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第四节 力学单位制
第四章 牛顿运动定律
物理学的关系式确定了物理量之间的关系,也指它确定了物理量之间的单位关系。
例如: 速度 加速度 力
物理学的关系式
一般说来,物理量的单位可以任意选择,这样就会存在同一个物理量出现多个单位,与此对应存在多种单位制.古今中外都不一样,严重影响了科学技术的交流与发展,因此1960年第11届国际计量大会对此做出了规范,通过了国际单位制(代号为SI)
一、SI基本单位
物理量名称 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
发光强度 坎(德拉) cd
物质的量 摩(尔) mol
SI中的非基本单位(也不是导出单位)
除了SI单位制,还有厘米·克·秒单位制
长度 厘米 cm
毫米 mm
分米 dm
时间 小时 h
分钟 min
日等等
质量 克 g
吨 t
毫克 mg
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,用这三个量的单位做基本单位,可以使力学中的单位数目最少.
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.
二、导出单位:
速度公式 v=s/t.位移单位选m,时间单位选s,速度的单位是m/s
加速度公式为a=(v1-v0)/t.速度单位是m/s,时间单位是s,则加速度的单位是m/s2
牛顿第二定律公式为F=ma.质量单位选kg,加速度单位选m/s2,则力的单位是N (kg·m/s2).
三、单位制
基本单位和导出单位的总和叫做单位制.
由于基本单位的选择不同,历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制.
(导出单位)
常用的力学量的SI单位
1.基本单位
长度单位:米(m)
质量单位:千克(kg)
时间单位:秒(s)
2.导出单位:
速度单位:米/秒(m/s)
加速度单位:米/秒2(m/s2)
力的单位:牛顿(N)
四、力学中的国际单位制(SI)
五、组合单位的读法
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.
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)
例1 :一个静止在光滑水平面上的物体,质量是7kg,在14N的恒力作用下,5s末的速度是多大? 5s内通过的路程是多大?
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.
1、简化计算过程的单位表达
物理情景
v0=0
物体在上述过程作匀变速直线运动吗?为什么?
解:
统一单位制
有的同学,解题时,单位弄错,常常说自己粗心。其实是单位制没有掌握好。代入数据前应统一单位制这点要形成习惯
结果对吗?
单位对,结果不一定对,但对结果可以“放心”一点 单位不对,结果则肯定不对
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.
2、检验结果的正误
既不是国际单位,也不是导出单位
1、给出下列物理量或单位,请按要求填空:
A、米; B、牛顿; C、加速度; D、米/秒2;
E、质量; F、千克; G、时间; H、秒;
I、分钟; J、位移; K、厘米; L、千克/米3;
M、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______________。
3、物理量是:_____________。其中属于矢量的是 ,属于标量的是 ;
A F H
B D L M
C E G J
C J
E G
2、质量为500g的物体受力作用后获得10m/s2的加速度,则物体受到的合外力为多少牛?
解:
m=500g=0.5kg
a=10cm/s2=0.1m/s2
由牛顿第二定律:F=ma
得F=0.5×0.1N=0.05N
利用国际单位制运算时,不需要带单位运算,只要在每一个结果的后面写上正确单位即可.
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 kgm/s、kgm2/s2、Ns
库、欧姆、瓦特等等
焦/千克?摄氏度 等
电学
热学
热学
光学
国际单位制(简称SI单位制)