4.4 力学单位制 精品课件(37页)-【扬帆起航系列】高中物理同步备课(人教版2019必修第一册)

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名称 4.4 力学单位制 精品课件(37页)-【扬帆起航系列】高中物理同步备课(人教版2019必修第一册)
格式 pptx
文件大小 2.0MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2026-01-09 00:00:00

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文档简介

(共37张PPT)
4.4 力学单位制
【扬帆起航系列】2025-2026学年高中物理同步备课必修第一册
授课人:扬帆起航
新人教版(2019)
第四章 运动和力的关系
01
基本单位
02
国际单位制
04
数据分析
目录/contents
导入新课
计量一头大象的质量时常用吨(t)做单位,但在计量人的质量时却用千克(kg)做单位。自由落体加速度g的单位是米每二次方秒(m/s2),在初中学习时,g的单位曾用牛顿每千克(N/kg)。这些单位的使用有什么规则吗?
张飞
姚明
回顾单位制的历史
身高9尺
身高6.78尺
三尺=1m
中国古代的单位制
《说文》:“斤,斫(zhuo)木斧也。”
人们常常借用斧的重量作为一个单位,与其他交换物相比较从事交易活动,后来,斧便逐渐地过渡为一个重量单位——斤
秦始皇诏文权
通高5.3cm,
径4.7cm,
重260g
秦始皇统一天下
为什么要统一单位?
各个国家、地区以及各个历史时期,都有各自的计量单位。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=7.62cm;在荷兰,1掌尺=10cm;英尺是8世纪英王的脚长,1英尺=0.3048m。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=2.54cm。这位君王还别出心裁,把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离91cm定为1码, 1码=91cm.
我国,从秦朝至清末的2000多年间,我国的“尺”竟由1尺=0.2309m到0.3558m的变化,其差距相当悬殊。
资 料
20世纪末美国曾发射一个火星探测器, 在设定环绕轨道半径时,没有进行单位换算,导致探测器离火星过近, 温度过高而起火,随后脱离轨道坠入火星的大气层 . 致使美国损失价值1.25亿美元的火星探测器 .
一次因单位失误而导致的事故
血的教训
需要制定国际上统一的标准
一个单位问题引发的事故
1999年9月23日:1998年12月美国发射的火星气候探测器与地面失去联系
火星大气层的最小安全距离:
大约 85km~100km,
预定140km~150km。
实际:探测器距火星表面最近仅57km。
探测器在火星大气中被烧毁。
1999年9月30日的调查报告:造成飞行高度太低的原因是公制和英制的转换问题!
洛克希德马丁公司提供资料,以便喷射推进实验室每天两次启动小推进器,来调整太空船的航向。导航员认为启动小推进器的力是以公制的“牛顿”为单位,不料这些资料却是以英制的“磅”为单位,结果导致太空船的航向出现微小偏差。日积月累,终于差之毫厘,谬以千里。
钱缩水了!把陈景润逼疯了,高级数学题:
求证:1元=1分
解:因为1元=100分
=10分×10分
=1角 ×1角
=0.1元×0.1元
=0.01元
=1分
证明完毕。
陈景润哭了,
很多老百姓都哭了…
因为,毫无破绽,稀里糊涂地钱就毛了……
钱缩水了?
物理学的关系式:
确定了物理量间的关系,确定了物理量的单位间的关系。
m
m/s
s
m/s
s
m/s 2
F=ma
m/s 2
kg
kg ·m/s 2
N
关系式与单位
物理量具有明确的定义和物理意义,可以用不同的方法测量,测量的结果用数值和相应的单位来表示。
基本单位
01
x= 10 m
m= 5 kg
t= 20 s
基本量
基本单位
基本量:被选定的物理量
长度
质量
时间
基本单位:基本量的单位
作用:利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。
m、km、cm ……
kg、g、t ……
s、 min、h……
导出单位:导出物理量的单位。
导出量:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量
速度: v = 10 m/s
加速度:a = 5 m/s2
力: F =20 N
导出量
导出单位
位移(长度x)和时间t
速度v
和时间t
F=ma
加速度a和矢量m
由基本单位和导出单位一起组成单位制。
国际单位制
02
1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI。
在力学中,国际单位制规定:
长度、质量、时间为基本量
米(m)、千克(kg)、秒(s)为基本单位
、 cm/s2 ……
基本单位
导出单位
N
、g 、mg 、t …
、min、hour …
m
kg
s
、 km/h ……
、g/cm3 ……
m/s
m/s2
kg/m3
国 际 单 位 制
长度:
质量:
时间:
速度:
加速度
力:
密度:
kg·m/s2
、km 、cm 、mm…
物理量
单 位 制
(SI)
除了SI单位制,还有厘米·克·秒单位制
国际单位制中的基本单位:
物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号
长 度 l ___ __
质 量 m _____ ___
时 间 t ___ __
电 流 I 安[培] A
热力学温度 T 开[尔文] K
发光强度 I,(IV) 坎[德拉] cd
物质的量 n 摩[尔] mol

m
千克
kg

s
力学
物理量 单位 备注
名称 符号 名称 符号 面积 S 平方米 m2
体积 V 立方米 m3
位移 S 米 m
速度 v 米每秒 m/s
加速度 a 米每二次秒 m/s2
角速度 ω 弧度每秒 rad/s
频率 f 赫兹 Hz
(质量)密度 ρ 千克每立方米 Kg/m3
力 F 牛顿 N 1N=1kg·m/s2
力矩 M 牛顿·米 N ·m
动量 P 千克米每秒 Kgm/s
压强 P 帕斯卡 Pa
功 W 焦耳 J
能(量) E 焦耳 J
功率 P 瓦特 W
常用的力学量的SI单位(导出单位)
1Pa=1kg/(m·s2)
1J=1kg·m2/s2
1W=1kg·m2/s3
1.组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致.在只有名称而不出现符号的场合,名称的顺序应该与有符号的情况下一致.如单位由相乘构成,无论是否使用乘的符号,名称中无对应“乘”的词,符号中的除(斜线和出现的负指数),名称中对应的词为“每”字,“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关.
2.例如:力矩的SI单位名称为“牛顿米”(因其符号为N·m)
 密度的SI单位名称为“千克每立方米”(因其符号为kg/m3)
组合单位的读法
【例题】一个静止在光滑水平面上的物体,质量是7kg,在14N的水平恒力作用下,5s末的速度是多大?5s内通过的位移是多大?
物理情景
v
v0=0
F=14N
x
解:
=2m/s2
7kg
14N
m
F

a=
V=at=2m/s2×5s=10m/s
x = at2 = ×2m/s2×25s2
2
1
2
1
=25m
m
F
7
14

a=
=2m/s2
m/s2
V=at=2×5m/s=10m/s
=25m
x = at2 = ×2×25m
2
1
2
1
统一单位制后
思考与讨论
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积,他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为 。小红说,从单位关系上看,这个公式肯定是错误的。她的根据是什么?
两个物体的长度分别是1.60和150,你能说出哪个物体更长吗
提示:很难说明。我们在对物理量进行描述时,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。
想一想
力学国际单位制(SI)在解题中应用的优点
1.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,只要在式子末尾写出所求量的单位即可.
2.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判断结果是否正确,如单位制不对,结果一定错误.
(简化计算过程的单位表达)
(检验结果的正误)
即学即用
解:因为1元=100分
=10分×10分
=1角 ×1角
=0.1元×0.1元
=0.01元
=1分
证明完毕。
钱到底缩水了没有?
问题到底出在哪个地方?
给出正确的计算推理过程
合作探究
国际单位制
基本单位
导出单位
单位制
简化计算过程
量纲检查
基本单位的定义
7个基本单位
导出单位
小 结
铯—133原子基态的时两个超精细能级间跃迁对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间为1s.
原子钟
拓展学习
1.秒(second) 的定义:
光在真空中 时间间隔所经路径的长度。
原子钟
2.米(metre) 的定义:
该定义是在1983年国际计量大会上批准的。
国际千克原器的质量为1千克
2018年,第26届计量大会决定,千克由普朗克常量h及米和秒定义,
1 kg = h/6.62607015×10-34 m2 ·s-1
3.千克(kilogram) 的定义:
铂铱合金制成的国际千克原器
『判一判』
(1)物理量的单位均可以互相导出。(  )
(2)一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示,这个物理量的单位一定是导出单位。(  )
(3)一般来说,物理公式主要确定各物理量之间的数量关系,并不一定同时确定单位关系。(  )
(4)空气对运动物体的阻力正比于其速度,即f=kv,其中k没有单位。(  )
×  
√ 
×  
×  
典例分析
03
【例题】(多选)(2020·河北省唐山一中高一上学期期中)关于力学单位制说法中正确的是(  )
A.kg、J、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中,质量的基本单位是kg,也可以是g
D.在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式是F=ma
BD  
解析:kg是质量的单位,它是基本单位,所以A错误;三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为m、kg、s,所以B正确;g也是质量的单位,但它不是质量在国际单位制中的单位,所以C错误;牛顿第二定律的表达式F=ma,是在其中的物理量都取国际单位制中的单位时得出的,所以D正确。
【例题】在解一计算题中(由字母表达结果的计算题),某同学解得x=(t1+t2),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
解析:
B
由x=(t1+t2)式,左边单位是长度单位,而右边单位推知是速度单位,所以结果一定是错误的,单位制选用得不同,只影响系数,故A、C、D错,B正确.
【例题】轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指标.近年来,一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时,提出了一个新的概念,叫作“加速度的变化率”,用“加速度的变化率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢,并认为,轿车的加速度变化率越小,乘坐轿车的人感觉越舒适.下面四个单位中,属于加速度变化率的单位是(  )
A.m/s B.m/s2 C.m/s3 D.m2/s3
解析:
C
加速度的变化率表示的是加速度变化的快慢,所以加速度的变化率应该等于加速度的变化量与对应时间的比值,而加速度的单位是m/s2,所以加速度的变化率的单位应该是m/s3,所以C正确.
【例题】现有以下一些物理量和单位,按下面的要求选择填空。
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
(1)属于物理量的有     。
(2)在国际单位制中,被选定的基本量有    。
(3)在国际单位制中的基本单位有     ,属于导出单位的有     。(均选填字母的代号)
解析:(1)此题中给定的选项内,属于物理量的有密度、加速度、质量、长度、时间,故此空填A、D、E、H、I。
(2)此题中给定的选项内,在国际单位制中,被选定的基本量有质量、长度、时间,故此空填E、H、I。
(3)此题中给定的选项内,在国际单位制中是基本单位的有秒、千克,属于导出单位的有米/秒、牛顿,故第一个空填F、J,第二个空填B、C。
A、D、E、H、I
E、H、I 
 B、C
F、J
单位制
基本单位
导出单位
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)
力学单位制中的三个基本单位
由基本单位推导出来的单位叫导出单位
选定的单位
m/s、m/s2、 N、kg/m3 kg.m/s、kg.m2/s2、N.s
库、欧姆、电功率等等
焦/千克等
电学
热学
热学
光学
国际单位制
(简称SI单位制)
课堂小结