4.4 力学单位制
一、学习目标
1．了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；
2．认识单位制在物理计算中的作用
二、问题与例题
问题1：单位的不统一会造成什么样的困难?
问题2：什么是基本量，什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些，分别对应什么物理量?
问题3：什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?
问题4：我们学过的力的单位牛顿是不是基本单位呢?
问题5：什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?对应什么物理量?
六、目标检测
1.物理学的关系式确定了物理量之间关系的同时，也确定了物理量间的___________。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。被选定的物理量叫做__________，它们的单位叫做_________。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___________。基本单位和导出单位一起组成了__________________。
2．国际单位制是一种_____________的，包括一切计量领域的单位制。它既包括_________，如米、千克、秒，又包括由它们推导出的_________。
配餐作业
从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BC
A组题
1．完成下列单位换算：
（1）5 t=________kg. （2）0.1 g=___________kg.
（3）72 km/h=_________m/s. （4）20 cm/s2=_________m/s2
2．下列关于单位制及其应用的说法中正确的是（ ）
A．基本单位和导出单位一起组成了单位制
B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同
C．基本单位采用国际单位制中的单位，其导出单位不一定是国际单位制中的单位
D．物理公式可以确定物理量间的数量关系，也可以确定物理量间的单位关系
B组题
1．下列单位中，是国际单位制中的加速度的单位的是（ ）
A．cm/s2 B．m/s2 C．N/kg D．N/m
2．下列哪组单位都是国际单位制中的基本单位（ ）
A．千克、秒、牛顿 B．千克、米、秒 C．克、千米、秒 D．牛顿、克、米
3．关于力的单位，下列说法中正确的是（ ）
A．力的单位是根据公式F=ma和基本单位推导出来的
B．在国际单位制中，力的单位用“牛”是为了使牛顿第二定律公式中的比例系数k=1
C．1N=100000g.cm/s2
D．在力学中，N是最重要的一个基本单位
4．写出下列表格中物理量在国际单位中的单位：
物理量
时间
速度
加速度
力
功
功率
单位
C组题
8．给出以下物理量或单位，请按要求填空。
A．米 B．牛顿 D．加速度 D．米/秒2
E．质量 F．千克 G．时间 H．秒
I．位移 J．厘米2 K．千克/米2 L．焦耳
（1）在国际单位制中作为基本单位的是__________。
（2）属于导出单位的是___________。
9．一列车的质量为800 t，以72 km/h的速度行驶，运动中所受的阻力是车重的0.05倍。若欲使列车在200 m内停下来，制动力应多大？（g取10m/s2）
4.4 力学单位制
教材分析
在初中阶段，物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一。前面关于1N的规定给学生的印象总好像是有些随意。尤其是牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定。使得学生感动物理太复杂。事实上，只有把单位制放在整个物理学框架中加以认识，并且知识有了一定的积累。经历了充分的学习过程后才能体会物理量单位的命名和使用规则。体会到其中对一些单位进行规定的合理性和方便特征。
物理学单位中，有很少几个基本物理量，它们的单位就是基本单位。在进行了这种选定之后，其它物理量的单位就是根据它的定义式，有所选择的其他物理量的单位共同确定的。
国际单位制的建立和使用，不仅方便了国际间的交流，也逐渐成为科学研究中计算和运用的一种规范约束。中学生应该注意学习，逐步习惯，在记录、表达和计算中规范使用。
教学目标
．
（三）情感、态度与价值观
1．使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想．
2．了解度量衡的统一对中国文化的发展所起的作用，培养学生的爱国主义情操．
3．让学生了解单位制与促进世界文化的交流和科技的关系．
4．通过一些单位的规定方式，了解单位统一的重要性，并能运用单位制对计算过程或结果进行检验．
教学重点 难点
重点： 1．什么是基本单位，什么是导出单位．
2．力学中的三个基本单位．
3．单位制．
难点：
统一单位后，计算过程的正确书写．
学情分析
在初中阶段，物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一。上一节关于1N的规定使学生感到困惑。通过单位制的学习，让学生了解单位制、单位统一的重要性。
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
课前准备
1．学生的学习准备：通过预习知道什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；什么是导出单位，单位换算的方法。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
3．教学环境的设计和布置。
课时安排：1课时
教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实知道了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标
展示张飞和姚明的图片
师：大家都认识这两个人吧．
生：认识，一个是张飞，一个是姚明．
师：那么大家知道他们的身高是多少呢?
生：《三国演义)上说张飞身高9尺．
师：按照现在的计算方法，张飞的身高应该是多少?
生：三尺是1 m，张飞的身高应该是3m．
师：姚明在当代应该是身高很高的人了，他的身高是多少?
生：2．26m．看起来张飞要比姚明高很多，打篮球一定挺厉害．
师：并不是张飞比姚明高，而是古代的尺和现代的尺不一样．在我国有“伸掌为尺”的说法，我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9m到0．355 8m的变化，其差别相当悬殊．
师：大家如果经常看NBA介绍时会发现姚明的身高并不是说成2．26m，而是怎样介绍的呢?
生：我记得好像是几英尺几英寸，具体数值记不清了．
师：1英尺等于0．304 8m，1英寸为2．54 cm．大家如果不记得的话可以重新计算一下，也可以计算一下自己的身高是多少．大家知道尺和英尺是怎样来得吗?
生：不知道．
多媒体介绍 ．
在古代，人们常用身体的某些器官或部位的尺度作为计量单位．在遥远的古埃及时代，人们用中指来衡量人体的身长，认为健美的人身长应该是中指长度的19倍．各个国家，地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位．仅以长度为例，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．在英国，1掌尺相当于7．62 cm而在荷兰，1掌尺却相当于10cm．英尺是8世纪英王的脚长，1英尺等于0.304 8 m．10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸．1英寸为2．54cm．这位君王又别出心裁，想出了“码”这样
一个长度单位．他把从启己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91 cm，定为1码．到了1101年，亨利一世在法律上认定了这一度量单位，此后，“码”便成为英国的主要长度单位，一直沿用了1 000多年．在我国亦有“伸掌为尺”的说法．我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尼，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9 m到0.355 8m的变化，其差别相当悬殊．
多媒体展示学习目标，强调重难点。
（三）合作探究、精讲点拨
[讨论与交流]
单位的不统一会造成什么样的困难?
参考答案：单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使全球人类能够共享光明，共享人类文明进步的成果．
(自学总结)
(投影问题)
1．什么是基本量，什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些，分别对应什么物理量?
2．什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?借助物理公式来推导．
3．什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?对应什么物理量?
注：在这个过程中，老师可以巡回指导学生自己总结，并帮助水平较差的同学进行总结．这个过程大约持续10min左右．然后让学生回答所提出的问题并巩固补充学生掌握的知识．
师：请同学们回答刚才这几个问题．1．什么是基本量，什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些，分别对应什么物理量?
生1：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，这些被选定的物理量叫做基本量，它们的单位叫做基本单位．
生2：力学中的基本量有长度、质量和时间．它们的单位分别是米、千克和秒．
师：2．什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?借助物理公式来推导．
生1：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，叫做导出单位．
生2：我们学过的导出单位很多，比如加速度的单位m／s2，它可以根据公式a＝△v/t来进行推导．密度的单位是kg／m3，可以根据密度的计算公式:p＝m/v进行推导．
师：我们学过的力的单位牛顿是不是基本单位呢?
生：不是，牛顿也是一个导出单位．根据牛顿第二定律F＝ma，可得力的单位应该与质量的单位和加速度的单位有关．1 N＝1 kg·m／s2．
师：第三个问题：什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?对应什么物理量?大家设计一个表格来回答这个问题．
生：国际计量委员会在1960年在第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制．简称SI．
物理量的名称 单位名称 单位符号
长度 米 m
质量 千克(公斤) kg
时间 秒 s
电流 安(培) A
热力学温度 开(尔文) K
物质的量 摩(尔) mol
发光强度 坎(德拉) cd
(例)一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大?5s内通过的位移是多少?
（四）反思总结、当堂检测
通过本节课的学习，我们知道了什么是基本单位，什么是导出单位，什么是单位制，知道了力学中的三个基本单位以及统一单位后，解题过程的正确书写方法．
【当堂检测】1．一个原来静止在光滑水平面上的物体，质量是20kg，在两个大小都是50N且互成120°角的水平外力作用下，3 s末物体的速度是多大?3 s内物体的位移是多少?
2．现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空：
A.密度 B．米／秒 巴牛顿 D．加速度 巳质量 F．秒 G．厘米 H．长度 I．时间 J.千克
(1)属于物理量的是——(填前面的字母)．
(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有 ．
(3)在国际单位制中基本单位是——，属于导出单位的是——·
答案：(1)ADEHI (2)EHI (3)FJ BC
解析：要分清物理量和物理单位、基本单位和导出单位．
说明：本题容易把物理量和单位制混淆．
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
（五）发导学案、布置预习
布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。
板书设计?
板书设计
力学单位制
教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
本节课的什么叫基本物理量、物理量的单位、导出单位、单位制以及单位制和单位统一的重要性的理解是课本上重要内容。
在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!
课前预习学案
一、预习目标
知道力学中的三个基本单位
二、预习内容
力学中的三个基本单位：_________、_________、_________。
三、提出疑惑
同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
学习目标
1．了解什么是单位制，知道什么是单位制，什么是基本单位，什么是导出单位
2.知道力学中的三个基本单位
3．认识单位制在物理计算中的作用
学习重难点：
统一单位后，计算过程的正确书写．
学习过程
1、物理学的关系式确定了物理量之间的关系的同时，也确定了物理量的
间的关系。
2、只要选定几个物理量的单位，就能够利用 推导出其他物理量的单位；这些被选定的物理量叫做 ，它们的单位叫做 。被推导出来的其他物理量的单位叫做 。
3、 和 一起组成了单位制。
4、国际单位制是一种国际通用的，包括一切计量领域的单位制，国际单位制中的基本单位是 ，
【典型例题】
例1、完成下列单位换算：
(1)0.1 mg=_____________kg (2)4.2t=_____________kg
(3)54 km／h=____________m/s (4)____________
例2、现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空.(填序号字母)
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 K.厘米/秒
(1)属于物理量的是
(2)在国际单位制中，作为基本物理量有
(3)属于基本单位的是 ，属于导出单位的是 。
(4)在国际单位中属于基本单位的是 ，属于导出单位的是
例3、如果质量的单位用克，加速度单位用米每二次方秒，力的单位用牛顿，则公式还成立吗？
三、反思总结
通过本节课的学习，我们知道了什么是基本单位，什么是导出单位，什么是单位制，知道了力学中的三个基本单位以及统一单位后，解题过程的正确书写方法。
四、当堂检测
1．下列关于单位制及其应用的说法中，正确的是：（ ）
A．基本单位和其导出单位一起组成了单位制。
B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同。
C．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的。
D．一般说来，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系。
课后练习与提高
1、下列说法正确的是( )
A．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位
B．在力学单位制中，若采用厘米、克、秒作为基本单位，力的单位也是牛
C．只有在国际单位制中牛顿第二定律的表达式才是F=ma．
D．力学单位中，采用国际单位的基本单位有牛、千克、米、秒．
2、下列物理量单位中哪些属于基本单位，哪些属于国际单位制单位：吨(t)、毫米(mm)、小时(h)、秒(s)、焦耳(J)、牛米(N·m)、微克(μg)、千克(kg)、微秒(μs)、帕斯卡(Pa)、克/厘米3(g/cm3)。
3.关于力学单位制，下列说法正确的是( )
A.kg、m/s、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中，质量的单位是g，也可以是kg
D.只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma
4、下列物理量的单位中，属于国际单位制中的导出单位的是( )
A.牛顿 B.秒 C.焦耳 D.瓦
5、一辆重4t的汽车，从静止开始，在水平路上行驶，已知发动机的牵引力为1600N，汽车在运动时所受阻力为车重的0．02倍，取，问：
(1)汽车在开出后加速度是多大?
(2)汽车经过多少时间它的速度可达10m/s?
参考答案：
四、当堂检测
1.ABC 2．千克、米、秒 3. （1）ADEHI (2)EHI (3)FJ、BCG
课后练习与提高
3、【答案】BD
4、【答案】ACD
5、【答案】 50s
解：（1）已知，，合力，，
由牛顿第二定律可得加速度
，
（2）．
4.4 力学单位制
时间：45分钟 满分：100分
一、单项选择题(每小题6分，共24分)
1．在国际单位制中，长度、质量和时间三个基本物理量的基本单位是( )
A．km、g和h B．km、kg和s
C．m、kg和s D．km、kg和h
2．物理学中，把物体的质量m与速度v的乘积称为物体的动量，用字母p表示，即p＝mv.关于动量的单位，下列各式不正确的是( )
A．kg·m/s
B．N·s
C．N·m
D.·
3．以下结论正确的是( )
A．若合力F＝2 N，加速度a＝2 cm/s2，则质量为m＝＝1 kg
B．若合力F＝4 N，质量m＝20 g，则加速度a＝＝0.2 m/s2
C．若已知m＝20 kg，a＝2 cm/s2，则合力为F＝ma＝40 N
D．若已知m＝2.0 kg，a＝2 m/s2，则合力为F＝ma＝4 N
4．在解一道文字计算题(由字母表达结果的计算题)中，一个同学解得x＝(t1＋t2)，其中x是物体的位移，F是物体所受的合力，m是物体的质量，t1和t2是物体运动的时间，用单位制的方法检查，这个结果( )
A．可能是正确的
B．一定是错误的
C．如果用国际单位制，结果可能正确
D．用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确
二、多项选择题(每小题6分，共24分)
5．下列说法中正确的是( )
A．质量是物理学中的基本物理量
B．长度是国际单位制中的基本单位
C．kg·m/s是国际单位制中的导出单位
D．时间的单位——小时是国际单位制中的导出单位
6．关于力学单位制，以下说法中正确的是( )
A．kg、m/s、N等单位为导出单位
B．kg、m、s都是基本单位
C．牛顿第二定律的表达式F＝kma，式中各物理量取国际单位时，k＝1
D．在国际单位制中，质量的单位可以是kg也可以是g
7．在研究匀变速直线运动的实验中，取计时时间间隔为0.1 s，测得相邻时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力的大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是( )
A．a＝ m/s＝120 m/s
B．a＝ m/s2＝1.2 m/s2
C．F＝500×1.2 N＝600 N
D．F＝0.5×1.2 N＝0.6 N
8．以v表示速度，a表示加速度，s表示位移，t表示时间，在下列各式中单位肯定错误的是( )
A．s＝ B．v＝
C．t＝ D．a＝
三、非选择题(共52分)
9．(10分)A.牛顿；B.速度；C.米/秒；D.时间；E.小时；F.质量；G.力；H.千米；I.克；J.米
(1)属于基本量的是________．
(2)属于导出量的是________．
(3)属于基本单位的是________．
(4)属于导出单位的是________．
(5)属于国际单位制中的基本单位的是________．
10．(12分)物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系．下面给出的关系式中，l是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量都用国际单位制单位．试判断下列表达式的单位，并指出这些单位所对应的物理量的名称．
(1)单位________，物理量名称________．
(2)单位________，物理量名称________．
(3)m单位________，物理量名称________．
答案
课后作业
1．C
2．C 由p＝mv知动量的单位为kg·m/s，A正确；1 N·s＝1 kg·m/s2·s＝1 kg·m/s，B正确，C错误；由F＝ma知质量m＝，单位为，D正确．故选C项．
3．D A选项中a的单位没换算为国际单位，故A错．B中质量单位错，故B错．C中a单位运用错，故C错．D正确．
4．B 由F，m，t的单位分别为“kg·m/s2”，“kg”，“s”，根据x＝(t1＋t2)计算可得(t1＋t2)单位为m/s，不是位移的单位．国际单位制与其他单位制仅在数量上有差别，故D错．故只有B正确．A，C错误．
5．AC 质量是力学基本物理量，故A正确．长度是物理量，不是单位，故B错．kg·m/s是国际单位制中的导出单位，故C正确．小时是时间的基本单位，不是导出单位，故D错．
6．BC kg为基本单位，故A错．kg、m、s是国际单位制中基本单位，故B正确．F＝kma，质量取kg，a取“m/s2”，F取“N”时k＝1，C正确．国际单位制中质量的单位是kg，D错．
7．BD A单位错，且没有换算成国际单位，故A错．B正确．C答案质量没换算成国际单位，故C错，D对．
8．BD 物理学公式反映各量之间关系的同时也确立了单位关系.的单位为＝m，位移s的单位为m，故A可能正确；＝，而速度v的单位是m/s，故B一定错； ＝s，时间的单位为s，故C对； 的单位为 ，而加速度a的单位为m/s2，故D一定错．
9．(1)D，F (2)B，G (3)E，H，I，J
(4)A，C (5)J
10．(1)秒(s) 时间
(2)米/秒2(m/s2) 加速度
(3)牛(N) 力
解析：长度l的单位是m，速度v的单位是m/s，质量m的单位是kg，重力加速度g的单位是m/s2，故分别代入表达式即可推出．
11.(8分)在学习了力学单位制之后，小明同学由G＝mg，得g的单位为N/kg，可是小亮同学由自由落体v＝gt得g的单位为m/s2.二人争执不下，都认为自己导出的单位正确，请你帮他们解决这个问题．
12．(12分)一辆质量为400 g的摇控玩具车，从静止出发，在水平导轨上行驶，已知发动机的牵引力为0.16 N，玩具车在运动时所受阻力为车重量的0.02倍(g取10 N/kg)，求：
(1)玩具车开出后加速度是多大？
(2)玩具车经过多长时间速度可达1 m/s?
13．(10分)选定了长度的单位m，质量的单位kg、时间的单位s之后，就可以导出力学中其他所有的物理量的单位，但必须依据相关的公式．现有一个物理量及其表达式为A＝，其中M是质量，r是长度，又已知G的单位是N·m2·kg－2，据此能否推知A是什么物理量？
答案
11.这两个单位是等价的．
解析：由1 N/kg＝＝1 m/s2
所以这两个单位是g的单位的不同表达方式．
12．(1)0.2 m/s2 (2)5 s
解析：(1)由已知条件知玩具车质量m＝400 g＝0.4 kg，摩擦力Ff＝kmg＝0.02×0.4×10 N＝0.08 N，因为牵引力F＝0.16 N恒定，故可知玩具车在恒定外力作用下做匀加速直线运动．
由牛顿第二定律F合＝ma可求出加速度
a＝＝＝0.2 m/s2.
(2)设经过时间t玩具车速度达到1 m/s，则
t＝＝5 s.
13．速度
解析： 的相应单位是
＝
＝＝
＝m/s，
该表达式是速度的单位，所以物理量A是速度．
课件15张PPT。第四章
牛顿运动定律 预
习
作
业课
后
作
业随
堂
作
业
力学单位制
