2019人教版高中物理必修1《4.4 力学单位制》学案（含解析）

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1、4力学单位制学科素养与目标要求物理观念：1.知道单位制、基本单位和导出单位的概念.2.知道国际单位制及七个基本量和基本单位.3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法，掌握运算过程中单位的规范使用方法1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单位的一些物理量，如力学中有长度、质量、时间2基本单位：所选定的基本量的单位(1)物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位(2)在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)等质量的单位有克(g)、千克(kg)等时间的单位有秒(s)、分钟(min)、小时(h)等3导出单位由基

2、本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，例如速度的单位“米每秒”、力的单位“牛顿”(千克米每二次方秒)4单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制5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(1)国际单位制中的基本量国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电流(I)、热力学温度(T)、发光强度(I)、物质的量(n)七个量为基本量(2)国际单位制中的力学基本单位长度l，单位：m；质量m，单位：kg；时间t，单位：s.现有以下一些物理量和单位，按下面的要求选择填空(均选填字母的代号)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

3、间J千克(1)属于物理量的有_(2)在国际单位制中，被选定的基本量有_(3)在国际单位制中的基本单位有_，属于导出单位的有_答案(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)F、JB、C解析(1)此题中给定的选项内，属于物理量的有密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填“A、D、E、H、I”(2)此题中给定的选项内，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”(3)此题中给定的选项内，在国际单位制中是基本单位的有千克、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、单位制的理解如图1，某运动员的最快速度可以达到10 m/s，某人骑

4、助力车的速度为35 km/h.图1(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的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，所以运动员的速度较大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)不同的单位制在换算中容易出差错，对国际科学技术交流及商业往来极不方便，因此有必要在国际上实行统一的单位标准.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，叫国际单位制，简称SI.(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kg

5、时间t秒s电流I安培A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例1(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

6、，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这个单位制中的单位，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，选项D错误二、单位制的应用如图2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Vr3h.图2(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Vr3h，计算出的体积V的单位是什么？这说明该公式对还是错？答案(1)米(m)、米(m)、立方米(m3)(2)由Vr3h，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

7、是错的单位制的应用主要有以下几个方面：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，FfFN中无单位，Fkma中k无单位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

8、公式或计算结果肯定是错误的例2为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速v120 km/h，假设前方车辆突然停止，汽车司机从发现这一情况，经操控刹车，到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)t0.50 s，刹车时汽车受到阻力的大小Ff为汽车重力的0.40倍，则该高速公路上汽车间的安全距离x至少为多少？重力加速度g取10 m/s2.答案156 m解析v120 km/h m/s，在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离x1vt.设刹车时汽车的加速度大小为a，汽车的质量为m，有a0.40g4 m/s2从刹车到停下，汽车运动的距离x2，所求安全距离xx1x2vt0.50

9、m m156 m.针对训练一物体在2 N的外力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量下列几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是()Am kg0.2 kgBm20 20 kgCm kg20 kgDm20 kg答案C解析在应用公式进行数量运算的同时，也要把单位代入运算带单位运算时，单位换算要准确可以把题中已知量的单位都用国际单位表示，则计算结果的单位就是用国际单位表示的，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，只在数字后面写出正确单位即可选项A中a10 cm/s2没有变成国际单位，B项中解题过程正确，但不简洁，D项中数据后面没有单位，只有C项运算正确且简洁而

10、又规范例3(多选)有几名同学在一次运算中，得出了某物体位移x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，其中一定错误的是()Ax BxCxFt Dx答案ABC解析把各物理量的单位都用基本单位表示，v的单位为m/s，a的单位为m/s2，F的单位为kgm/s2，x的单位为m，由此可解出A、B、C、D计算结果的单位分别为s、m2/s、kgm/s、m，故A、B、C一定错误，D可能正确.1(对单位制的理解)下列有关力学单位制的说法中正确的是()A在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制，不能采用其他单位制B力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度C力学单位制中，国际单位

11、制中的基本单位有kg、m和ND单位制中的导出单位可以用基本单位来表达答案D解析在有关力学的分析和计算中，可以采用任何一种单位制，只要单位统一即可，但是为了方便，常常采用国际单位制，所以A错误；在力学单位制中，选用长度、质量和时间三个物理量作为基本单位的物理量，在国际单位制中，相对应的单位是米、千克和秒，所以B、C错误；按照单位制的概念，导出单位都可以用基本单位来表达，如1 N1 kgm/s2，所以D正确2(单位制的应用)(多选)用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是()Axat(x为位移、a为加速度、t为时间)Bag(a为加速度、为动摩擦因数、g为重力加速度)CFm(F为作用力、m为质量、v

12、为速度、R为半径长度)Dv(v为速度、R为半径长度、g为重力加速度)答案BD解析x为位移，国际单位是m，a为加速度，国际单位是m/s2，t为时间，国际单位是s，所以at的国际单位是m/s，所以xat是错误的，A错误；a为加速度，国际单位是m/s2，为动摩擦因数，无单位，g为重力加速度，国际单位是m/s2，所以ag可能正确，B正确；F为作用力，国际单位是N，m为质量，国际单位是kg，v为速度，国际单位是m/s，R为半径长度，国际单位是m.1 N1 kgm/s2，所以Fm是错误的，C错误；v为速度，国际单位是m/s，g为重力加速度，国际单位是m/s2，R为半径长度，国际单位是m，的国际单位是m/s，所以v可能正确，D正确3(单位制的应用)(多选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值x1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是()Aa m/s2120 m/s2Ba m/s21.2 m/s2CFma5001.2 N600 NDFma0.51.2 N0.6 N答案BD解析选项A中x1.2 cm没变成国际单位，C项中的小车质量m500 g没变成国际单位，所以A、C错误，B、D正确