2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 4 力學(xué)單位制學(xué)案 新人教版必修1

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1、4　力學(xué)單位制 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.知道力學(xué)中的幾個(gè)基本物理量：質(zhì)量、時(shí)間、長(zhǎng)度，以及它們的基本單位：千克、秒、米．2.知道力學(xué)中其他物理量的單位都是可以用基本單位導(dǎo)出，并會(huì)推導(dǎo)．(重點(diǎn))　3.知道單位制和國(guó)際單位制．能通過(guò)物理量的定義和推導(dǎo)過(guò)程掌握各物理量的國(guó)際單位制單位．(重點(diǎn))　4.知道物理運(yùn)算過(guò)程中單位的規(guī)范使用和表示方法．(難點(diǎn)) 一、基本單位 1．物理公式功能：物理學(xué)的關(guān)系式在確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量單位間的關(guān)系． 2．基本量：被選定的能夠利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的一些量． 3．基本單位和導(dǎo)出單位 (1)基本單位：被選定的基本物

2、理量的單位． (2)導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位． 二、國(guó)際單位制 1．單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制． 2．國(guó)際單位制：1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制訂的，國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制． 3．國(guó)際單位制中的基本單位 物理量名稱 物理量符號(hào) 單位名稱 單位符號(hào) 長(zhǎng)度 l 米 m 質(zhì)量 m 千克(公斤) kg 時(shí)間 t 秒 s 電流 I 安(培) A 熱力學(xué)溫度 T 開(爾文) K 物質(zhì)的量 n，(ν) 摩(爾) mol 發(fā)光強(qiáng)度 I，(IV) 坎(德拉) cd 1．正

3、誤判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”) (1)一般來(lái)說(shuō)物理公式僅能確定各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，不能確定它們之間的單位關(guān)系． (×) (2)各個(gè)物理量的單位可以相互導(dǎo)出． (×) (3)若某個(gè)單位符號(hào)中包含幾個(gè)基本單位的符號(hào)，則該單位一定是導(dǎo)出單位． (√) (4)厘米cm、克g、小時(shí)h都屬于國(guó)際單位制單位． (×) 2．測(cè)量國(guó)際單位制規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量分別可用的儀器是下列哪一組(　　) A．米尺、彈簧測(cè)力計(jì)、秒表 B．米尺、彈簧測(cè)力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 C．量筒、天平、秒表 D．米尺、天平、秒表 D　[據(jù)單位制可知，在國(guó)際單位制中三個(gè)力學(xué)的基本物理量分別為長(zhǎng)度、質(zhì)量、

4、時(shí)間，長(zhǎng)度用米尺測(cè)量，質(zhì)量用天平測(cè)量，時(shí)間用秒表測(cè)量，故D選項(xiàng)正確．] 3．(多選)下列哪些物理量的單位是導(dǎo)出單位(　　) A．力的單位N　　 B．壓強(qiáng)的單位Pa C．長(zhǎng)度的單位m D．加速度的單位m/s2 ABD　[題目所給單位均為力學(xué)單位，在力學(xué)中只取質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的單位為基本單位，除這三個(gè)單位以外的單位，均為導(dǎo)出單位．] 對(duì)單位制的理解 1.基本物理量與物理量：基本物理量屬于物理量，基本物理量的特殊性在于：根據(jù)基本物理量能夠推導(dǎo)出其他物理量． 2．物理量與單位：物理量的單位是用來(lái)衡量物理量的標(biāo)準(zhǔn)，物理量的描述要同時(shí)用數(shù)字和單位來(lái)描述，否則沒有任何物理意義．

5、3．基本單位與導(dǎo)出單位：基本單位是導(dǎo)出單位的基礎(chǔ)，在選定了基本單位之后，由基本單位以相乘、相除的形式構(gòu)成的單位稱為導(dǎo)出單位． 4．單位制的組成 【例1】　(多選)關(guān)于國(guó)際單位制，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．國(guó)際單位制是世界各國(guó)統(tǒng)一使用的一種通用的單位制 B．各國(guó)均有不同的單位制，國(guó)際單位制是為了交流方便而采用的一種單位制 C．國(guó)際單位制是一種基本的單位制，只要在物理運(yùn)算中各物理量均采用國(guó)際單位制中的單位，則最后得出的結(jié)果必然是國(guó)際單位制中的單位 D．國(guó)際單位制中的基本單位的物理量是長(zhǎng)度、能量、時(shí)間 ABC　[為了運(yùn)算的簡(jiǎn)捷，交流方便，各國(guó)都要統(tǒng)一采用通用單位制，這就是國(guó)際單

6、位制，故A、B選項(xiàng)正確．只要運(yùn)算過(guò)程中各量均采用國(guó)際單位制中的單位，最終得到的結(jié)果也必然是國(guó)際單位制中的單位，這是國(guó)際單位制的又一重要作用，故C選項(xiàng)正確．國(guó)際單位制中規(guī)定基本單位的物理量中沒有“能量”，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．] 理解單位制的三個(gè)常見誤區(qū) (1)只用一個(gè)符號(hào)表示的單位不一定是基本單位．例如，牛頓(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本單位，而是導(dǎo)出單位． (2)是國(guó)際單位的不一定是基本單位．基本單位只是組成國(guó)際單位制的一小部分，在國(guó)際單位制中，除七個(gè)基本單位以外的單位都是導(dǎo)出單位． (3)物理量單位之間的關(guān)系可能通過(guò)相應(yīng)的物理公式導(dǎo)出，但并不是所有物理量的單位都可以互相導(dǎo)出．

7、 1．(多選)對(duì)下面的物理量和單位的說(shuō)法正確的是(　　) ①密度　②?！、勖酌棵搿、芗铀俣取、蓍L(zhǎng)度　⑥質(zhì)量 ⑦千克?、鄷r(shí)間 A．屬于國(guó)際單位制中基本單位的是①⑤⑥⑧ B．屬于國(guó)際單位制中基本單位的是⑦ C．屬于國(guó)際單位制中單位的是②③⑦ D．屬于國(guó)際單位制中單位的是④⑤⑥ BC　[密度、加速度、長(zhǎng)度、質(zhì)量和時(shí)間不是單位的名稱，而是物理量的名稱；千克是國(guó)際單位制中的基本單位，牛、米每秒是國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位，都屬于國(guó)際單位，故B、C正確．] 單位制的應(yīng)用 1．簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程的單位表達(dá) 在解題計(jì)算時(shí)，已知量均采用國(guó)際單位制，計(jì)算過(guò)程中不用寫出各個(gè)量的單位，

8、只要在式子末尾寫出所求量的單位即可． 2．推導(dǎo)物理量的單位 物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時(shí)，同時(shí)也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位． 3．判斷比例系數(shù)的單位 根據(jù)公式中物理量的單位關(guān)系，可判斷公式中比例系數(shù)有無(wú)單位，如公式F＝kx中k的單位為N/m，F(xiàn)f＝μFN中，μ無(wú)單位，F(xiàn)＝kma中k無(wú)單位． 4．比較物理量的大小 比較某個(gè)物理量不同值的大小時(shí)，必須先把它們的單位統(tǒng)一，再根據(jù)值來(lái)比較． 【例2】　水平傳送帶以v＝200 cm/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，A、B相距0.011 km，一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放，物體與傳送帶

9、間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，則物體從A沿傳送帶運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間為多少？(取g＝10 m/s2) 思路點(diǎn)撥：解答本題時(shí)可按以下思路分析： →→→→ [解析]　統(tǒng)一單位：v＝200 cm/s＝2 m/s，s＝0.011 km＝11 m. 物體的受力分析如圖所示，開始時(shí)，物體受的摩擦力f＝μmg，由牛頓第二定律得物體的加速度a＝＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2. 設(shè)經(jīng)時(shí)間t1物體速度達(dá)到2 m/s，由v＝at得： t1＝＝ s＝1 s 此時(shí)間內(nèi)的位移s1＝at＝×2×12m＝1 m＜11 m 此后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所用時(shí)間： t2＝＝ s＝5 s 故所求時(shí)間

10、t＝t1＋t2＝6 s. [答案]　6 s 應(yīng)用F＝ma解題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) (1)寫公式時(shí)不寫單位． (2)所有物理量要先轉(zhuǎn)化為國(guó)際單位再計(jì)算． (3)代入數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)數(shù)字后不寫單位，只在計(jì)算式的后面寫上單位． (4)計(jì)算結(jié)果中，對(duì)應(yīng)的物理量有單位時(shí)，必須在結(jié)果后注明單位． 2．一物體在2 N的外力作用下，產(chǎn)生10 cm/s2的加速度，求該物體的質(zhì)量．下面有幾種不同的求法，其中單位運(yùn)用正確、簡(jiǎn)捷而又規(guī)范的是(　　) A．m＝＝ kg＝0.2 kg B．m＝＝＝20 ＝20 kg C．m＝＝＝20 kg D．m＝＝ kg＝20 kg D　[物理計(jì)算中，在進(jìn)行

11、數(shù)量運(yùn)算的同時(shí)，也要注意單位運(yùn)算．帶單位運(yùn)算時(shí)，每一個(gè)數(shù)據(jù)均要帶上單位，且單位換算要準(zhǔn)確；也可以把題中已知量的單位都用國(guó)際單位制單位表示，計(jì)算的結(jié)果就用國(guó)際單位制單位表示，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫出各個(gè)量的單位，只在結(jié)果后面寫出正確單位即可．在備選的四個(gè)選項(xiàng)中，A、C均錯(cuò)誤，B項(xiàng)解題過(guò)程正確，但不簡(jiǎn)捷，只有D項(xiàng)中單位運(yùn)用正確，且過(guò)程簡(jiǎn)捷、規(guī)范．故選D.] 課堂小結(jié) 知識(shí)脈絡(luò) 1.力學(xué)中把長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間三個(gè)物理量作為基本量，其單位作為基本單位． 2．由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位叫作導(dǎo)出單位． 3．由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制．國(guó)際單位是國(guó)際

12、通用的包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制． 4．物理公式既確定了各物理量的數(shù)量關(guān)系，也確定了各物理量的單位關(guān)系. 1．關(guān)于物理量的單位，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．任何一個(gè)物理量和物理概念都具有相對(duì)應(yīng)的單位 B．物理公式中的物理量也可能沒有單位，這樣的量也沒有數(shù)值 C．物理量之間單位關(guān)系的確定離不開描述各種規(guī)律的物理公式 D．物理量的單位均可以互相導(dǎo)出 C　[任何物理量都有單位，但單位并不一定唯一，物理量單位之間的關(guān)系可以通過(guò)物理公式導(dǎo)出．] 2．(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．在力學(xué)中，力是基本概念，所以力的單位“牛頓”是力學(xué)單位制中的基本單位 B．因?yàn)榱Φ?/p>

13、單位是牛頓，而1 N＝1 kg·m/s2，所以牛頓是個(gè)導(dǎo)出單位 C．各物理量采用國(guó)際單位制單位，通過(guò)物理公式得出的最終結(jié)果的單位一定為國(guó)際單位制單位 D．物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)系 BCD　[力雖然是力學(xué)中一個(gè)最基本的概念，但它不是力學(xué)中的基本物理量(力學(xué)中的基本物理量是質(zhì)量、長(zhǎng)度和時(shí)間)，所以它的單位“牛頓”不是力學(xué)中的基本單位．力學(xué)中的基本單位是千克、米、秒，其他單位都是導(dǎo)出單位．] 3．在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)，如果一個(gè)物體在力F的作用下沿著力的方向移動(dòng)一段距離l，這個(gè)力對(duì)物體做的功是W＝Fl，我們還學(xué)過(guò)，功的單位是焦耳(J)，由功的公式和牛頓第

14、二定律F＝ma可知，焦耳(J)與基本單位米(m)、千克(kg)、秒(s)之間的關(guān)系是(　　) A．kg·m/s2　　　　　 B．kg·m/s C．kg·m2/s2 D．kg·m2/s C　[根據(jù)W＝Fl可得，1 J＝1 N·m，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma可知，1 N＝1 kg·m/s2，則1 J＝1 kg·m2/s2，所以A、B、D錯(cuò)誤，C正確．] 4．在選定了長(zhǎng)度的單位m、質(zhì)量的單位kg、時(shí)間的單位s之后，就足以導(dǎo)出力學(xué)中其他所有物理量的單位，但導(dǎo)出時(shí)必須依據(jù)相關(guān)的公式．現(xiàn)有一個(gè)物理量的表達(dá)式為A＝，其中M是質(zhì)量，r是長(zhǎng)度，又已知G的單位是N·m2·kg－2，據(jù)此能否推知A是什么物理量？ [解析]　由A＝可得，A的單位是 ＝ ＝＝m/s，故物理量A是速度． [答案]　速度 - 8 -