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第四章
人教版 高中物理必修一
第4节 力学单位制
《三国演义》这样描写关羽：身长九尺，髯长二尺；面如重枣，唇若涂脂；丹凤眼，卧蚕眉，相貌堂堂，威风凛凛。
2.26米
3尺＝1m,姚明身高6.78尺
课堂引入
你觉得关羽跟姚明比谁更高？
历史资料
PART 01
各个国家、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。以长度为例：欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。在英国，1掌尺相当于7.62cm；在荷兰，1掌尺相当于10cm；英尺是8世纪英王的脚长，1英尺等于0.3048m。10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸，1英寸等于2.54cm。这位君王又别出心裁，想出了“码”这样一个单位。他把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91cm，定为1码。
国外历史上的长度
01
我国亦有“伸掌为尺”的说法。三国时期王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝至清末的2000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0.2309m到0.3558m的变化，其差距相当悬殊。
中国不同历史时期的长度
02
史书记载关羽身高九尺，东汉时期的一尺相当于23厘米。即关羽的身高大概有207厘米，抛去误差，关羽的身高至少两米以上。
基本单位
PART 02
思考讨论
01
问题：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？
物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也确定了物理量的单位间的关系。
由 知
V＝
Δx
Δt
由 a＝ 知
Δv
Δt
速度的单位是m/s
加速度的单位是m/s2
由F＝ma知
1N=1kg·m/s2
温故知新
02
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
1.这些被选定的物理量叫做基本量(如长度、时间)，它们相应的单位叫作基本单位(如米、秒)；
在物理学中，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。
2.由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位，如速度、加速度的单位。
3.由基本单位和导出单位一起组成了一个单位制（system of units）。
基本单位
03
、 cm/s2 ……
基本单位
导出单位
N
、g 、mg ……
、min、hour …
m
kg
s
、 km/h ……
、 g/cm3 ……
m/s
m/s2
kg/m3
长度：
质量：
时间：
速度：
加速度：
力：
密度：
、 kg·m/s2
、km 、cm……
单 位 制
单位制
04
如何方便不同地区间单位的交流呢？
国际单位制
PART 03
如果采用不同的物理量作为基本量，或者虽然采用相同的基本量，但采用的基本单位不同，导出单位自然随之不同，从而产生不同的单位制。不同的地区使用不同的单位制，不方便交流。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（Le Système International d Unités,法文）,简称SI。
在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量，对热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相应的基本单位外，还要加上另外四个基本量和它们的基本单位，才能导出其他物理量的单位。
国际单位制
01
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,(V) 摩［尔］ mol
发光强度 I，（IV） 坎［德拉］ cd
国际单位制的基本单位
02
【例题】 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？
F
实例分析
03
【解析】
Vt＝at＝2m/s2×5s＝10m/s
统一单位制
＝2m/s2
7km
14N
m
F
＝
a＝
m
F
7
14
＝
a＝
＝2m/s2
m/s2
Vt＝at＝2×5m/s＝10m/s
S ＝ at2 ＝ ×2m/s2×25s
2
1
2
1
＝25m
＝25m
S ＝ at2 ＝ ×2×25m
2
1
2
1
实例分析
03
小红说，从单位关系上看，这个公式是错误的。他的根据是什么？
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体积的计算公式为
R
h
思考与讨论
04
1.在解题时，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.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。
单位制的使用说明
05
拓展学习
PART 04
铯—133原子基态的时两个超精细能级间跃迁对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间为1s.
原子钟
1.秒（second） 的定义：
基本单位的定义
原子钟
视频讲解
光在真空中 时间间隔所经路径的长度。
原子钟
2.米（metre） 的定义：
该定义是在1983年国际计量大会上批准的。
基本单位的定义
国际千克原器的质量为1千克
2018年，第26届计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，
1 kg ＝ h/6.62607015×10-34 m2 ·s-1
3.千克（kilogram） 的定义：
铂铱合金制成的国际千克原器
基本单位的定义
总结提升
PART 05
课堂总结
A
B
C
基本单位
单位制
被选定的物理量叫做基本量，它们相应的单位叫作基本单位；
由基本单位和导出单位一起组成了一个单位制（system of units）。
1.米(m) 2.千克（Kg） 3.秒（S） 4.安培（A） 5.开尔文（K） 6.摩尔（mol）
7.坎德拉（cd）
导出单位
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，单位叫作导出单位。
m/s、m/s2、 N、kg/m3 kg.m/s、kg.m2/s2、N.s
【练习1】下列说法正确的是（　　）
A．N与m都是国际单位制中的基本单位
B．MPa与kg都是国际单位制中的基本单位
C．m/s是国际单位制中的导出单位
D．N与kg都是国际单位制中的导出单位
【参考答案】C
课堂练习
【练习2】（2022·云南·泸源中学高一期末）测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”所用的仪器是（　　）
A．刻度尺、弹簧测力计、秒表
B．刻度尺、弹簧测力计、打点计时器
C．量筒、天平、秒表
D．刻度尺、天平、秒表
【参考答案】D
课堂练习
【练习3】（2021·海南高考）公元前4世纪末，我国的《墨经》中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（ ）
A．kg·m·s-1 B．kg·m·s-2
C．Pa·m2 D．J·m-1
【参考答案】B
课堂练习
【练习4】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
【参考答案】B
课堂练习
【练习5】（2022·吉林·梅河口市第五中学高三阶段练习）2022年3月31日，大连中远海运重工为中远海运发展建造的62000吨多用途纸浆船N1040顺利完成试航任务返回码头。N1040总长201.8米、两柱间长198.3米、型宽32.26米、型深19.3米，航速13.5节，续航力22000海里。在这则新闻中涉及了长度、质量和时间及其单位，下列说法正确的是（　　）
A．“N1040总长201.8米”中，米是国际单位制中力学三个基本物理量之一
B．“航速13.5节”中，节是速度单位，物理学中所有的物理量都有单位
C．“62000吨多用途纸浆船”中，吨是国际单位制中的导出单位
D．“续航力22000海里”中，海里不是力的单位，力的单位“牛顿”是国际单位制中的导出单位
【参考答案】D
课堂练习

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