1、第四章 运动和力的关系 4.4 4.4 力学单位制力学单位制 计量大象的质量常用吨做单位，但在计量人时计量大象的质量常用吨做单位，但在计量人时 却用千克。这些单位的使用有什么规则吗？却用千克。这些单位的使用有什么规则吗？ 教学目标教学目标 1 1了解什么是单位制，什么是基本单位，什么了解什么是单位制，什么是基本单位，什么 是导出单位。是导出单位。 2 2知道力学中的三个基本单位。知道力学中的三个基本单位。 3 3知道物理运算过程中单位的规范使用和表示知道物理运算过程中单位的规范使用和表示 方法。方法。 张飞张飞身高身高9 9尺尺姚明姚明身高身高6.786.78尺尺 新课导入新课导入 各个国家、
2、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。各个国家、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。 欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。我欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。我 国亦有国亦有“伸掌为尺伸掌为尺”的说法。三国时期王肃编的的说法。三国时期王肃编的孔子家语孔子家语一一 书中记载有：书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。”两臂伸开长两臂伸开长 八尺，就是一寻；从秦朝至清末的八尺，就是一寻；从秦朝至清末的20002000多年间，我国的多年间，我国的“尺尺”竟竟 由由1 1尺相当于尺相当于0.2309m0.2309m到到0
3、.3558m0.3558m的变化，其差距相当悬殊。的变化，其差距相当悬殊。 美国国家航天局（美国国家航天局（NASANASA）在）在2020世纪末曾发射过一个火世纪末曾发射过一个火 星探测器，但它由于飞得靠火星过近，结果因温度过高而星探测器，但它由于飞得靠火星过近，结果因温度过高而 起火，并脱离轨道坠入火星的大气层。航空航天局理所当起火，并脱离轨道坠入火星的大气层。航空航天局理所当 然地认为他们提供的数据是以国际单位算出来的，调查原然地认为他们提供的数据是以国际单位算出来的，调查原 因时发现：原来探测器的制造商洛克因时发现：原来探测器的制造商洛克 希德希德马丁公司计算加速时的力使用马丁公司计算
4、加速时的力使用 了英制单位，而喷气推动实验室的工了英制单位，而喷气推动实验室的工 程师把这些数据直接输入电脑。程师把这些数据直接输入电脑。 你看，就是因为在单位制上的失你看，就是因为在单位制上的失 误，结果犯了一个误，结果犯了一个“极端愚蠢的错误极端愚蠢的错误”， 价值价值1.251.25亿美元的火星探测器毁于一旦。亿美元的火星探测器毁于一旦。 一次因单位失误而造成的事故一次因单位失误而造成的事故 血的教血的教 训训 单位不统一会造成什么困难？单位不统一会造成什么困难？ 基本单位基本单位 t x v 米（米（m m） 秒（秒（s s） 米每秒米每秒 （m/sm/s） t v a 米每秒米每秒
5、（m/sm/s） 秒（秒（s s） 米每二次方米每二次方 秒（秒（m/sm/s） 由此可见，物理学的关系式在确定了物理量之间的由此可见，物理学的关系式在确定了物理量之间的 关系时，也确定了物理量的单位件的关系。关系时，也确定了物理量的单位件的关系。 在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够在物理学中，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。这些利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被被 选定的物理量称为选定的物理量称为基本量基本量。由基本量根据物理关系推导出由基本量根据物理关系推导出 的量称为的量称为导出量导出量。 基本单位基本单位 导出单位
6、导出单位 基本量基本量 导出量导出量 基本单位和导出单位一起组成了基本单位和导出单位一起组成了单位制。单位制。 国际单位制国际单位制 各国家或者各个地区，如果对一些物理量或者计量没各国家或者各个地区，如果对一些物理量或者计量没 有一个统一标准，将妨碍相互之间的交流。有一个统一标准，将妨碍相互之间的交流。 中国历史上，秦始皇统一度量衡。中国历史上，秦始皇统一度量衡。 战国时期，各国的度量衡都不一样，秦战国时期，各国的度量衡都不一样，秦 始皇统一度量衡，使长度、容量、重量，始皇统一度量衡，使长度、容量、重量， 都有了统一的标准，便利了经济的发展。都有了统一的标准，便利了经济的发展。 秦朝还统一了货
7、币。秦政府规定把秦国秦朝还统一了货币。秦政府规定把秦国 的圆形方孔钱，作为统一的货币，通行的圆形方孔钱，作为统一的货币，通行 全国。全国。 1960 1960年第年第1111届国际计量大会制订了一种国际通用的、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，叫做包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称国际单位制，简称SISI。 力学力学 电学电学 热学热学 光学光学 物理学中的七个基本单位（物理学中的七个基本单位（SISI制）制） 物理量物理量单位单位备注备注 名称名称符号符号名称名称符号符号 面积面积A.(S)平方米平方米m2 体积体积V立方米立方米m3 位移位移S米米
8、m 速度速度V米每秒米每秒m/s 加速度加速度A米每二次秒米每二次秒m/s2 角速度角速度弧度每秒弧度每秒rad/s 频率频率f赫兹赫兹Hz (质量质量)密度密度千克每立方米千克每立方米Kg/m3 力力F牛顿牛顿N1N=1Kgm/s2 力矩力矩M牛顿米牛顿米Nm 动量动量P千克米每秒千克米每秒Kgm/s 压强压强P帕斯卡帕斯卡Pa1Pa=1N/m2 功功W焦耳焦耳J1J=1Nm 能能(量量)E焦耳焦耳J 功率功率P瓦特瓦特W1w=1J/s 常用的力学量的常用的力学量的SI单位单位(导出单位导出单位) 常用基本单位（常用基本单位（非国际单位）非国际单位） 长度长度 厘米厘米cm 毫米毫米mmmm
9、 分米分米dmdm 时间时间 小时小时h h 分钟分钟minmin 日等等日等等 质量质量 克克g g 吨吨t t 毫克毫克mgmg 除了除了SI单位制，还有厘米单位制，还有厘米克克秒单位制秒单位制 单位制的应用单位制的应用 1.1.简化计算过程的单位表达简化计算过程的单位表达: :在解题计算时在解题计算时, ,已知量已知量 均采用国际单位制均采用国际单位制, ,计算过程中不用写出各个量的计算过程中不用写出各个量的 单位单位, ,只要在式子末尾写出所求量的单位即可。只要在式子末尾写出所求量的单位即可。 2.2.推导物理量的单位推导物理量的单位: :物理公式在确定各物理量的物理公式在确定各物理量
10、的 数量关系时数量关系时, ,也确定了各物理量的单位关系也确定了各物理量的单位关系, ,所以我所以我 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。量的单位。 3.3.判断比例系数的单位判断比例系数的单位: :根据公式中物理量的单根据公式中物理量的单 位关系位关系, ,可判断公式中比例系数有无单位可判断公式中比例系数有无单位, ,如公式如公式 F=kxF=kx中中k k的单位为的单位为N/m,F=N/m,F=F FN N中中无单位无单位 4.4.比较物理量的大小比较物理量的大小: :比较某个物理量不同值的比较某个物理量不同值的 大小时大小时
11、, ,必须先把它们的单位统一必须先把它们的单位统一, ,再根据数值来再根据数值来 比较。比较。 5.5.检验物理公式和结果检验物理公式和结果: :根据物理公式中各物理根据物理公式中各物理 量的单位量的单位, ,可以推断该物理公式计算结果的单位可以推断该物理公式计算结果的单位, , 若该单位与该公式所求。若该单位与该公式所求。 例例. .一个静止在光滑水平面上的物体，质量是一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7 7kgkg，在在1414N N 的恒力作用下，的恒力作用下，5 5s s末的速度是多大？末的速度是多大？ 5 5s s内通过的位移是内通过的位移是 多大？多大？ 在解题计算时，已知量均采
12、用国际单位制，计算过程中在解题计算时，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 单位即可单位即可 1 1、简化计算过程的单位表达、简化计算过程的单位表达 物物 理理 情情 景景 vt v0=0 F=14 N x 物体在上述过程作匀变速直线运动吗？为什么？物体在上述过程作匀变速直线运动吗？为什么？ 单位制在计算中的重要作用单位制在计算中的重要作用 解： vat2m/s25s10m/s 统一单位制统一单位制 有的同学，解题时，单位弄错，常常说自己粗心。其实是单有的同学，解题时，单位弄错，常常说自己粗心。其实
13、是单 位制没有掌握好。代入数据前应统一单位制这点要形成习惯！位制没有掌握好。代入数据前应统一单位制这点要形成习惯！ 2m/s2 7kg 14N m F a= m F 7 14 a2m/s2m/s2 vat25m/s10m/s x at2 2m/s225s2 2 1 2 1 25m 25m x at2 225m 2 1 2 1 2 2、检验结果的正误、检验结果的正误 小小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，刚在课余制作中需要计算圆锥的体积， 他从他从一本一本书中查得圆锥体积的计算公式书中查得圆锥体积的计算公式 为为 ，小红说，从单位关系上，小红说，从单位关系上 看，这个公式肯定是错误的，看，这个公
14、式肯定是错误的，她她的根据是的根据是 什么？什么？ 3 1 3 VR h 体积的单位为体积的单位为m m3 3，而，而 的运算单位为的运算单位为m m4 4，显然，显然 这个公式是错误的。这个公式是错误的。 3 1 3 R h 例例1. (1. (多选多选) )下列说法中正确的是下列说法中正确的是( () ) A A在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制单在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制单 位，不能采用其他单位位，不能采用其他单位 B B力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质 量和速度量和速度 C C力学单位制中，采用国际单位制的
15、基本单位有力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有kgkg、m m 和和s s D D单位制中的导出单位可以用基本单位来表达单位制中的导出单位可以用基本单位来表达 CD 随堂练习随堂练习 例例2.2.质量为质量为4 t4 t的汽车，在平直公路上由静止出的汽车，在平直公路上由静止出 发，经过发，经过1 min1 min速度达到速度达到72 km/h72 km/h，已知汽车在运，已知汽车在运 动时所受的阻力为车重的动时所受的阻力为车重的0.020.02倍，求汽车的牵引倍，求汽车的牵引 力力( (g g 取取10 m/s10 m/s2 2) )。 思路引导：思路引导：当各物理量均采用国际单位时，运用当各物理量均采用国际单位时，运用 公式进行运算时，公式中的各量不必写上单位，公式进行运算时，公式中的各量不必写上单位， 只需在最后的数值后面写上正确的单位即可。只需在最后的数值后面写上正确的单位即可。 答案：答案：2 133 N N 基基 本本 单单 位位 导导 出出 单单 位位 m km 、cm kg g 、mg s min 、hour m/s km/h kg/m3 g/cm3 长度长度 质量质量 时间时间 速度速度 加速度加速度 力力 密度密度 m/s2 cm/s2 基基 本本 量量 力学单位制力学单位制 导导 出出 量量 国际单位制中的单位国际单位制中的单位 课堂小结课堂小结
