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力学单位制
新知导入
前边我们已经学过许多物理量，它们的公式各不相同，并且我们知道，有的是通过有关的公式找到它们之间的联系的，那么各个物理量的单位之间有什么区别？它们又是如何构成单位制的呢？
本节课我们就来共同学习这个问题。
新知讲解
一、基本单位
1、基本单位
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。这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。
2、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，推导出来的相应单位，叫作导出单位。
新知讲解
（1）速度的单位
速度是位移与时间的比值：
如果位移x的单位用m，时间t的单位用s；我们既可用公式得到v、x、t之间的数量关系，又能够确定它们单位之间的关系，即可得到速度的单位是m/s。
（2）加速度的单位
加速度是速度变化量与时间的比值：
新知讲解
（3）力的单位
用公式F＝ma时，当质量用kg做单位，加速度用m/s2做单位，求出的力的单位就是kg·m/s2 ，也就是牛。
可见，物理公式在确定物理量的数量的同时，也确定了物理量的单位关系。
速度v的单位用m/s，时间t的单位用s即可得到加速度的单位是m/s2。
新知讲解
3、力学中的基本单位和导出单位
（1）基本单位：长度的单位——米、分米、厘米等；时间的单位——秒、分、时等；质量的单位——千克、克等。
（2）力学单位制中的导出单位。
导出单位例如：m/s、m/s2、N、Kg/m3等。
4、单位制
基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
新知讲解
针对练习：下列物理量单位中哪些属于基本单位？
吨（t）、米（m）、毫米（mm）、小时（h）、秒（s）、焦耳（J）、牛·米（N·m）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）、克/厘米3（g/cm3）
解析：首先要明确，在力学中长度、质量、时间的单位都是基本单位，所以上述单位中吨（t）、米（m）、毫米（mm）、小时（h）、秒（s）、微克（μg）、千克（kg）、微秒（μs）等都是基本单位。
新知讲解
二、国际单位制
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国际单位制。
1、国际单位制
国际单位制是一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制，简称SI。
2、物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位。
新知讲解
cd
mol
摩（尔）
物质的量
坎（德拉）
发光强度
K
开（尔文）
热力学温度
A
安（培）
电流
s
秒
时间
kg
千克（公斤）
质量
m
米
长度
单位符号
单位名称
物理量名称
国际单位制的基本单位
新知讲解
【例题】光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700g，在1.4N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？
o
F
分析：由于物体在竖直方向上所受的重力与桌面的支持力平衡，水平方向上的作用力为恒力，所以物体沿水平方向做初速度为0的匀加速直线运动。
新知讲解
由牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据匀变速直线运动的速度与时间的关系式、位移与时间的关系式，就可以求出速度和位移。在国际单位制中运用牛顿第二定律F＝ma时，质量的单位必须用千克（kg），所以需要对质量的单位进行换算。
解：以静止的物体为研究对象。物体的质量m＝700g＝0.7kg。
根据牛顿第二定律，有
新知讲解
＝ 2 N/kg ＝ 2 m/s2
初速度v0＝0，根据匀加速直线运动的速度与时间关系式，有
v＝at＝2m/s2×5 s＝10m/s
根据匀变速直线运动的位移与时间关系式，有
x ＝ at2 ＝ ×2m/s2 ×25s2 ＝25m
5s末物体的速度是10m/s，方向与恒力的方向相同；5s内它的位移是25m，方向与运动方向相同。
新知讲解
思考讨论：已知量的单位和计算的结果的单位有什么关系？
已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果也是用国际单位制的基本单位表示的。因此：在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了，避免一些不必要的失误。
新知讲解
如前的计算可写成
m/s2＝ 2 m/s2
v＝at＝2 ×5m/s ＝10 m/s
x ＝ at2 ＝ ×2 ×25m ＝25m
新知讲解
思考与讨论：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V＝ πR3h。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？
参考答案：由单位制的知识可知，物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。已知V单位m3；而物理量 πR3h的运算单位为m4，显然V≠ πR3h，该公式是错误的。
圆锥的高度h和底面半径
R
h
新知讲解
拓展学习：基本单位的定义
原子钟
1、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。
新知讲解
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，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。
4、千克的定义
国际千克原器的质量为1 kg。国际千克原器是1889年第一届国际计量。
新知讲解
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。
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。
2、为测量国际单位制的三个力学基本量，有下列器材供选择：
A．刻度尺 B．测力计 C．天平 D．打点计时器 E．秒表合理的选择是———————（填相应的字母）。
课堂练习
1、单位制由————————和———————组成，物理公式在确定了物理量的数量关系的同时，也确定了———————————————关系。
基本单位
导出单位
物理量的单位间的
A、C、E
课堂练习
3、国际单位制中规定，力学量所对应的基本单位是（　　）
A．米、牛顿、秒
B．米、千克、秒
C．米、牛顿、千克
D．米/秒、米/秒、牛顿
B
课堂练习
4、下列有关力学单位制的说法中，错误的是（ ）
A、在力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位；
B、力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、时间、质量；
C、力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有：千克、米、秒；
D、单位制中的导出单位可以用基本单位来表示。
A
课堂练习
5、第26届国际计量大会全票通过了关于“修订国际单位制（SI）”的1号决议。根据决议，千克、安培、开尔文和摩尔等4个SI基本单位的定义将改由常数定义，于2019年5月20日起正式生效。下列关于国际单位制的描述不正确的是（　　）
A．米、千克和秒都是基本单位；
B．牛顿、焦耳、瓦特都是导出单位；
C．长度、质量、时间和速度都是基本量 ；
D．安培、开尔文和摩尔都是基本单位。
C
拓展提高
1、现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空（填序号字母）
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
（1）属于物理量的是_________．
（2）在国际单位制中，作为基本物理量的有_________ 。
（3）在物理量的单位中不属于基本单位的是———。　
（4）在国际单位制中属于基本单位的是————，属于导出单位的是　——————。
ADEHI
EHI
BC
FJ
BC
拓展提高
2、用国际单位制验证下列表达式，可以断定不正确的是（　　）
A．x＝ at2（x为位移、a为加速度、t为时间）
B．a＝ （a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度）
C．F＝ （F为力、m为质量、v为速度、r为半径）
D．v＝ （v为速度、R为半径、g为重力加速度、μ为动摩擦因数）




C
课堂总结
1、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。这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。
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，推导出来的相应单位，叫作导出单位。
3、基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
4、物理学中七个基本单位的物理量名称为：长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量。
板书设计
一、基本单位和导出单位
1、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。这些被选定的物理量叫作基本量，它们相应的单位叫作基本单位。
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，推导出来的相应单位，叫作导出单位。
3、力学中的基本单位和导出单位。
4、基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
二、国际单位制
1、国际单位制是一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制叫作国际单位制，简称SI。
2、物理学中共有七个基本单位，力学中有三个基本单位。
物理量名称为：长度、质量、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量。
板书设计

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