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第四章：第4节
力学单位制
高中物理必修第一册课件
目录
CONTENT
高中物理必修第一册课件
历史资料
基本单位
国际单位制
拓展学习
新课引入
01.
高中物理必修第一册课件
《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。
3尺＝1m,姚明身高6.78尺
你觉得关羽跟姚明比谁更高？
2.26米
问题与思考
02.
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求证：1元=1分
证明：
1元=100分
=10分×10分
=1角×1角
=0.1元×0.1元
=0.01元
=1分
原来是单位的问题
问题出在哪里了？
一次深刻的历史教训
03.
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20世纪末美国曾发射一个火星探测器, 在设定环绕轨道半径时，没有进行单位换算，导致探测器离火星过近, 温度过高而起火，随后脱离轨道坠入火星的大气层。 致使美国损失价值1.25亿美元的火星探测器。
看来在单位问题上需要制定国际上统一标准
问题与思考：物理量的单位从何而来？在使用中有什么规则呢？
历史资料
第一部分
国外历史上长度的计量举例
01.
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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。在荷兰，1掌尺相当于10cm；在英国，1掌尺相当于7.62cm；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。
来自英国的困惑
02.
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十三世纪初期，英国全国贸易盛行但又由于尺度紊乱，全国没有统一的标准，为贸易往来带来了很多麻烦。仅尺度上带来的民事纠纷就使英国皇室大为苦恼，他们先后召开了10余次大臣会议商讨此事，商量来讨论去始终确定不下来一个统一的标准。
约翰一世便愤怒地在地上踩了一脚，然后指着凹陷下去的脚印对大臣们庄严宣布：“ There is a foot, let it be the measure from this day forward. ”
最早的通用单位制
03.
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不难想象，这样的度量规定到了其他国家自然就寸步难行，甚至引起纷争。
早在 17 世纪，人们就开始感觉到计量单位及计量制度的混乱对科技和生产发展的影响。1795 年，法国科学家创立了以米为基本单位的计量制度 (米制)，成为国际上最早公认的通用单位制。
中国不同时期长度的计量
04.
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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。
公元前350年，秦始皇意识到秦国各地度量衡不统一，给工商业发展带来很大不便。为了保证国家的赋税收入，商鞅变法中制造标准的度量衡器，统一斗、桶、权、衡、丈、尺等度量衡，要求秦国人必须严格执行，不得违犯。
关羽有多高？
05.
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中国自秦朝以来，不仅在政治上、经济上和军事上高度统一，而且统一了度量衡。使用统一的单位，不仅能方便交往，而且在一定程度上也表现出一种文化认同倾向。
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。
但是，单位问题确实给人们带来很多困扰。统一单位势在必行。
基本单位
第二部分
温故知新
01.
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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
基本单位
02.
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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）。
单位制
03.
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、 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
如何方便不同地区间单位的交流呢？
统一单位
04.
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各种单位制的并存不仅对国际贸易有阻碍作用，而且也不利于各国间的科学文化交流。因此，统一单位制成为世界各国的共同要求。国际计量委员会于 1956 年将经过21个国家同意的计量单位制草案命名为国际单位制，并于 1960 年在第十一届国际计量大会上正式通过。
1977 年，我国明确规定要逐步采用国际单位制。1984 年，国务院颁布《国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令》，该命令就是以国际单位制为基础制定的。
具体是如何规定的呢？
国际单位制
第三部分
国际单位制
01.
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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。
国际单位制的基本单位
02.
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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
典例分析
03.
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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
例题1
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【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
解析
典例分析
03.
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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
A
B
C
D
例题2
典例分析
04.
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【参考答案：B】
解析
典例分析
04.
思考与讨论
05.
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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
单位制的使用说明
06.
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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。
拓展学习
第四部分
秒（second）的定义
01.
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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.
“天宫二号”上的空间冷原子钟
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光在真空中 时间间隔所经路径的长度。
该定义是在1983年国际计量大会上批准的。
米（metre）的定义
02.
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千克（kilogram）的定义
03.
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
铂铱合金制成的国际千克原器
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课堂小结
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
THANKS

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