1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律第四节第四节 力学单位制力学单位制7/11/2023 利用视频利用视频米原器米原器的内容、美国火星探测器坠毁的惨痛教训的内容、美国火星探测器坠毁的惨痛教训以及秦始皇统一了度量衡的历史功绩。说明建立国际单位制的重要以及秦始皇统一了度量衡的历史功绩。说明建立国际单位制的重要性和必要性。引入性和必要性。引入力学单位制力学单位制。物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一，特别是前面物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一，特别是前面1N的规定给学生有些随意的印象，尤其是帕斯卡、安培、伏特等，的规定给学生有些随意的印象，尤其是帕斯卡、安培、伏特等，使得学生感到难以理
2、解，所以，只有把单位制放在整个物理学框架使得学生感到难以理解，所以，只有把单位制放在整个物理学框架中加以认识，才能体会出物理量的命名和使用规则，体会其合理性中加以认识，才能体会出物理量的命名和使用规则，体会其合理性和方便特征。所以，在内容上和典例、可同检测习题的选择和设计和方便特征。所以，在内容上和典例、可同检测习题的选择和设计上，在初中学习的基础上，打破了章节的界限。上，在初中学习的基础上，打破了章节的界限。基本单位和导出单位的认识和理解，物理运算过程中单位的规基本单位和导出单位的认识和理解，物理运算过程中单位的规范使用和表示方法，既是本节的重点，也是学生理解的难点，教学范使用和表示方法，既
3、是本节的重点，也是学生理解的难点，教学设计中习题的训练都是围绕此安排的，进行了重点练习，以加深学设计中习题的训练都是围绕此安排的，进行了重点练习，以加深学生的理解。生的理解。7/11/20231.了解什么是单位制，知道国际单位制。了解什么是单位制，知道国际单位制。2.知道力学中的三个基本量和它们的基本单位。知道力学中的三个基本量和它们的基本单位。3.认识单位制在物理计算中的规范使用和重要作用。认识单位制在物理计算中的规范使用和重要作用。学习重点：学习重点：1.什么是基本单位，什么是导出单位。什么是基本单位，什么是导出单位。2.什么是力学中的三个基本单位。什么是力学中的三个基本单位。3.单位制。
4、单位制。学习难点：统一单位后，计算过程的正确书写。学习难点：统一单位后，计算过程的正确书写。7/11/2023播放动画米原器的内容。秦始皇最大的历史功绩之一是统一了度量衡。现在，为了方便国际间的交流和科学研究中计算、运用的规范，建立了国际单位制。本节我们就来学习力学单位制。7/11/2023 物理学的关系式物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也指它确确定了物理量之间的关系，也指它确定了物理量之间的定了物理量之间的单位关系单位关系。例如例如xtvtvam/sm/s2Fma1 N=1 kgm/s2物理学的关系式物理学的关系式 一般说来，物理量的单位可以任意选择，这样就会存一般说来，物理量的单位可
5、以任意选择，这样就会存在同一个物理量出现多个单位，与此对应存在多种单位制。在同一个物理量出现多个单位，与此对应存在多种单位制。古今中外都不一样，严重影响了科学技术的交流与发展。古今中外都不一样，严重影响了科学技术的交流与发展。复习回顾复习回顾7/11/2023血的教训血的教训 美国国家航天局（美国国家航天局（NASA）在）在20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，结果因温度过高而起星探测器，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。航空航天局理所当然地火，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
6、国际单位算出来的，调查原因时发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希德现：原来探测器的制造商洛克希德马丁马丁公司计算加速时的力使用了英制单位，公司计算加速时的力使用了英制单位，而喷气推动实验室的工程师把这些数据而喷气推动实验室的工程师把这些数据直接输入电脑。直接输入电脑。你看，就是因为在单位制上的失误，你看，就是因为在单位制上的失误，结果犯了一个结果犯了一个“极端愚蠢的错误极端愚蠢的错误”，价，价值值1.25亿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7/11/2023 一、力学单位制一、
7、力学单位制 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，它们的单位叫基本单位基本单位。只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量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。之间的关系推导出其他物理量的单位。由基本量根据物理关系由基本量根据物理关系推导出来推导出来的其他的其他物理量物理量的的单位叫做单位叫做导出单位导出单位。由基本单位和导出单位一起组成由基本单位和导出单位一起组成单位制单位制。7/11/2023 1.国际单位制国际单位制 1960 年第年第 11 届国际计量大会制定了一种国际通用的、届国际计量大会制定了一种国际通用的、包
8、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，叫做国际单位制国际单位制，简称，简称 SI。(1)物理学中的七个基本单位（物理学中的七个基本单位（SI制）制）物理量名称物理量名称单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度米米m m质量质量千克千克(公斤公斤)kgkg时间时间秒秒s s电流电流安安(培培)A A热力学温度热力学温度开开(尔文尔文)K K发光强度发光强度坎坎(德拉德拉)cdcd物质的量物质的量摩摩(尔尔)molmol力学基本单位力学基本单位7/11/2023maF xvtvat单位是单位是 m/s单位是单位是 m/s2 单位是单位是 kgm/s2 简称牛顿简称牛顿(2)导出单位
9、：导出单位：7/11/2023(1)SI 中的非基本单位（也不是导出单位）中的非基本单位（也不是导出单位）长度长度厘米厘米cm毫米毫米mm分米分米dm时间时间小时小时h分钟分钟min日等等日等等质量质量克克g吨吨t毫克毫克mg 由于基本单位的选择不同，除国际单位制外历史上还出由于基本单位的选择不同，除国际单位制外历史上还出现了不同的单位制，如工程领域有英尺秒磅制等。现了不同的单位制，如工程领域有英尺秒磅制等。2.其他单位制其他单位制7/11/2023CD例例1.关于国际单位制，下列说法中正确的是关于国际单位制，下列说法中正确的是()A.在力学单位制中，若采用在力学单位制中，若采用cm、g、s作
10、为基本单位，作为基本单位，力的单位是牛（力的单位是牛（N）B.牛是国际单位制中的一个基本单位牛是国际单位制中的一个基本单位 C.牛是国际单位制中的一个导出单位牛是国际单位制中的一个导出单位 D.千克千克米米/秒秒2、焦、焦/米都属于力的国际单位米都属于力的国际单位7/11/2023例例 2.一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 kg，在在14 N 的恒力作用下，的恒力作用下，5 s 末的速度是多大？末的速度是多大？5 s 内通过的路内通过的路程是多大？程是多大？在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中
11、不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的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。单位即可。1.简化计算过程的单位表达简化计算过程的单位表达物理物理情景情景vtv0=0F=7 N x物体在上述过程做匀变速直线运动吗？为什么？物体在上述过程做匀变速直线运动吗？为什么？二、国际单位制的应用二、国际单位制的应用7/11/2023x at2 2 m/s225 s25 m2121解：解：vtat 2 m/s25 s10 m/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
12、单位制这点要形成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。习惯。用同一单位制计算时用同一单位制计算时,只在数字后面写出所求量在该只在数字后面写出所求量在该单位制下的单位。单位制下的单位。2 m/s27 7kg1414NmFamF7 71414a2 m/s2m/s2vt at 25 m/s10 m/s25 mx at2 225 m21217/11/20231.质量为质量为 500 g 的物体受力作用后获得的物体受力作用后获得 10 cm/s2 的的加速度，则物体受到的合外力为多少牛？加速度，则物体受到的合外力为多少牛？解析：物体的质量解析：物体的质量 m500 g0.5 kg物体
13、的加速度物体的加速度a10 cm/s2 0.1 m/s2由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：F=ma得物体受到的合外力得物体受到的合外力 F0.50.1 N0.05 N答案：答案：0.05 N7/11/2023 物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系。因此，在解题中可用单位制来粗略了各物理量的单位关系。因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误。判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误。2.检验结果的正误检验结果的正误例例3.一个恒力作用在质量为一个恒力作用在质量为 m1 的物体上，产
14、生的加速度为的物体上，产生的加速度为 a1，作用在质量为，作用在质量为 m2 的物体上，产生的加速度为的物体上，产生的加速度为 a2，若这个，若这个力作用在质量为力作用在质量为 m1+m2 的物体上，则产生的加速度为（的物体上，则产生的加速度为（）DA.(a1+a2)/a1 a2B.a1/a2C.a1 a2D.a1 a2/(a1+a2)7/11/20232.声音在空气中的传播速度声音在空气中的传播速度 v 与空气的密度与空气的密度、压强、压强 p有关。下列速度的表达式（有关。下列速度的表达式（k 为比例系数，无单位）中为比例系数，无单位）中可能正确的是（可能正确的是（）pkv pkv Pkvk
15、Pv A.B.C.D.B7/11/2023力力学学单单位位制制单位制单位制国际单位制：国际制中的七个基本量及单位国际单位制：国际制中的七个基本量及单位力学中的国际制单位力学中的国际制单位单位制在物理计算中的作用单位制在物理计算中的作用基本量基本量基本单位和导出单位基本单位和导出单位基本单位和导出单位基本单位和导出单位单位制：基本单位和导出单位构成单位制单位制：基本单位和导出单位构成单位制7/11/20231.给出下列物理量或单位，请按要求填空：给出下列物理量或单位，请按要求填空：A.米米 B.牛顿牛顿 C.加速度加速度 D.米米/秒秒2 E.质量质量 F.千克千克 G.时间时间 H.秒秒 I.
16、分钟分钟 J.位移位移 K.厘米厘米 L.千克千克/米米3 M.焦耳焦耳(1)在国际单位制中作为基本单位的是在国际单位制中作为基本单位的是_。(2)属于导出单位的是属于导出单位的是_。(3)物理量是：物理量是：_。AFHBDLMCEJG 7/11/20232.一物体在一物体在 2 N 的外力作用下，产生了的外力作用下，产生了 10 cm/s2 的加的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是中单位运用正确、简洁而又规范的是 ()A B C D 2kg0.2 kg10Fma220 kg0.1Fma2222 Nkg
17、 m s2020 kg0.1 m sm sFma2kg20 kg0.1FmaD7/11/2023将公式变形：将公式变形：G=Fr2/Mm 代入各量的单位则代入各量的单位则 G 的单位为：的单位为：Nm2/kg2=(kgm/s2m2)/kg2=m3/(kgs2)3.月球绕地球运动，是受到了地球的吸引，而吸引力月球绕地球运动，是受到了地球的吸引，而吸引力的大小可用公式的大小可用公式 F=GMm/r2 求解，其中求解，其中 M、m分别为分别为地球、月球的质量，地球、月球的质量，r 为月地距离，试推导引力常量的为月地距离，试推导引力常量的单位。单位。7/11/20234.一辆质量为一辆质量为 0.40 kg 的遥控玩具车，从静止开始的遥控玩具车，从静止开始出发，在平直轨道上行驶。已知发动机的牵引力为出发，在平直轨道上行驶。已知发动机的牵引力为 0.16 N，玩具车在运动过程中受到的阻力为车重的，玩具车在运动过程中受到的阻力为车重的 0.02 倍。问：（倍。问：（g 取取 10 m/s2）（1）玩具车开出后加速度多大？）玩具车开出后加速度多大？（2）玩具车经过多长时间速度可达）玩具车经过多长时间速度可达 1 m/s？答案答案:(1)0.2 m/s2 (2)5 s7/11/2023
