教科版（2019）高中物理 必修第一册 4.4 力学单位制课件

第4节　力学单位制
学习目标要求
核心素养和关键能力
1.知道力学中的几个基本物理量：质量、时间、长度，以及它们的基本单位：千克、秒、米。
2.知道力学中其他物理量的单位都是可以用基本单位导出，并会推导。
3.知道单位制和国际单位制。能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际单位制单位。
4.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法。
1.科学思维
了解基本单位与导出单位的区别，并进行简单的推理。
2.关键能力
分析推理能力。
力学单位制
1.单位：计量事物的________的名称。米是计量______的单位，千克是计量______的单位，升是计量______的单位。
2.物理关系式的功能：物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的______之间的关系。
3.基本量与基本单位：只要选定几个物理量的______，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作________，它们相应的单位叫作__________。
标准量
长度
质量
容积
单位
单位
基本量
基本单位
4.导出量与导出单位：由基本量根据__________推导出来的其他物理量叫作________，推导出来的相应单位叫作__________。
5.单位制：______单位与______单位一起组成单位制。
6.国际单位制：是一种国际通用的、包括一切______领域的________。
7.国际单位制中的力学基本单位：长度l，单位：____；质量m，单位：______；时间t，单位：____。
物理关系
导出量
导出单位
基本
导出
单位制
m
kg
s
计量
[判一判]
(1)物理量的单位均可以互相导出。( )
(2)物理公式表示了物理量间的数量关系和单位关系。( )
(3)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。( )
×
√
√
1.单位制的意义：单位是物理量的组成部分，对于物理量，如果有单位一定要在数字后带上单位，同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。
探究
对单位制的理解
2.单位制的组成
3.国际单位制
(1)不同的单位制在换算中容易出差错，对国际科学技术交流及商业往来极不方便，因此有必要在国际上实行统一的单位标准。1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制，简称SI。
(2)国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位
物理量名称
物理量符号
单位名称
单位符号
长度
l
米
m
质量
m
千克(公斤)
kg
时间
t
秒
s
电流
I
安[培]
A
热力学温度
T
开[尔文]
K
物质的量
n，(ν)
摩[尔]
mol
发光强度
I，(Iv)
坎[德拉]
cd
说明　厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位，但不是国际单位制中的单位。
[例1] 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千克、秒，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”。
答案　(1)ADEHI　(2)EHI　(3)FJ BC
A.在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位制，不能采用其他单位制
B.力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度
C.力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米和牛
D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表达
[针对训练1] 下列有关力学单位制的说法中正确的是(　　)
解析　在有关力学的分析和计算中，可以采用任何一种单位制，只要单位统一即可，但是为了方便，常常采用国际单位制，所以A错误；在力学单位制中，选用长度、质量和时间三个物理量作为基本单位的物理量，相对应的国际单位是米、千克和秒，所以B、C错误；按照单位制的概念，导出单位都可以用基本单位来表达，如1 N＝1kg·m/s2，所以D正确。
答案　D
■情境导入　
探究
单位制的应用
■归纳拓展
单位制的应用主要有以下几个方面：
1.简化计算过程的单位表达：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.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，也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。
3.判断比例系数的单位：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位，如公式F＝kx中k的单位为N/m，F＝μN中μ无单位，F＝kma中k无单位。
4.比较物理量的大小：比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一，再根据数值来比较。
5.检验物理公式和结果
根据物理公式中各物理量的单位，可以推断该物理公式计算结果的单位，若该单位与该公式所求的物理量的单位相同，则说明公式可能是正确的；否则，公式肯定是错误的。
[例2] 质量m＝200 g的物体以加速度a＝20 cm/s2做匀加速直线运动，则关于它受到的合外力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是(　　)
A.F＝200×20＝4 000 N B.F＝0.2×0.2 N＝0.04 N
C.F＝0.2×0.2＝0.04 N D.F＝0.2 kg×0.2 m/s2＝0.04 N
解析　在物理计算中，如果各物理量的单位都统一到国际单位制中，则最后结果的单位也一定是国际单位制中的单位。在国际单位制中m＝0.2 kg，a＝0.2 m/s2，力F的单位为N。根据牛顿第二定律F＝ma＝0.2×0.2 N＝0.04 N。
答案　B
[针对训练2] 一辆质量为4×103 kg的汽车在水平地面上匀速行驶。某个时刻关闭发动机，经过20 s滑行40 m而停止下来，求汽车所受阻力为多大？
解析　选汽车为研究对象，设汽车减速运动的加速度大小为a，则根据速度公式和位移公式可得0＝v0－at
根据牛顿第二定律知汽车所受阻力大小f＝ma＝4×103×0.2 N＝800 N。
答案　800 N