4.4力学单位制（36张ppt）

(共36张PPT)
第四节、力学单位制
第四章
牛顿运动定律
时间的单位是s
导
入
新
课
质量的单位是千克
速度的单位是m/s
力的单位是牛顿
加速度的单位是m/s2
小复习
在应用牛顿第二定律F=ma时，各量的单位选用有一定的规律，如质量m选用kg，加速度a选用m/s2时，则力F的单位是N，否则一般来说就无法运用这一公式处理问题。
在生活中经常有因为忽略单位问题而发生的事故。
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、几个概念
1.基本单位:选定的几个___________(力学中选长度、质量、时间)的单位。
2.导出单位由基本量根据_________推导出来的其他物理量的单位。
3.单位制由_________和_________一起组成单位制。
基本物理量
物理关系
基本单位
导出单位
同学们思考一下，下面的单位有什么不同呢？
厘米（cm）、米（m）、克（g）、千克（kg）秒（s）、分（min）
m／s
、m／s2
、
N
二、国际单位制的基本单位
1.国际单位制
1960年第11届国际计量大会制定的一种国际通用的、包括一切
计量领域的单位制,简称___。
2.在力学范围内,国际单位制规定的三个基本量为_____、_____、_____,对应的基本单位为___、_____、___。
SI
长度
质量
时间
米
千克
秒
一、判一判
1.在力学的分析计算及日常生活中,只能采用国际制单位,不能采用其他单位。(　　)
国际单位制只是诸多单位制中的一种,在实际生活中还存在其他的单位制。
×
2.力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、时间、质量。(　　)
力学单位制中,选为基本单位的物理量有长度、时间、质量。
√
一、判一判
3.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒。(　　)
4.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示。(　　)
力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒。
√
单位制中的导出单位可以用基本单位来表示。
√
二、选一选
下列单位中，属于国际单位制的基本单位的有(
)
A.毫米(mm)
B.米(m)
C.克(g)
D.千克(kg)
E.牛(N)
F.焦耳(J)
提示：在力学单位制中，长度、质量、时间三个物理量的单位都是基本单位，但在国际单位制中，质量的单位是kg，长度的单位是m，时间的单位是s，以kg、m、s为基本单位的导出单位和这几个基本单位一起构成了国际单位制中的力学单位制。
B、D
三、想一想
1.在计算题中，各物理量后边是否一定写上单位？
提示：已知量的单位都用国际单位制表示时，计算的结果也是用国际单位制表示，为此就不必一一写出各量后面的单位，只在数字后面写出正确的单位就可以了。
2.赛车比赛中两摩托车的速度分别为v1=160km/h,v2=50m/s,请问哪辆车速度大?
提示:应先统一单位再比较,v2=50m/s=180km/h,显然v2大。
主题一
力学单位制
【情境探究】公元前210年，秦始皇统一度量衡，即统一了长度、体积、质量的单位及单位间的换算关系。1960年第11届国际计量大会制订了国际单位制。
试分析讨论：
(1)现代物理学中基本量有几个？力学中的基本量是哪几个？
力学基本量在国际单位制中对应的基本单位是什么？
提示：在物理学中总共有七个基本量；在力学中基本量有三个，它们是长度、质量和时间，在国际单位制中分别对应的基本单位是米、千克和秒。
(2)什么是导出单位？举出几个力学中导出单位的例子。
提示：由基本量的单位根据物理关系式可推导出其他物理量的单位,这些单位为导出单位。例如在力学中力、速度、加速度等一些物理量的单位都是导出单位。
【知识点睛】力学单位制
(1)物理学的基本量有七个，分别是：长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度。
(2)导出单位可由基本单位表达。
【误区警示】有的同学易误认为在力学中只有米、千克和秒是基本单位，实际上只要是基本量的单位就是基本单位，包括它们在国际单位制中的常用单位。例如长度单位cm、km，时间单位h、min，质量的单位g、t等也是基本单位，只是这些都是其
他单位制中的基本单位。
【典例1】现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空。(填字母序号)
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.功
L.小时(1)属于物理量的是_______。
(2)作为国际单位制中基本单位的物理量有_______。
(3)属于国际单位制中基本单位的是_______，属于导出单位的是_______。
(4)不属于国际单位的是_______。
解答本题把握以下两点：
(1)区分物理量与单位。
(2)区分国际单位与非国际单位。
G、L
A、D、E、H、I
、K
B、C
E、H、I
F、J
例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？
解析：先将其单位换成国际单位制中的单位．
物体质量m＝500g＝0.5kg
物体的加速度a＝10cm／s2＝0.1m／s2
由牛顿第二定律：F=ma
得物体受到的合外力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．
【变式训练】下列单位中，是国际单位制中加速度单位的是（
）
A.cm/s2
B.m/s2
C.N/kg
D.N/m
【解析】国际单位制中，质量的单位为kg，长度的单位为m，时间的单位为s，根据a＝
可知，加速度的单位为m/s2，。
B
主题二
力学单位制在解题中的应用
【情境探究】如图所示，质量为46.0kg的雪橇（包括小孩）在与水平方向成37°角、大小为100N的拉力F作用下，沿水平面作匀速直线运动，(取g=10N/kg，cos37°=0.8，sin37°=0.6．)
（1）求雪橇受到的摩擦力大小：
（2）雪橇与地面间动摩擦因数．
G
FN
F
Ff
答:⑴雪橇受到的摩擦力大小为80N。
（2）雪橇与地面的动摩擦因数是0.2．?
解：对小孩和雪橇受力分析如图所示,
①
联立①②③代入数据整理可得：
②
③
由题意得：
试结合上述现象讨论：
(1)在解题过程中，怎样合理应用单位制，才能做到既简单又不容易产生错误？
提示：把题目中的已知量用国际单位制表示，若不是国际单位的首先要转化为国际单位，计算的结果同样要用国际单位表示，这样，计算过程中，就不必一一写出各量后面的单位，只
在数字后面写出正确的单位就可以了。
(2)如何利用力学单位制对计算结果的正、误进行检验？
提示：如用力学国际单位制计算时，只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的，若所求物理量的单位不对，则结果一定错。
【知识点睛】单位制在物理计算中的作用
(1)单位制的建立，是为了测量、比较物理量的大小。
(2)物理公式在确定了物理量间数量关系的同时，也确定了物理量间的单位关系。
(3)在物理计算中，先统一各物理量的单位，公式中的各物理量只代入数值，只在式子的末尾写出所求量的单位即可。
【规律方法】力学单位制口诀
力学单位有制度，三基本量要记住，
质量、时间和长度，其他单位可导出，
米千克秒力牛顿，厘米克秒力达因，
统一单位代数据，最后单位要紧跟。
【典例2】一物体在2
N的外力作用下，产生10
cm/s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁又规范的是(
)
解答本题时可把握以下两点：
(1)采用国际单位制表示单位。
(2)注意书写过程中单位的简化。
D
1.质量m＝200
g的物体，测得它的加速度a＝20
cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确、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】首先把各物理量的单位都统一为国际制单位，然后代入
F＝ma＝0.2×0.2
N＝0.04
N。故B选项正确，A、C、D错误。
B
2.将质量为0.5
kg的小球，以30
m/s的速度竖直上抛，经过2.5
s小球到达最高点(取g＝10
m/s2)。求：
(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力；
(2)小球在最高点时的加速度大小；
(3)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？
【解析】(1)设小球上升时，加速度为a，空气的平均阻力为F，则v＝at，mg＋F＝ma
把v＝30
m/s，t＝2.5
s，m＝0.5
kg代入得：F＝1
N
2.将质量为0.5
kg的小球，以30
m/s的速度竖直上抛，经过2.5
s小球到达最高点(取g＝10
m/s2)。求：
(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力；
(2)小球在最高点时的加速度大小；
(3)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？
【解析】(
2)小球到达最高点时，因速度为零，故不受空气阻力，故加速度大小为g,
即10
m/s2
【解析】(3)当小球下落时，空气阻力的方向与重力方向相反，设加速度为a′，则
mg－F＝ma′
得a′＝8
m/s2
答案：(1)1
N
(2)10
m/s2
(3)8
m/s2
2.将质量为0.5
kg的小球，以30
m/s的速度竖直上抛，经过2.5
s小球到达最高点(取g＝10
m/s2)。求：
(1)小球在上升过程中受到的空气的平均阻力；
(2)小球在最高点时的加速度大小；
(3)若空气阻力不变，小球下落时的加速度为多大？
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.坎[拉](cd)
6.开[尔文](K)
7.摩[尔](mol)
由基本单位推导出来的单位
被选定基本量的单位
例如：m/s,
m/s2,
N,
kg/m3
课堂小结