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高中物理必修一 第四章 牛顿运动定律
4.4 力学单位制
高中物理必修一 第四章 牛顿运动定律
思考1：计量一头大象的质量时常用吨（t）做单位，但在计量人的质量是却用千克（kg）做单位。自由落体加速度g的单位是米每二次方秒（m/s ），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？
高中物理必修一 第四章 牛顿运动定律
思考2：甲健身跑步的速度可以达到6 m/s，乙骑自行车的速度为18 km/h。
(1)仅凭所给两个速度的数值能否判断健身跑步的速度与骑自行车的速度的大小关系？
(2)你能比较以上两个速度的大小关系吗？以上两个速度哪个大？
一、基本单位和导出单位
1、物理关系式的作用：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。
2、基本量与基本单位：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，如力学中有长度、质量、时间，它们相应的单位叫作基本单位。
3、导出量与导出单位：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。
4、单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。
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。
2、国际单位制中的基本量和基本单位
(1)力学基本量：长度、质量和时间。
(2)力学基本单位：米、千克和秒。
3、单位制的意义：
(1)单位是物理量的组成部分，对于有单位的物理量，一定要在数字后带上单位。
(2)同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。
(3)统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。
二、国际单位制
4、国际单位制的基本单位
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，(ν) 摩[尔] mol
发光强度 I，(IV) 坎[德拉] cd
二、国际单位制
例1、现有以下物理量或单位，按照要求选择填空：
A.密度　B.米/秒　C.牛顿　D.加速度
E.质量　F.秒　G.米　H.长度　I.时间　J.千克
(1)属于物理量的有________；
(2)在国际单位制中，基本量有________；
(3)在国际单位制中，基本单位有________，属于导出单位的是________。
答案　(1)ADEHI　(2)EHI　(3)FGJ　BC
三　单位制的应用
1、简化计算过程的单位表达：
解题时，已知量的单位均采用国际单位制单位，计算过程不用写出各个量的单位，只要在计算式后面写出正确的单位。
2、推导物理量的单位：
可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。
3、判断比例系数的单位：
根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位。
4、检验物理公式和结果
三　单位制的应用
思考3：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？
三　单位制的应用
例2、有几名同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小与其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中可能正确的是(　　)
D
解析　把各物理量的单位都用国际单位表示，v的单位为m/s，a的单位为m/s2，F的单位为kg·m/s2，x的单位为m，t的单位为s，m的单位为kg，由此可解出A、B、C、D计算结果的单位分别为s、m2/s、kg·m/s、m，故A、B、C一定错误，D可能正确。
三　单位制的应用
例3、物理公式在确定物理量间数量关系的同时，也确定了物理量间的单位关系，像F＝ma，m的单位是kg，a的单位是m/s2，则力的单位1 N＝1 kg·m/s2。雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度v的二次方成正比，与其横截面积S成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是(　　)
A.kg/m4 B.kg/m3
C.kg/m2 D.kg/m
B
课堂练习
1、关于力学单位制，下列说法正确的是(　　)
A.kg、m/s、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是g
D.在其他单位制中，牛顿第二定律的表达式都是F＝ma
B
课堂练习
2、下列关于单位制的说法正确的是(　　)
A.在国际单位制中，速度(v)、质量(m)、时间(t)是基本物理量
B.在国际单位制中，牛顿(N)、千克(kg)、秒(s)是基本单位
C.只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma
D.一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系
C
课堂练习
3、质量为10 g的子弹，以300 m/s的水平初速度射入一块竖直固定的木板，把木板打穿，子弹射出的速度是200 m/s。若木板厚度为10 cm，求子弹对木板的平均作用力。
小明同学的解法如下，你同意他的解法吗？如果同意，说明原因；如果不同意，写出正确的解法。
课堂练习
解析　不同意。单位未统一到同一单位制中。
正确解法为
x＝10 cm＝0.1 m，m＝10 g＝10－2 kg
由牛顿第二定律得
F＝ma＝10－2×(－2.5×105)N＝－2.5×103 N
负号表示子弹对木板的平均作用力方向与速度反向。

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