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4. 力学单位制
人教版（2019）物理（必修第一册）
第四章 运动和力的关系
目录
素养目标
01
课程导入
02
新课讲解
03
总结归纳
04
课堂练习
05
正确教育
素养目标
1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念
2.知道国际单位制及七个基本量和基本单位
3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法
4.掌握运算过程中单位的规范使用方法，能用单位制判定表达式的正误
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？
正确教育
基本单位
《三国演义》这样描写张飞：身长八尺，豹头环眼，燕颔虎须，声若巨雷，势如奔马。
你觉得张飞跟姚明比谁更高？
现代1m = 3尺，
姚明身高2.29 m
≈ 6.87尺
战国时期，一尺约22.12 cm，故而张飞的身高约为1.77 m
将单位统一后，姚明更高
思考
春秋战国时期，由于诸侯割据，政权分散，度量衡也无法保持一致。秦始皇统一全国（公元前221）后,为 适应生产和政治的需要，即推行“一法度衡石丈尺，车 同轨，书同文字”的政策。颁发了统一度量衡诏书，制定了一 套严格的管理制度，这些措施有利于中央集权，保证了 度量衡的准确一致，为中国两千多年封建社会的度量衡 制奠定了基础。
度量衡的统一
长度 x = 10 m
质量 m = 5 kg
时间 t = 20 s
数值部分↑
↑单位部分
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
物理量
物理量符号
如果位移的单位用米(m)，时间的单位用秒(s)
得出的速度单位就是米每秒(m/s)
如果速度的单位用米每秒(m/s)，时间的单位用秒(s)
得出的加速度的单位就是米每二次方秒(m/s2)
物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系。
kg ； g ；mg 等
s ； min ； h； 天 ；月；年等
m ； dm； cm ； nm； um； km ；光年等
基本量
质量
时间
长度
物理量
单位
基本单位
只要选定几个物理量的单位，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基本量，它们的单位叫基本单位；
速度：
加速度：
F＝ma
合外力：
m/s、 cm/s km/h、 dm/s
m/s2 cm/s2
1N=1kg·m/s2
由基本量根据物理学的关系式推导出的单位叫作导出单位。
导出单位
单位制：由基本单位和导出单位一起组成单位制
kg·m/s2
m/s2 、dm/s2 、 km/min2等
m/s、 km/h、 dm/min等
力
加速度
速度
kg、g、mg 等
质量
s、min、h、天、月、年 等
时间
m、dm 、cm、nm、光年 等
长度
物理量
单位
基本单位
导出单位
单 位 制
基本量
正确教育
国际单位制
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 。
国际单位制
米（m）、千克（kg）、秒（s）三个基本单位
电磁学
安〔培〕（A）
热学
摩〔尔〕（mol）
开〔尔文〕（K）
光学
坎〔德拉〕（K）
物理学中的七个 基本物理量 对应的基本单位 国际单位制中
的基本单位
长度(l) 千米(km)、米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)等 米(m)
质量(m) 吨(t)、千克(kg)、克(g)等 千克(kg)
时间(t) 年、天、小时(h)、分、秒(s) 秒(s)
电流(I) 安培(A)、毫安(mA)、微安(μA) 安培(A)
热力学温度(T) 开尔文(K) 开尔文(K)
物质的量(n， (v)) 摩尔(mol) 摩尔(mol)
发光强度(I，(Iv)) 坎德拉(cd) 坎德拉(cd)
(不是国际单位中的导出单位)
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
除了SI单位制，还有厘米·克·秒单位制
非国际单位
国际单位制，不仅方便国际的交流，也是科学研究中计算和运用的一种规范，更给我们的计算带来很大的方便。
在计算中，问题中的已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果也一定是用国际单位制的基本单位表示的。这样，在计算过程中就不必写出各量后面的单位，只要在数字计算式后面写出正确的单位就可以了。
国际单位制的价值
【例题】 光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700g，在1.4 N的水平恒力作用下开始运动,那么，5s末物体的速度是多少 5s内它的位移是多少
解 以静止的物体为研究对象，m=700g=0.7kg。
根据牛顿第二定律，有
初速度v0=0，由运动学公式有
根据匀变速直线运动的位移与时间关系式，有
计算过程也可以写成
F
x
o
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
代入数据前应统一单位制
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。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
国际单位制在物理计算中的应用
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的体积的计算公式：
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？
R
h
原子钟
秒的定义
铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631 770个周期的持续时间为1s。现在测量时间的最精准仪器是原子钟。
基本单位的定义
2、米的定义
米是光在真空中s时间间隔所经路径的长度。
以上米的定义是1960年国际计量大会上批准的。与此同时，大会宣布废除1889年国际米原器为标准的米的定义。国际米原器是以铂铱合金制成的。
基本单位的定义
国际米原器
2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义。即1kg ＝ h/6.62607015×10-34m2·s-1。
该决定将于2019年5月20日起生效。此次标准实施后，SI单位中的7个基本单位将全部建立在不变的自然常数基础上，保证了SI单位的长期稳定性和通用性。
3、千克的定义
国际千克原器的质量为1kg。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂铱合金制成的圆柱体，高度和直径均为39mm。原型保存在巴黎国际计量局。
1.列属于国际单位制中的基本单位的是（　　）
A．米 B．千米
C．米/秒 D．牛
经典例题
A
2.在初中我们已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离 l，这个力对物体做的功W=Fl。我们还学过，功的单位是焦耳（J）。下列选项中正确反映了功的单位（J）与基本单位米（m），千克（kg）、秒（s）之间的关系的是（　　）
A．1J=1kg·m ·s-2 B．1J=1 kg2·m·s-1
C．1J=1kg·m·s D．1J=1kg·m·s
经典例题
A
3.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
经典例题
B
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
基本量的单位
m/s、m/s2、 N、kg/m3 kgm/s、kgm2/s2
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)
声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关。下列速度的表达式（k为比例系数，无单位）中可能正确的是 （ ）
B
A
B
C
D
一个恒力作用在质量为m1的物体上，产生的加速度为a1，作用在质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若这个力作用在质量为m1+m2的物体上，则产生的加速度为( )
D
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