4.7 力学单位 课件(共14张PPT)2023-2024学年高一物理粤教版必修第一册

(共14张PPT)
第四章 牛顿运动定律
第七节 力学单位
在本章第三节中我们已经提到，选取的单位不同，会导致牛顿第二定律数学表达式中的比例系数不同。这意味着选择的单位不同，有可能使得同一个物理规律的数学表述形式不一样，由于物理量的单位是人为规定的，为了方便交流，需要有一个统一的标准，那么，如何制定与力学相关物理量的单位标准呢？
在公元前后的几百年内，人类在计量单位及计量制度方面是非常混乱的，例如欧洲一些国家的国王甚至把他们手臂的长度作为长度的单位，成为其国人交易必须遵循的度量规定。不难想象，这样的度量规定到了其他国家自然就寸步难行，甚至引起纷争。
中国自秦朝以来，不仅在政治上、经济上和军事上高度统一，而且统一了度量衡。使用统一的单位，不仅能方便交往，而且在一定程度上也表现出一种文化认同倾向。
1 英尺 =12 英寸
=0.3048 米
( 1ft = 12in =0.3048 m)
1 英寸 =2.54 厘米
( 1in = 2. 54 cm)
单位制的意义
单位制是由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制，其中基本单位是可以任意选定的，导出单位则是由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取不同，组成的单位制也就不同。
单位制的形成、发展与科技的进步密切相关。早在 17 世纪，人们就开始感觉到计量单位及计量制度的混乱对科技和生产发展的影响。1795 年，法国科学家创立了以米为基本单位的计量制度 (米制)，成为国际上最早公认的通用单位制。随着科技的发展，米制又派生出许多适合于各种科技领域的不同单位制，如厘米、克、秒制，米、千克、秒制，绝对单位制等。
各种单位制的并存不仅对国际贸易有阻碍作用，而且也不利于各国间的科学文化交流。因此，统一单位制成为世界各国的共同要求。国际计量委员会于 1956 年将经过21个国家同意的计量单位制草案命名为国际单位制，并于 1960 年在第十一届国际计量大会上正式通过。
国际单位制先进、实用、简单、科学，适用于文化教育、科学技术、经济建设等各个领域，已被世界各国及国际组织广泛采用。1977 年，我国明确规定要逐步采用国际单位制。1984 年，国务院颁布《国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令》，该命令就是以国际单位制为基础制定的。
国际单位制中的力学单位
国际单位制由7个基本单位、2个辅助单位和 19 个具有专门名称的导出单位组成，其中与力学有关的基本单位有三个：长度单位——米 (m)、质量单位——千克 (kg) 和时间单位——秒(s)。其他与力学有关的物理量单位，都可以由这三个基本单位导出。如，速度的单位为米每秒(m/s)，加速度的单位为米每二次方秒 (m/s2)，力的单位为牛，即千克米每二次方秒(1 N=1 kg·m/s2)。随着科学技术的发展，基本单位的数目是会变化的，基本单位也会不断更新。
国际单位制体现了单位的一贯性，即在国际单位制中，对于所有的导出单位，当按一定的定义方程式从基本单位或辅助单位导出时，它们的系数都是 1，而且所有的国际单位在运算过程中的系数也都是 1，从而使运算简化。
典例精析
例题：如图所示，光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700g，在1.4 N的水平恒力作用下开始运动。那么，5s末物体的速度是多少？5s内它的位移是多少？
解：物体的质量
根据牛顿第二定律：
得：
可写成：
由运动学公式得：
可写成：
可写成：
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