1、4.4 4.4 力学单位制力学单位制 第四章第四章 运动和力的关运动和力的关 系系 【新课导入】【新课导入】 计量一头大象的质量时常用吨（计量一头大象的质量时常用吨（t）做单）做单 位，但在计量人的质量时却用千克（位，但在计量人的质量时却用千克（kg）做）做 单位。自由落体加速度单位。自由落体加速度g的单位是米每二次的单位是米每二次 方秒（方秒（m/s2），在初中学习时，），在初中学习时，g的单的单位曾位曾 用牛顿每千克（用牛顿每千克（N/kg）。这些单位的使用有）。这些单位的使用有 什么规则吗？什么规则吗？ 一、基本单位一、基本单位 长度：长度： x= 10 x= 10 m m 质量：质量：
2、 m= 5 kgm= 5 kg 时间：时间： t= 20 st= 20 s 数字部分数字部分 单位部分单位部分 用于定量描述物理现象或物理对象，一般由数字和单用于定量描述物理现象或物理对象，一般由数字和单 位组成。位组成。 物理量 物理量符号 如果位移用米如果位移用米m m 做单位，时间做单位，时间 用秒用秒s s单位单位 得出的速度单位得出的速度单位 就是米每秒就是米每秒m/sm/s 如果速度的单位用如果速度的单位用 米每秒米每秒m/sm/s，时间，时间 的单位用秒的单位用秒s s 得出的加速度的单位就得出的加速度的单位就 是米每二次方秒是米每二次方秒m/sm/s2 2 t x v t v
3、a 只要选定几个物理量的单位，就能够利用物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。这理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这 些被选定的物理量叫做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。 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 比如比如速度的单位速度的单位 m/sm/s、km/h km/h 加速度的单位加速度的单位 m/sm/s2 2、 cm/scm/s2 2 力的单位力的单位kgm/skgm/s2 2 密度的单位密度的单位 kg/mkg/m3 3、g/cmg/cm3 3
4、由由基本单位基本单位和和导出单位导出单位一起组成一起组成单位制单位制。 由基本量根据物理关系推导出来的其他物理由基本量根据物理关系推导出来的其他物理 量的单位叫做量的单位叫做导出单位导出单位。 物理学的关系式物理学的关系式: :确定了确定了物理量间的关系物理量间的关系，确定了确定了物理物理 量的单位间的关系量的单位间的关系。 v v = = x t t a a = = v v t t m m m/sm/ss s m/sm/s s sm/s m/s 2 2 F=ma a m/s m/s 2 2 kg kg m/s m/s 2 2 N 概念：所选定的基本物理量的单位。 （1）物理学中，共有七个物理
5、量 的单位被选定为基本单位。 基本单位 力学是研究物体运动变化的过程中力力学是研究物体运动变化的过程中力 与运动关系的，因此，联系物体自身性质与运动关系的，因此，联系物体自身性质 的量（质量）和空间尺度的量（长度）以的量（质量）和空间尺度的量（长度）以 及时间，必然与物体受力后运动变化联系及时间，必然与物体受力后运动变化联系 得最密切、最普遍，所以这三个物理量也得最密切、最普遍，所以这三个物理量也 最基本，事实表明，用这三个量做基本单最基本，事实表明，用这三个量做基本单 位，可以使力学中的单位数目最少位，可以使力学中的单位数目最少 物理量物理量名称名称单位单位名称名称单位单位符号符号 长度长度
6、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 热力学温度热力学温度开开( (尔文尔文) )K 发光强度发光强度坎坎( (德拉德拉) )cd 物质的量物质的量摩摩( (尔尔) )mol （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。 kgm/s2 基本物理量的单位就是基本单位基本物理量的单位就是基本单位 基本单位 基本单位 导出单位 导出单位 由基本单位组合而成的单位就是导出单位由基本单位组合而成的单位就是导出单位 N N 、km 、cm 、 g 、mg 、min 、hour m kg s 、 km/h 、
7、g/cm3 m/s m/s2 kg/m3 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 、 cm/s2 物理量物理量 基 基 本本 量量 单 单 位位 制制 长度长度 质量质量 时间时间 速度速度 加速度加速度 力力 1 . 米(m) 2 . 千克（Kg） 3 . 秒（S） 4 . 安培（A） 5 . 开尔文（K） 6 . 坎德拉 （cd） 7 . 摩尔（mol） 由基本单位推导出来 的单位叫导出单位。 单位制 基本单位 导出单位 选定的单位 m/s； m/s2； N；kg/m3； J（焦耳）；V（伏特）；W（瓦特） 电学 热学 热学 光学 力学单位制中的 三个基本单位
8、。 二、国际单位制二、国际单位制 概念：根据物理公式中其他物理量和基本物 理量的关系,推导出的物理量的单位。 从根本说,所有的物理量都是由基本物理量 构成的,在力学范畴内，所有的力学量都是由长 度、质量和时间这三个基本物理量组成的,因此 基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理 量的单位。 速度公式速度公式 v=s/t位移单位选位移单位选m，时间单位，时间单位 选选s，速度的单位是，速度的单位是ms 加速度公式为a=(v1-v0)/t速度单位是ms， 时间单位是s，则加速度的单位是ms2 牛顿第二定律公式为F=ma质量单位选kg， 加速度单位选ms2，则力的单位是N 举例说明： 我们选定位移
9、的单位米,时间的单位秒,就 可以利用推导得到速度的单位米每秒。 再结合公式,就可以推导出加速度的单位: 米每平方秒。 如果再选定质量的单位千克,利用公式F ma就可以推导出力的单位是牛。 国际单位制国际单位制 基本量名称基本单位名称基本单位符号符号 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 电流安(培)A A 热力学温度开(尔文)K K 物质的量摩(尔)molmol 发光强度坎(德拉)cdcd (不是国际单位中的导出单位) 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
10、 毫克毫克mg 除了SI单位制，还有厘米克秒单位制 非国际单位非国际单位 基本单位基本单位： 长度单位长度单位：米（：米（m m） 质量单位质量单位：千克（：千克（kgkg） 时间单位时间单位：秒（：秒（s s） 导出单位导出单位： 速度单位速度单位：米秒（：米秒（m ms s） 加速度单位加速度单位：米：米/ /秒秒2 2（m ms2s2） 力的单位力的单位：牛顿（：牛顿（N N） 力学中的国际单位 在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计在解题计算时，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。
11、写出所求量的单位即可。 物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同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 可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不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。对，结果一定错误。 SI在解题中的应用 1.1.用同一单位制计算时用同一单位制计算时, , 只在数字后只在数字后 面写出所求量在该单位制下的单位面写出所求量在该单位制下的单位. . 单位制的应用单位制的应用 物理公式物理公式: :确定了确定了物理量间的关系物理量间的关系， 确定了确定了物理量的单位间
12、的关系物理量的单位间的关系。 2.2.可用单位制可用单位制记忆记忆物理公式和物理公式和 检验检验物理公式、运算结果是否正确物理公式、运算结果是否正确 【例题】光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量 是700g，在1.4N的水平恒力作用下开始运动（图 4.4- 1）。那么，5s末物体的速度是多少？ 5s内它的位移是 多少？ 【分析】由于物体在竖直方向上所受的重力与桌面的支 持力平衡，水平方向上的作用力为恒力，所以物体沿水平 方向做初速度为0的匀加速直线运动。由牛顿第二定律求出 物体的加速度，再根据匀变速直线运动的速度与时间的关 系式、位移与时间的关系式，就可以求出速度和位移。 在国际单位制中运用牛顿第二定律Fma时，质量的单 位必须用千克（kg），所以需要对质量的单位进行换算。 我们看到，题中的已知量的单位都用国际单位制的基本单位 表示时，计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示的。既然 如此，在统一已知量的单位后，计算过程中就不必写出各量后面 的单位，只在数字计算式后面写出正确的单位就可以了。这样， 上面的计算过程就可以写成：
