1、4.4力学单位制力学单位制 第四章第四章 运动和力的关系运动和力的关系 张飞张飞 姚明姚明 回顾单位制的历史回顾单位制的历史 身高身高9 9尺尺身高身高6.786.78尺尺三尺三尺1m1m 引入引入： 材料一 秦始皇统一货币，统一度量衡，统一文字。战国时代各国的度量衡 是不统一的,不仅大小长短轻重不同,而且进位制也不相同,在一个新统一的 国家里,度量衡制度混乱，给人民群众的生活造成了许多麻烦秦始皇下令 废除六国度量衡，把原来秦国使用的度量衡，硬性推行到全国。 这三大统一，有利于经济的发展、文化的融合和社会的稳定，更有利 于多民族国家的形成。这是秦始皇对历史的一大贡献。 20世纪末美国曾发射一个
2、火星探测器, 在设定环 绕轨道半径时，没有进行单位换算，导致探测器 离火星过近, 温度过高而起火，随后脱离轨道坠 入火星的大气层 . 致使美国损失价值1.25亿美元 的火星探测器 . 材料二：一次因单位失误而导致的事故材料二：一次因单位失误而导致的事故 血的教训血的教训 需要制定国际上统一的标准需要制定国际上统一的标准 火星大气层的最小安全距离： 大约 85km100km， 预定140km150km。 实际：探测器距火星表面最近仅57km。 探测器在火星大气中被“火葬”。 1999年9月30日的调查报告： 造成飞行高度 太低的原因是公制和英制的转换问题! 1999年9月23日：1998年12月
3、美国发射 的火星气候探测器与地面失去联系。 历史上的重大航天灾难 洛克希德马丁公司提供资料，以便喷射推进实验室每天两次启动小推 进器，来调整太空船的航向。导航员认为启动小推进器的力是以国际 单位制的“牛顿”为单位，不料这些资料却是以英制的“磅”为单位， 结果导致太空船的航向出现微小偏差。日积月累，终于差之毫厘，谬 以千里。 那么，什么是国际单位制呢？ 21 xxx tt v 21 a tt vvv 时间：s 速度：m/s 速度：m/s 加速度：m/s2 一、基本单位一、基本单位 位移：m 时间：s 1.物理关系式的功能：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之间的关系
4、。 物理学的关系式:确定了物理量间的关系，确定了物理量的单位间的关系。 m m/ss m/s sm/s 2 2 F=ma m/s 2 2 kg kg m/s 2 2 N x v t v a t 2.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。他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做这些被选定的物理量叫做基本量基本量，它们的单位叫，它们的单位叫基基 本单位本单位。 比如比如长度长度、质量质量、时间时间 m、km、cm kg、g、t s、 min、h 4.单位制 单位制 基本单位 导出单位 3.导出量与导出
5、单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量 叫作导出量，推导出来的相应单位叫作导出单位。 由基本单位和导出单位一起组成单位制。 比如比如速度的单位速度的单位m/s、 km/h 加速度的单位加速度的单位m/s2 2、 cm/s2 力的单位力的单位kgm/sm/s2 2 密度的单位密度的单位 kg/m3、g/cm3 组合单位的读法 1.组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致在只有名称而不出组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致在只有名称而不出 现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致如单位由现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致如单位由 相乘构成，无论是否使用乘的符号，名
6、称中无对应相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘乘”的词，符的词，符 号中的除（斜线和出现的负指数），名称中对应的词为号中的除（斜线和出现的负指数），名称中对应的词为“每每”字，字， “每每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关字只出现一次而与分母中的单位多少无关 2.例如：力矩的例如：力矩的SI单位名称为单位名称为“牛顿米牛顿米”（因其符号为（因其符号为Nm） 密度的密度的SI单位名称为单位名称为“千克每立方米千克每立方米”（因其符号为（因其符号为kgm3） 1.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，叫做国际单位制，简称SI。
7、二、国际单位制二、国际单位制 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 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 2.国际单位制中的基本单位 2.2.在力学中，国际单位制规定在力学中，国际单位制规定: : 长度、质量、时间长度、质量、时间为基本量为基本量 米米( (m) )、千克、千克( (kg) )、秒、秒( (s) )为基本单位为基本单位 例1 .一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7kg，在14N的恒力作 用下，5s末的速度是多大？ 5s内通过的位移是多大？ 在解题计算时，已知量均采用国际单位制，
8、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 1、简化计算过程的单位表达 物 理 情 景 vt v0=0 F=14N x 物体在上述过程作匀变速直线运动吗？为什么？ 三、单位制在计算中的重要作用三、单位制在计算中的重要作用 解： vat2m/s25s10m/s 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 225
9、m 2 1 2 1 2、检验结果的正误 小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一 本书中查得圆锥体积的计算公式为 ，小红 说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的， 她的根据是什么？ 3 1 3 VR h 体积的单位为m3，而 的运算单位为m4， 显然这个公式是错误的 3 1 3 R h 牛刀小试牛刀小试 例1 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)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_。(均 选填字母的代号
10、) 解析解析(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，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，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 的有米的有米/秒、牛顿，故第一个空填秒、牛顿，故第一个空填“F、J”，第二个
11、空填，第二个空填“B、C”。 答案答案(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)F、J B、C 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，结果保留三位有效数字) 答案156 m 设刹车时汽车的加速度大小为a，汽车的质量为m， 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
12、质量m、速度v、 加速度a、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 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， 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、kgm/s、m，故A、B、C一 定错误，D可能正确. 例4(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 A.xat(x为位移、a为加速度、t为时间) B.ag(a为加速度、为动摩擦因数、g为重力加速度) 123 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
13、 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，且1 N1 kgm/s2，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，国际单位是m，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，国际单位是 m， 的国际单位是m/s，所以v 可能正确，D正确. 123 例5(单位制的应用)(多选)在探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
14、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 解析选项A中x1.2 cm没转换成国际单位， C项中的小车质量m500 g没转换成国际单位，所以A、C错误，B、D正确. 123 C.Fma5001.2 N600 N D.Fma0.51.2 N0.6 N N 基 本 单 位 导 出 单 位 m km 、cm kg g 、mg s min 、hour m/s km/h kg/m3 g/cm3 长度 质量 时间 速度 加速度 力 密度 m/s2 cm/s2 基 本 量 力学单位制 导 出 量 国际单位制中的单位 课堂小结课堂小结 课后作业 跟踪训练
