制、基本单位和导出单位的概念，明确国际单位制中力学的三个基本物理量及其 单位.2.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法. 一、单位制的意义 单位制：由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制. (1)基本单位是可以任意选定的. (2)导出单位是由定义方程式与比例系数确定的. 二、国际单位制中的力学单位 (1)基本单位 长度单位米(m)、质量单位千克(kg)和时间单位秒(s). (2)常见的导出单位 速度的单位为米每秒(m/s)，加速度的单位为米每二次方秒(m/s2)，力的单位为牛，即千克米每二次方秒(1 N 1 kg m/s2)
2、. 现有以下一些物理量和单位，按下面的要求选择填空. 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)在国际单位制中，被选定的基本量有 . (2)国际单位制中的基本单位有 ，属于导出单位的有 .(均选填字母的代号) 答案 (1)E、H、I (2)F、J B、C 解析 (1)此题中给定的选项，在国际单位制中，被选定的基本量有质量、长度、时间，故此空填“E、H、 I”.(2)此题中给定的选项，在国际单位制中属于基本单位的有千克、秒，属于导出单位的有米/秒、牛顿， 故第一个空填“F、J”，第二个空填“B、C”. 一、对单位制的理解 导学探究
3、 某运动员的最快速度可以达到 10 m/s，某人骑助力车的速度为 35 km/h. (1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的最快速度与助力车的速度的大小关系？ (2)以上两个速度哪个大？ 答案 (1)不能. (2)10 m/s36 km/h35 km/h，所以运动员的最快速度较大. 知识深化 1.单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制. 2.国际单位制 (1)1960 年第十一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，叫作国际单位制. (2)国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克(
4、公斤) kg 时间 t 秒 s 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 说明：厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位，但不是国际单位制中的单位. 深度思考 (1)力的单位“牛顿”是基本单位还是导出单位？ (2)如何用基本单位表示压强的单位“帕斯卡”？ 答案 (1)牛顿是导出单位，不是基本单位，1 N1 kg m/s2 (2)根据公式 pF S及 Fma 可得 1 Pa1 N m21 kg/(m s 2). (多选)下列关于单位制及其应用的说法正确的是( ) A.基本单位和导出单位一起组
5、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中的单位表示，只要正确应用公式，其结果的单位就一 定是用这个单位制中的单位来表示的 D.一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定能确定单位关系 答案 ABC 解析 基本单位和导出单位一起组成了单位制， 选项 A 正确； 选用的基本单位不同， 构成的单位制也不同， 选项 B 正确；在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用公式，其结果 的单位一定是用这个单位制中的单位来表示的，选项 C 正确；物理公式可以确定各物理量间的数量关系， 同时也可以确定单位关系
6、，选项 D 错误. 针对训练 1 (2020 岷县一中高一期末)测量“国际单位制中的三个力学基本物理量”可用哪一组仪器( ) A.米尺、弹簧测力计、秒表 B.米尺、弹簧测力计、量筒 C.量筒、天平、秒表 D.米尺、天平、秒表 答案 D 二、单位制的应用 导学探究 如图 1 所示，圆锥的高是 h，底面半径是 r，某同学记的圆锥体积公式是 V1 3r 3h. 图 1 (1)圆锥的高 h、半径 r 的国际单位各是什么？体积的国际单位又是什么？ (2)将 h、r 的单位代入公式 V1 3r 3h，计算出的体积 V 的单位是什么？这说明该公式是对还是错？ 答案 (1)米(m) 米(m) 立方米(m3)
7、(2)由 V1 3r 3h，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. 知识深化 单位制的四个主要应用 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.推导物理量的单位：物理公式确定了各物理量的数量关系的同时，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 Fkx 中 k 的单位为 N/m，fFN中 无单位，Fkma 中 k 无单位
8、. 4.单位制可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. 质量 m200 g 的物体以加速度 a20 cm/s2做匀加速直线运动，则关于它受到的合外力的大小及单 位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是( ) A.F200204 000 N B.F0.20.2 N0.04 N C.F0.20.20.04 N D.F0.2 kg0.2 m/s20.04 N 答案 B 解析 在物理计算中，如果各物理量的单位都统一到国际单位制中，则最后结果的单位也一定是国际单位 制中的单位.在国际
9、单位制中 m0.2 kg， a0.2 m/s2， 力 F 的单位为 N.根据牛顿第二定律知 Fma0.20.2 N0.04 N，故选 B. 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. 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 fkSv2，则比例系数 k 的单位是( ) A.kg/m4 B.kg/m3 C.kg/m2 D.kg/m 答案 B 解析 将 fkSv2变形得 k f Sv2，采用国际单位制，式中 f 的单位为 N，即 kg m/s 2，S 的单位为 m2，速度的 二次方的单位可写
10、为(m/s)2.将这些单位代入得比例系数 k 的单位是 kg/m3，B 正确. 针对训练 2 有几名同学在一次运算中，得出了某物体位移 s 的大小与其质量 m、速度 v、作用力 F 和运动 时间 t 的关系式分别如下，其中可能正确的是( ) A.s v 2a B.s mv3 F C.sFt D.smv 2 2F 答案 D 解析 把各物理量的单位都用国际单位表示，v 的单位为 m/s，a 的单位为 m/s2，F 的单位为 kg m/s2，s 的 单位为 m，t 的单位为 s，m 的单位为 kg，由此可解出 A、B、C、D 计算结果的单位分别为 s、m2/s、kg m/s、 m，故 A、B、C 一定错误，D 可能正确.
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