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4.4 力学单位制
第四章 运动和力的关系
引言：一个单位引发的灾难
1999年9月23日：1998年12月美国发射的火星气候探测器与地面失去联系。
1999年11月10日：火星气候轨道器事故调查委员会发布了第一阶段报告，指出探测器在进入火星轨道前24小时时，探测器最后的高度只有57公里，低于其能够存活的最低高度80公里，很有可能因为大气压力导致探测器瓦解。
火星大气层的最小安全距离：
大约 85km～100km，
预定140km～150km。
实际：探测器距火星表面最近仅57km。
探测器在火星大气中被烧毁。
事故原因分析：洛克希德马丁公司提供资料，以便喷射推进实验室每天两次启动小推进器，来调整太空船的航向。导航员认为启动小推进器的力是以公制的“牛顿”为单位，不料这些资料却是以英制的“磅”为单位，结果导致太空船的航向出现微小偏差。日积月累，终于差之毫厘，谬以千里。
关于单位的这点事
“玄德看其人：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。”
——《三国演义》
现代：一尺≈0.3m，关羽身高多少？
为什么要统一单位？
姚明和关羽谁更高？
2.26m
九尺
《中国度量衡史》中记载东汉末年一尺折合现在的23.75厘米
为什么要统一单位？
议一议：秦始皇为什么要统一度量衡？
“书同文”、“车同轨”
“度同制”、“改币制”……
中国近代单位制：公制（ “米制”、“米突制” ）
1858年《中法通商章程》签定后传入中国的一种国际度量衡制度。创始于法国。
1795年4月7日法国国会议决颁布米突制条例。
1840年以后采用米突制的国家逐渐增多。
1875年17个国家在巴黎签订了米突制公约，于1876年1月1日生效。
清光绪三十四年 (1908年)清政府决定用米突制来确定营造尺和库平两的数值。
国际单位制
1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI。
国际单位制
【SI】
基本单位
导出单位
被选定的可以导出其他物理单位的基本物理的单位
由基本物理量单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位
基本单位：时间单位——秒
1790年巴黎会议约定：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 9 192 631 770个周期的持续时间。
基本单位：长度单位——米
1790年巴黎会议约定：通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一定义为1米。
铂铱合金制成的国际米原器
现代的定义：米是光在真空中 时间间隔所经路径的长度
基本单位：质量单位——千克
1790年巴黎会议约定：1立方分米的水在其密度最大时的温度(约为4摄氏度)下的质量。
铂铱合金制成的国际千克原器
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
基本单位
电流单位——安培(A)
热力学温度单位——开尔文(K)
物质的量单位——摩尔(mol)
发光强度单位——坎德拉(cd)
国际单位制中的力学单位
N
基本单位
导出单位
m
kg
s
m/s 、 km/h ……
kg/m3 、g/cm3 ……
长度
质量
时间
速度
加速度
力
密度
m/s2 、cm/s2 ……
基本物理量
单 位 制
导出物理量
……
……
单位制在结题中的应用
1、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、 单位制可以帮助我们检查记忆中的物理公式和计算结果是否正确。
议一议
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 。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？
例题精讲
光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700 g，在1.4 N的水平恒力作用下开始运动。那么，5 s末物体的速度是多少？ 5 s内它的位移是多少？
解 以物体为研究对象，取F方向为正方向。物体的质量m＝700 g＝0.7 kg。
根据牛顿第二定律，有
初速度v0＝0，根据匀加速直线运动的速度与时间关系式，有
根据匀变速直线运动的位移与时间关系式，有
5 s末物体的速度是10 m/s，方向与恒力的方向相同；
5 s内它的位移是25 m，方向与运动方向相同
统一国际单位
最后写待求量单位
小试牛刀
在解一道计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得速度 ，用单位制的方法检查，这个结果（ ）
A. 如果用国际单位制，结果可能正确
B. 如果用非国际单位制，结果可能正确
C. 无论用任何单位制，结果一定是错误的
D. 不能判断正误
C
小结
国际单位制
【SI】
基本单位
导出单位
小试牛刀
如图所示的四个仪器中，不能直接测量力学中基本物理量的仪器是（ ）
A. B.
C. D.
B

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