人教版高中物理必修一《力学单位制》课件.ppt

1、力学单位制学习学习目标目标1.1.知道什么是单位制知道什么是单位制,什么是基本单位什么是基本单位,什么是导出什么是导出单位单位,能够自己推导物理量的单位。能够自己推导物理量的单位。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.认识单位制在物理计算中的作用认识单位制在物理计算中的作用,掌握统一单位掌握统一单位后后,计算过程的正确书写。计算过程的正确书写。一、基本量、基本单位和导出单位一、基本量、基本单位和导出单位1.1.物理公式功能：物理学的关系式在确定了物理量之间的数量物理公式功能：物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系的同时关系的同时,也确定了物理量也确定了物理量_

2、间的关系。间的关系。2.2.基本量：被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他基本量：被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他_的一些量。的一些量。3.3.基本单位：基本单位：_的单位。的单位。4.4.导出单位：由基本量根据导出单位：由基本量根据_推导出来的其他物理量推导出来的其他物理量的单位。的单位。单位单位物理量物理量基本量基本量物理关系物理关系【自我思悟自我思悟】凡是利用比值定义法得到的物理量凡是利用比值定义法得到的物理量,其单位都是导出单位吗其单位都是导出单位吗?提示：提示：都是导出单位。因为这些物理量的单位都是根据物理学都是导出单位。因为这些物理量的单位都是根据物理学关系式推导出来

3、的。关系式推导出来的。二、单位制和国际单位制二、单位制和国际单位制1.1.单位制：单位制：_单位和单位和_单位一起组成单位制。单位一起组成单位制。2.2.国际单位制：国际单位制：19601960年第年第1111届国际计量大会制订了一种届国际计量大会制订了一种_的、包括一切计量领域的单位制。的、包括一切计量领域的单位制。基本基本导出导出国际国际通用通用3.3.国际单位制中的基本单位：国际单位制中的基本单位：物理量名称物理量名称物理量符号物理量符号单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度l_质量质量m m_时间时间t t_电流电流I I安安 培培 A A热力学温度热力学温度T T开开 尔文尔文 K

4、 K发光强度发光强度I,(II,(IV V)坎坎 德拉德拉 cdcd物质的量物质的量n n摩摩 尔尔 molmol米米m m千克千克kgkg秒秒s s4.4.力学中三个基本物理量及单位：力学中三个基本物理量及单位：(1)(1)三个基本物理量：三个基本物理量：_、_和和_。(2)(2)国际单位制中三个基本单位：国际单位制中三个基本单位：_、_和和_。长度长度质量质量时间时间米米千克千克秒秒【自我思悟自我思悟】在国际单位制中在国际单位制中,所有的物理量都有单位吗所有的物理量都有单位吗?提示：提示：不是。例如不是。例如,动摩擦因数、机械效率就没有单位。动摩擦因数、机械效率就没有单位。【盲区扫描盲区扫

5、描】1.1.基本物理量和基本单位是两个不同的概念。基本物理量和基本单位是两个不同的概念。2.2.基本物理量的单位不一定是国际单位基本物理量的单位不一定是国际单位,如厘米。如厘米。3.3.导出单位也可以是国际单位导出单位也可以是国际单位,如米每秒。如米每秒。4.4.力的单位牛顿是一个导出单位。力的单位牛顿是一个导出单位。一、对单位制的理解一、对单位制的理解 深化理解深化理解1.1.单位制的意义：单位是物理量的组成部分单位制的意义：单位是物理量的组成部分,对于物理量对于物理量,如果如果有单位一定要在数字后带上单位有单位一定要在数字后带上单位,同一个物理量同一个物理量,选用不同单位选用不同单位时其数

6、值不同。统一单位时其数值不同。统一单位,便于人们的相互交流便于人们的相互交流,统一人们的认统一人们的认识。识。2.2.单位制的组成：单位制的组成：【微思考微思考】两个物体的长度分别是两个物体的长度分别是1.601.60和和150,150,你能说出哪个物体更长吗你能说出哪个物体更长吗?提示：提示：很难说明。我们在对物理量进行描述时很难说明。我们在对物理量进行描述时,除了有数字外除了有数字外,还必须有单位。要想比较物理量的大小必须加上单位。还必须有单位。要想比较物理量的大小必须加上单位。【题组通关题组通关】【示范题示范题】(多选多选)在下面的物理量和单位中在下面的物理量和单位中()密度牛米每秒加速

7、度长度质量密度牛米每秒加速度长度质量千克时间千克时间A.A.属于国际单位制中基本单位的是属于国际单位制中基本单位的是B.B.属于国际单位制中基本单位的是属于国际单位制中基本单位的是C.C.属于国际单位的是属于国际单位的是D.D.属于国际单位的是属于国际单位的是【解题探究解题探究】(1)(1)国际单位制中的基本单位与导出单位：国际单位制中的基本单位与导出单位：在国际单位制中在国际单位制中,七个基本单位是七个基本单位是_、_、_、安培、安培、开尔文、坎德拉、摩尔。开尔文、坎德拉、摩尔。在国际单位制中在国际单位制中,七个基本单位以外的单位都是七个基本单位以外的单位都是_。米米千克千克秒秒导出单位导出

8、单位(2)(2)基本物理量与基本单位相同吗基本物理量与基本单位相同吗?提示：提示：基本物理量是物理量基本物理量是物理量,基本单位指的是基本物理量的单基本单位指的是基本物理量的单位位,基本物理量与基本单位的本质不同。基本物理量与基本单位的本质不同。【规范解答规范解答】选选B B、C C。密度、加速度、长度、质量和时间不是。密度、加速度、长度、质量和时间不是单位的名称单位的名称,而是物理量的名称。牛、米每秒是国际单位制中而是物理量的名称。牛、米每秒是国际单位制中的导出单位的导出单位,千克是国际单位制中的基本单位千克是国际单位制中的基本单位,都属于国际单位。都属于国际单位。正确选项为正确选项为B B

9、、C C。【通关通关1+11+1】1.(20141.(2014洛阳高一检测洛阳高一检测)下面哪一组单位属于国际单位制中的下面哪一组单位属于国际单位制中的基本单位基本单位()A.A.米、牛顿、千克米、牛顿、千克 B.B.千克、焦耳、秒千克、焦耳、秒C.C.米、千克、秒米、千克、秒 D.D.米每二次方秒、千克、牛顿米每二次方秒、千克、牛顿【解析解析】选选C C。在国际单位制中。在国际单位制中,物理学部分共有七个基本单位物理学部分共有七个基本单位,分别是米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉分别是米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉,故选项故选项C C正确正确,选项选项A A、B B、D D错

10、误。错误。2.(20142.(2014抚顺高一检测抚顺高一检测)测量国际单位制规定的三个力学基本测量国际单位制规定的三个力学基本量量,分别可用的仪器是下列哪一组分别可用的仪器是下列哪一组()A.A.密度计、弹簧测力计、打点计时器密度计、弹簧测力计、打点计时器B.B.米尺、弹簧测力计、秒表米尺、弹簧测力计、秒表C.C.秒表、天平、量筒秒表、天平、量筒D.D.米尺、天平、秒表米尺、天平、秒表【解析解析】选选D D。国际单位制中的三个力学基本量为质量、长度、。国际单位制中的三个力学基本量为质量、长度、时间时间,它们的测量仪器分别是天平、米尺、秒表它们的测量仪器分别是天平、米尺、秒表,故选项故选项D

11、D正确正确,选项选项A A、B B、C C错误。错误。【变式训练变式训练】1.(1.(多选多选)关于力学单位制关于力学单位制,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.kgA.kg、m/sm/s、N N是导出单位是导出单位B.kgB.kg、m m、s s是基本单位是基本单位C.C.在国际单位制中在国际单位制中,质量的单位可以是质量的单位可以是kg,kg,也可以是也可以是g gD.D.只有在国际单位制中只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是牛顿第二定律的表达式才是F=maF=ma【解析解析】选选B B、D D。所谓导出单位。所谓导出单位,是利用物理公式和基本单位是利用物理公式和基本单位推导出

12、来的推导出来的,kg,kg、m m、s s是力学单位制中的三个基本单位是力学单位制中的三个基本单位,其他国其他国际单位都是由这三个基本单位推导出来的际单位都是由这三个基本单位推导出来的,如牛顿如牛顿(N)(N)是导出单是导出单位位,即即1N=1kg1N=1kgm/sm/s2 2,所以题中所以题中A A项错误项错误,B,B项正确项正确;在国际单位制在国际单位制中中,质量的单位只能是质量的单位只能是kg,Ckg,C错误错误;在牛顿第二定律的表达式中在牛顿第二定律的表达式中,F=ma(k=1)F=ma(k=1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立,D,

13、D项正确。项正确。2.(2.(多选多选)关于国际单位制关于国际单位制,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制B.B.各国均有不同的单位制各国均有不同的单位制,国际单位制是为了交流方便而采用国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制的一种单位制C.C.国际单位制是一种基本的单位制国际单位制是一种基本的单位制,只要在物理运算中各物理只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位量均采用国际单位制中的单位,则最后得出的结果必然是国际则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位单位制中的单位D.D.国际单位

14、制中的基本单位的物理量有长度、能量、时间国际单位制中的基本单位的物理量有长度、能量、时间【解析解析】选选A A、B B、C C。国际单位制中。国际单位制中,规定了七种基本量与基本规定了七种基本量与基本单位单位,即长度即长度(m)(m)、质量、质量(kg)(kg)、时间、时间(s)(s)、电流、电流(A)(A)、热力学温度、热力学温度(K)(K)、物质的量、物质的量(mol)(mol)、发光强度、发光强度(cd)(cd)。国际单位制就是各国都。国际单位制就是各国都要统一采用的通用单位制要统一采用的通用单位制,故故A A选项正确。国际单位制的重要作选项正确。国际单位制的重要作用之一用之一,就是便于

15、世界各国在政治、经济、科技、文化各个领就是便于世界各国在政治、经济、科技、文化各个领域中的交流域中的交流,故故B B选项正确。为了物理运算的简捷、方便选项正确。为了物理运算的简捷、方便,才有才有了国际单位制的统一规定。只要运算过程中各量均采用国际单了国际单位制的统一规定。只要运算过程中各量均采用国际单位制中的单位位制中的单位,最终得到的结果也必然是国际单位制中的单位。最终得到的结果也必然是国际单位制中的单位。这是国际单位制的又一重要作用这是国际单位制的又一重要作用,故故C C选项正确。国际单位制中选项正确。国际单位制中规定基本单位的物理量中没有规定基本单位的物理量中没有“能量能量”,故故D D

16、选项错误。选项错误。【素养升华素养升华】单位制的三个误区警示单位制的三个误区警示(1)(1)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位。例如只用一个符号表示的单位不一定是基本单位。例如,牛顿牛顿(N)(N)、焦耳、焦耳(J)(J)、瓦特、瓦特(W)(W)等都不是基本单位等都不是基本单位,而是导出单位。而是导出单位。(2)(2)是国际单位的不一定是基本单位。基本单位只是组成国际是国际单位的不一定是基本单位。基本单位只是组成国际单位制的一小部分单位制的一小部分,在国际单位制中在国际单位制中,除七个基本单位以外的单除七个基本单位以外的单位都是导出单位。位都是导出单位。(3)(3)物理量单位之间的关系可以

17、通过相应的物理公式导出物理量单位之间的关系可以通过相应的物理公式导出,但并但并不是所有物理量的单位都可以互相导出。不是所有物理量的单位都可以互相导出。二、单位制的应用二、单位制的应用 拓展延伸拓展延伸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,已知量均采用国际单位制已知量均采用国际单位制,计算过程中不用写出计算过程中不用写出各个量的单位各个量的单位,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数量关系时物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理同时也

18、确定了各物理量的单位关系量的单位关系,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。推导出物理量的单位。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位关系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可判断公式中比例系数有无单位位,如公式如公式F=kxF=kx中中k k的单位为的单位为N/m,FN/m,Ff f=F=FN N中中,无单位无单位,F=kma,F=kma中中k k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大小时比较某个物理量不同值的大小时,必须先把它们的单位

19、统一必须先把它们的单位统一,再再根据数值来比较。根据数值来比较。【微思考微思考】在学习了力学单位制后在学习了力学单位制后,李明同学由公式李明同学由公式G=mgG=mg得得g g的单位是的单位是N/kg,N/kg,而赵宏同学由自由落体公式而赵宏同学由自由落体公式v=gtv=gt得得g g的单位为的单位为m/sm/s2 2,于是二人发于是二人发生争执生争执,都认为自己导出的单位正确都认为自己导出的单位正确,到底谁是谁非呢到底谁是谁非呢?提示提示：都正确都正确,1N/kg=1m/s,1N/kg=1m/s2 2。21 kg m/skg【题组通关题组通关】【示范题示范题】质量为质量为1.5t1.5t的汽

20、车在前进中遇到的阻力是车重的的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.050.05倍倍,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5s,5s内速度由内速度由36km/h36km/h增至增至54km/h54km/h。求汽车发动机的牵引力的大小。求汽车发动机的牵引力的大小。(g(g取取10m/s10m/s2 2)【解题探究解题探究】(1)(1)将各物理量的单位统一到国际单位制：将各物理量的单位统一到国际单位制：1.5t=_kg,36km/h=_m/s,54km/h=_m/s1.5t=_kg,36km/h=_m/s,54km/h=_m/s。(2)(2)怎样计算发动机的牵引力怎样

21、计算发动机的牵引力?提示：提示：由牛顿第二定律由牛顿第二定律F F合合=F-F=F-Ff f=ma=ma可得发动机的牵引力可得发动机的牵引力F=ma+FF=ma+Ff f。1.51.510103 310101515【规范解答规范解答】将各物理量的单位统一到国际单位制中将各物理量的单位统一到国际单位制中,m=1.5t=1.5m=1.5t=1.510103 3kg,kg,v v0 0=36km/h=10m/s,=36km/h=10m/s,v=54km/h=15m/s,v=54km/h=15m/s,t=5st=5s。因因v=vv=v0 0+at,F-F+at,F-Ff f=ma,=ma,故故F=ma

22、+FF=ma+Ff f=+0.05mg=+0.05mg=N+0.05=N+0.051.51.510103 310N10N=2.25=2.2510103 3N N答案：答案：2.252.2510103 3N N0m vvt31.5 1015 105【通关通关1+11+1】1.(1.(拓展延伸拓展延伸)【示范题示范题】中中,若已知汽车发动机牵引力的大小若已知汽车发动机牵引力的大小为为3.03.010103 3N,N,阻力与车重的比未知阻力与车重的比未知,求汽车所受阻力的大小。求汽车所受阻力的大小。【解析解析】将各物理量的单位统一到国际单位制中将各物理量的单位统一到国际单位制中,m=1.5t=1.5

23、m=1.5t=1.510103 3kg,kg,v v0 0=36km/h=10m/s,=36km/h=10m/s,v=54km/h=15m/s,t=5sv=54km/h=15m/s,t=5s。因因v=vv=v0 0+at,F-F+at,F-Ff f=ma,=ma,故故F Ff f=F-ma=F-=F-ma=F-=3.0=3.010103 3N-NN-N=1.5=1.510103 3N N答案：答案：1.51.510103 3N N0m vvt31.5 1015 1052.2.一物体在一物体在2N2N的外力作用下的外力作用下,产生产生10cm/s10cm/s2 2的加速度的加速度,求该物体求该物

24、体的质量。下列有几种不同的求法的质量。下列有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁而其中单位运用正确、简洁而又规范的是又规范的是()222F2A.m kg0.2 kga10F2 N20kg m/sB.m20 kga0.1 m/sm/sF2C.m20 kga0.1F2D.m kg20 kga0.1 【解析解析】选选D D。统一单位。统一单位,F=2N,a=10cm/s,F=2N,a=10cm/s2 2=0.1m/s=0.1m/s2 2;由牛顿第由牛顿第二定律可得二定律可得m=kg=20kg,Dm=kg=20kg,D项既正确、又规范简洁。项既正确、又规范简洁。Fa20.1【变式训练变式训练】1.(

25、1.(多选多选)在初中阶段在初中阶段,我们曾经学过功我们曾经学过功W=FW=Fl,下列下列关于功的单位关于功的单位,表示正确的是表示正确的是()A.JA.JB.NB.Nm mC.kgC.kgm m2 2/s/s3 3 D.kg D.kgm m2 2/s/s2 2【解析解析】选选A A、B B、D D。由。由W=FW=Fl可知可知,功的单位是由力的单位和功的单位是由力的单位和位移的单位组成位移的单位组成,在国际单位制中在国际单位制中,功的单位是功的单位是J,J,力和位移的力和位移的单位分别是单位分别是N N和和m,m,故故1J=1N1J=1Nm,m,选项选项A A、B B正确正确;由由F=maF

26、=ma可知可知,1N=,1N=1kg1kgm/sm/s2 2,所以所以1N1Nm=1kgm=1kgm m2 2/s/s2 2,选项选项D D正确正确,选项选项C C错误。错误。2.2.某条道路上某条道路上,规定车辆行驶速度不得超过规定车辆行驶速度不得超过30km/h,30km/h,在一次交通在一次交通事故中事故中,肇事车是一辆卡车肇事车是一辆卡车,测得这辆车紧急刹车测得这辆车紧急刹车(车轮被抱死车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为时留下的刹车痕迹长为7.6m7.6m。经过测试得知这种轮胎与路面间。经过测试得知这种轮胎与路面间的动摩擦因数为的动摩擦因数为0.7,0.7,请判断该车是否超速。请判断该车

27、是否超速。(g(g取取10m/s10m/s2 2)【解析解析】由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：F=maF=ma刹车时的合力：刹车时的合力：F=mgF=mga=7m/sa=7m/s2 2由运动学公式由运动学公式v v2 2-v-v0 02 2=2ax=2ax得得v v0 0=10.3m/s=37.1km/h30km/h,=10.3m/s=37.1km/h30km/h,所以该车超速。所以该车超速。答案：答案：超速超速Fm【资源平台资源平台】备选角度：物理公式和物理单位的关系备选角度：物理公式和物理单位的关系【示范题示范题】(多选多选)在以后的学习过程中在以后的学习过程中,我们将遇到动能的表我们将遇

28、到动能的表达式达式E Ek k=mv=mv2 2,关于动能的单位关于动能的单位,下列各式中正确的是下列各式中正确的是()A.kgA.kgm m2 2/s/s2 2 B.N B.Nm/sm/sC.D.NC.D.Nm m12Nmm/s s【标准解答标准解答】选选A A、D D。由。由E Ek k=mv=mv2 2得动能的单位是得动能的单位是kgkg(m/s)(m/s)2 2=kg=kgm m2 2/s/s2 2=kg=kgm mm/sm/s2 2=N=Nm,m,故选项故选项A A、D D正确正确,选项选项B B、C C错错误。误。12巧用单位制检验结果正误巧用单位制检验结果正误【案例剖析案例剖析】

29、在解一文字计算题时在解一文字计算题时(由字母表达结果的计算题由字母表达结果的计算题),),一同学解得一同学解得x=(tx=(t1 1+t+t2 2),),用单位制的方法检验用单位制的方法检验,这个结果这个结果()A.A.可能是正确的可能是正确的B.B.一定是错误的一定是错误的C.C.如果用国际单位制如果用国际单位制,结果可能正确结果可能正确D.D.用国际单位制用国际单位制,结果错误结果错误,如果用其他单位制如果用其他单位制,结果可能正确结果可能正确F2m【精讲精析精讲精析】选选B B。由。由x=(tx=(t1 1+t+t2 2)可知可知,等式左边的单位是长等式左边的单位是长度的单位度的单位;而

30、在国际单位制中而在国际单位制中,等式右边的单位是等式右边的单位是 s s=m/s,=m/s,是速度的单位是速度的单位,等式两侧单位不一样等式两侧单位不一样,所以所以,结果一定错误结果一定错误,故选项故选项B B正确正确;单位制选的不同单位制选的不同,只会影响比例系数只会影响比例系数,选项选项A A、C C、D D错误。错误。F2m2kg m/skg【名师指津名师指津】用单位制检验结果正误的基本思路用单位制检验结果正误的基本思路(1)(1)找出所求量的国际单位找出所求量的国际单位;(2)(2)推导出所得结果的代数式的单位推导出所得结果的代数式的单位;(3)(3)根据单位制对结果做出基本的判断。如

31、果所得结果的代数根据单位制对结果做出基本的判断。如果所得结果的代数式的单位与所求量的单位相符式的单位与所求量的单位相符,结果可能是正确的结果可能是正确的;如果所得结如果所得结果代数式的单位与所求量的单位不相符果代数式的单位与所求量的单位不相符,结果一定是错误的。结果一定是错误的。【自我小测自我小测】1.1.声音在空气中的传播速度声音在空气中的传播速度v v与空气的密度与空气的密度、压强、压强p p有关。根有关。根据单位制据单位制,检验下列关于空气中声速的表达式检验下列关于空气中声速的表达式(k(k为比例系数为比例系数,无无单位单位)正确的是正确的是()kpkpkA.v B.v C.v D.vk

32、pp【解析解析】选选B B。可把。可把p p、的单位用基本单位表示的单位用基本单位表示,代入进行单代入进行单位运算位运算,看得出的单位是否是看得出的单位是否是v v的单位。的单位。p p的单位用国际单位制的单位用国际单位制中的基本单位表示：中的基本单位表示：1Pa=1 =1 ,1Pa=1 =1 ,的单位用国际单位的单位用国际单位制中的基本单位表示：制中的基本单位表示：kg/mkg/m3 3,代入代入A A选项中选项中,单位为单位为m m2 2/s/s2 2,显然显然不是速度的单位不是速度的单位,A,A错错;代入代入B B项得单位为项得单位为m/s,Bm/s,B正确正确;代入代入C C项为项为s

33、/m,s/m,也不是速度的单位也不是速度的单位,C,C错错;同理同理D D项单位为项单位为kg/(mkg/(m2 2s),Ds),D错。错。2Nm2kgm s 2.2.一个恒力作用在质量为一个恒力作用在质量为m m1 1的物体上的物体上,产生的加速度为产生的加速度为a a1 1;作用作用在质量为在质量为m m2 2的物体上的物体上,产生的加速度为产生的加速度为a a2 2。若这个恒力作用在质。若这个恒力作用在质量为量为m m1 1+m+m2 2的物体上的物体上,则产生的加速度等于则产生的加速度等于()112121221212aaaa aA.a a B.C.D.aa aaa【解析解析】选选D D。由于使质量为。由于使质量为m m1 1+m+m2 2的物体产生的加速度的单位的物体产生的加速度的单位应与应与a a1 1或或a a2 2的单位相同的单位相同,选项选项A A、B B、C C的单位均不是加速度的单的单位均不是加速度的单位位,故选项故选项A A、B B、C C都是错误的。剩下的只有选项都是错误的。剩下的只有选项D D可选可选,可断定可断定正确选项为正确选项为D D。