资源简介 物理 必修 第一册 RJ4.力学单位制1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念。2.知道国际单位制及七个基本量和基本单位。3.掌握根据物理关系式确定物理量单位的方法,掌握运算过程中单位的规范使用方法。任务1 单位制的理解一、基本单位1.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.基本量和基本单位: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。3.导出量和导出单位: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就组成了一个单位制。二、国际单位制1.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。2.国际单位制:1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫作国际单位制,简称SI。3.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] cd1.判一判(1)物理量的单位均可以互相导出。( )(2)一般来说,物理公式主要确定各物理量之间的数量关系,并不一定同时确定单位关系。( )(3)时间是国际单位制中的基本单位。( )(4)kg·m/s是国际单位制中的导出单位。( )提示:(1)× 物理量的单位可以通过相应的物理公式导出,并不是物理量的单位都可以互相导出。(2)× 物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时还确定了物理量的单位之间的关系。(3)× 时间是物理学中的基本量,秒是国际单位制中的基本单位。(4)√2.想一想一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示,这个物理量的单位一定是导出单位吗?提示:是。导出单位是由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,所以通常都是由两个或两个以上的基本单位的符号表示。例1 现有以下一些物理量和单位,按下面的要求选择填空(填写代号)。①密度 ②米/秒 ③牛顿 ④加速度 ⑤质量 ⑥秒 ⑦厘米 ⑧长度 ⑨时间 ⑩千克(1)属于物理量的是____________。(2)在国际单位制中,作为基本量的物理量有________。(3)在国际单位制中,属于基本单位的有________,属于导出单位的有________。[解析] 属于物理量的有①④⑤⑧⑨;属于单位的有②③⑥⑦⑩;在国际单位制中,作为基本量的物理量有⑤⑧⑨;在国际单位制中,属于基本单位的有⑥⑩,属于导出单位的有②③。[答案] (1)①④⑤⑧⑨ (2)⑤⑧⑨(3)⑥⑩ ②③两个误区警示 (1)国际单位制中每个基本量和每个导出量的单位都是唯一的。这些国际单位制单位与国际单位制词头k(103)、m(10-3)等可以组成国际单位制单位对应的倍数单位,如长度单位m与词头k、c、m可以组成一系列常用单位km、cm、mm。 (2)用一个字母表示的单位也可能是导出单位,比如“N”“J”等。[跟进训练] 下列工具测得的物理量,属于国际单位制基本量的是( )答案:A解析:在国际单位制中共有七个基本量:长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度。A项测量的是长度,属于国际单位制基本量;B项测量的是力,不属于国际单位制基本量;C项测量的是电压,不属于国际单位制基本量;D项测量的是角度,不属于国际单位制基本量。故选A。任务2 单位制的应用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?提示:高度h和底面半径R的国际单位均为m,代入V=πR3h中,可得该公式中体积V的单位为m4,而实际上体积的国际单位为m3,所以这个公式肯定是错误的。单位制的应用比较物理量的大小 比较某个物理量不同值的大小时,必须先把它们的单位统一,再根据数值比较大小简化计算过程 在解计算题时,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国际单位即可推导物理量的单位 物理公式在确定各物理量间的数量关系时,同时也确定了各物理量间的单位关系,所以我们可以根据物理量之间的关系推导出物理量的单位判断关系式的对错 正确关系式等号左、右的单位应该相同,若等号左、右的单位不同,则该关系式一定是错误的例2 据报道,我国自行设计生产了运行速度可达v=540 km/h的磁悬浮飞机。假设“飞机”的总质量m=5 t,沿水平直轨道以a=100 cm/s2的加速度从静止开始做匀加速运动至最大速度,忽略一切阻力的影响,(重力加速度g=10 m/s2)求:(1)“飞机”所需的动力F;(2)“飞机”起动至最大速度所需的时间t。[解析] (1)m=5 t=5000 kg,a=100 cm/s2=1 m/s2,由牛顿第二定律可得F=ma=5000×1 N=5000 N。(2)v=540 km/h=150 m/s,根据v=0+at可得t== s=150 s。[答案] (1)5000 N (2)150 s解题时,题目中的物理量必须统一单位制,一般是统一为国际单位制。例3 在初中我们学过压强这个物理量,把物体受力的大小跟受力面积之比叫作压强,单位是帕斯卡。如果用基本物理量的单位表示帕斯卡,下列单位正确的是( )A.N/m2 B.kg·m2/s2C.kg/(m·s2) D.kg·s2/m[解析] 根据压强的定义可知p=,面积的单位为m2,力的单位为N。根据牛顿第二定律F=ma可知1 N=1 kg·m/s2,则1 Pa==1 kg/(m·s2),故选C。[答案] C[跟进训练] 选定了长度的单位m、质量的单位kg、时间的单位s之后,就足以导出力学中其他所有物理量的单位,但必须依据相关的公式,现有一个物理量A=,其中v是速度,r是长度,据此推导物理量A是( )A.速度 B.加速度C.力 D.质量答案:B解析:根据公式A=可知物理量A的单位为=m/s2,可知物理量A为加速度,故选B。课后课时作业知识点一 单位制的理解1.(多选)下列关于单位制及其应用的说法正确的是( )A.基本单位和导出单位一起组成了单位制B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同C.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果的单位就一定是用这个单位制中的单位来表示的D.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定能确定单位关系答案:ABC解析:基本单位和导出单位一起组成了单位制,A正确;选用的基本单位不同,构成的单位制也不同,B正确;在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果的单位一定是用这个单位制中的单位来表示的,C正确;物理公式可以确定各物理量间的数量关系,同时也可以确定单位关系,D错误。2.关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是( )A.1 N=1 kg·m/s2B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力的单位,它是国际单位制中的基本单位C.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本量D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制中的基本单位答案:A解析:根据牛顿第二定律F=ma可知,1 N=1 kg·m/s2,故A正确;后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力的单位,但它不是国际单位制中的基本单位,故B错误;在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本量,故C错误;“秒”属于国际单位制中的基本单位,“克”“摄氏度”不属于国际单位制中的基本单位,故D错误。3.(多选)下列数据是高三某同学的体检记录中部分数据,明显不合理的数据有( )A.体重G=6500 NB.质量m=65 kgC.身高H=178 cmD.心跳100次时间t=20 s答案:AD解析:若体重G=6500 N,则该同学的质量为m== kg=650 kg,与实际不符,则A不合理;质量m=65 kg,B合理;身高H=178 cm=1.78 m,C合理;心跳100次时间t=20 s,即其心率约为300次/分钟,远超人的正常心率75次/分钟,故D不合理。知识点二 单位制的应用4.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0.1 s,测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx=1.2 cm,若还测出小车的质量为500 g,则关于加速度、合力的大小及单位,既正确又符合一般运算要求的是( )A.a== m/s2=120 m/s2B.a== m/s2=1.2 m/s2C.F=ma=500×1.2 N=600 ND.F=ma=0.5×1.2 N=0.6 N答案:BD解析:由题意可知,t=0.1 s,Δx=1.2 cm=1.2×10-2 m,m=500 g=0.5 kg,故B、D正确,A、C错误。5.若用国际单位制基本单位的符号来表示弹簧劲度系数的单位,则正确的是( )A.m/N B.kg/mC.kg/s D.kg/s2答案:D解析:根据胡克定律F=kx,得k=,因为用国际单位制基本单位的符号来表示,F的单位是kg·m/s2,x的单位是m,则弹簧劲度系数的单位为=kg/s2,故选D。6.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,同时也反映了物理量单位之间的关系。在物理学中,把作用于物体上的力F与作用时间t的乘积定义为冲量I,即I=Ft,则下列各项中为冲量的国际单位的是( )A.N·m/s B.N·mC.kg·m/s D.kg·m/s2答案:C解析:由I=Ft可得,冲量的国际单位是N·s,而根据牛顿第二定律F=ma,可得1 N=1 kg·m/s2,故1 N·s=1 kg·m/s2·s=1 kg·m/s,故C正确,A、B、D错误。7.已知物理量λ的单位为“m”、物理量v的单位为“m/s”、物理量f的单位为“s-1”,则由这三个物理量组成的关系式可能正确的是( )A.v= B.v=λfC.f=vλ D.以上都一定错误答案:B解析:A项中,的单位为=m·s≠m/s,故错误;B项中,λf的单位为m·s-1=m/s,故可能正确;C项中,vλ的单位为m·s-1·m=m2/s≠s-1,故错误;因为B可能正确,可知D错误。8.质量为10 g的子弹以300 m/s的水平速度射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹穿出时的速度为200 m/s,板厚10 cm。求木板对子弹的平均作用力。答案:2.5×103 N,方向与初速度方向相反解析:以子弹为研究对象,取初速度v0的方向为正方向,依题意,有v0=300 m/s,v=200 m/s,x=10 cm=0.10 m,m=10 g=1×10-2 kg子弹穿过木板的运动可看作是匀减速直线运动,设加速度为a,由公式v2-v=2ax得a== m/s2=-2.5×105 m/s2,负号表示加速度的方向与规定的正方向相反设木板对子弹的平均作用力为F,根据牛顿第二定律,有F=ma=1×10-2×(-2.5×105) N=-2.5×103 N,负号表示平均作用力的方向与规定的正方向相反。9.在弹性限度内,弹力F与弹簧的伸长量x成正比,即F=kx,其中k的值与弹簧材料、原长L、横截面积S等因素有关。理论与实验都表明:k=,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称之为杨氏模量。在国际单位制中,杨氏模量Y的单位为( )A.N·m-2 B.N·m-1C.m D.N答案:A解析:由k=,得Y=,由F=kx得k=。在国际单位制中,k的单位是N/m,S的单位是m2,L的单位是m,代入Y=得,Y的单位是N/m2=N·m-2,A正确。10.1995年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克,测得它的静止质量m=3.1×10-25 kg,寿命τ=0.4×10-24 s,这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一。正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为Ep=-k,式中r是正、反顶夸克之间的距离,αS是强相互作用耦合常数,k是与单位制有关的常数,在国际单位制中k=0.319×10-25 J·m,则在国际单位制中强相互作用耦合常数αS的单位是( )A.N B.mC.N·m D.无单位答案:D解析:由正、反顶夸克之间的强相互作用势能的表达式Ep=-k,整理可得αS=-,则αS的单位为(m·J)/(J·m),所以在国际单位制中强相互作用耦合常数αS无单位,故D正确。11.在厘米·克·秒(cm·g·s)制中,力的单位是“达因”(dyn):使质量为1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力为1达因,则( )A.1 N=10-1 dyn B.1 N=10 dynC.1 N=1×102 dyn D.1 N=1×105 dyn答案:D解析:根据牛顿第二定律F=ma可得,1 N=1 kg·m/s2=1×103 g×1×102 cm/s2=1×105 g·cm/s2,又由题意知1 dyn=1 g·cm/s2,则1 N=1×105 dyn,D正确。12.物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证,有时只需要通过对单位的分析就可以判断。下列关于运动学相关物理量的表达式可能正确的是( )A.a= B.v=(t1+t2)C.x=(v0+v) D.x=(v-v0)答案:B解析:A项中,加速度的单位是m/s2,等号右侧表达式的单位是m/s,故A错误;B项中,速度的单位是m/s,等号右侧表达式的单位是·s=·s=m/s,故B可能正确;位移的单位是m,选项C等号右侧表达式的单位是·m/s=·m/s=s,选项D等号右侧表达式的单位是·m/s=·m/s=m2/s3,故C、D错误。故选B。13.一辆质量为400 g的遥控玩具车,从静止出发,在水平导轨上行驶,已知发动机的牵引力为0.16 N,玩具车在运动时所受阻力为车重力的0.02倍(g取10 m/s2),问:(1)玩具车开出后加速度为多大?(2)玩具车经过多长时间速度可达1 m/s 答案:(1)0.2 m/s2 (2)5 s解析:(1)由已知条件知玩具车的质量m=400 g=0.4 kg所受阻力Ff=kmg=0.02×0.4×10 N=0.08 N因为牵引力F=0.16 N恒定,故可知玩具车在恒定外力作用下做匀加速直线运动由牛顿第二定律得a=== m/s2=0.2 m/s2。(2)设经过时间t,玩具车速度达到1 m/s,则由v=at得t== s=5 s。14.汽车行驶时,如果空气阻力很大,会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。经研究,人们发现空气阻力的大小F阻与空气密度ρ、物体迎风面积S、物体与空气的相对运动速度v均有关,关系式为F阻=kρSvx,其中k是一个无单位的常数。请根据国际单位制推断速度v的指数x等于( )A. B.C.2 D.3答案:C解析:由于F阻=kρSvx,则有vx=,对该表达式根据国际单位制进行单位运算有(m·s-1)x===(m·s-1)2,可知x=2,故选C。10(共39张PPT)第四章 运动和力的关系4.力学单位制1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念。2.知道国际单位制及七个基本量和基本单位。3.掌握根据物理关系式确定物理量单位的方法,掌握运算过程中单位的规范使用方法。目录1课后课时作业任务2任务一、基本单位1.物理学的________在确定了物理量之间的关系时,也确定了物理量的________之间的关系。2.基本量和基本单位:在物理学中,只要选定几个物理量的单位,就能够利用___________________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。3.导出量和导出单位:由________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: _________和__________一起就组成了一个单位制。任务1 单位制的理解关系式单位物理量之间的关系基本量基本单位导出单位二、国际单位制1.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________。2.国际单位制:1960年第11届国际计量大会制订的一种________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。单位制国际3.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] cd1.判一判(1)物理量的单位均可以互相导出。( )(2)一般来说,物理公式主要确定各物理量之间的数量关系,并不一定同时确定单位关系。( )(3)时间是国际单位制中的基本单位。( )(4)kg·m/s是国际单位制中的导出单位。( )提示:(1)× 物理量的单位可以通过相应的物理公式导出,并不是物理量的单位都可以互相导出。(2)× 物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系,同时还确定了物理量的单位之间的关系。(3)× 时间是物理学中的基本量,秒是国际单位制中的基本单位。(4)√2.想一想一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示,这个物理量的单位一定是导出单位吗?提示:是。导出单位是由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,所以通常都是由两个或两个以上的基本单位的符号表示。例1 现有以下一些物理量和单位,按下面的要求选择填空(填写代号)。①密度 ②米/秒 ③牛顿 ④加速度 ⑤质量 ⑥秒 ⑦厘米 ⑧长度 ⑨时间 ⑩千克(1)属于物理量的是____________。(2)在国际单位制中,作为基本量的物理量有________。(3)在国际单位制中,属于基本单位的有_____,属于导出单位的有______。①④⑤⑧⑨解析 属于物理量的有①④⑤⑧⑨;属于单位的有②③⑥⑦⑩;在国际单位制中,作为基本量的物理量有⑤⑧⑨;在国际单位制中,属于基本单位的有⑥⑩,属于导出单位的有②③。⑤⑧⑨⑥⑩②③两个误区警示(1)国际单位制中每个基本量和每个导出量的单位都是唯一的。这些国际单位制单位与国际单位制词头k(103)、m(10-3)等可以组成国际单位制单位对应的倍数单位,如长度单位m与词头k、c、m可以组成一系列常用单位km、cm、mm。(2)用一个字母表示的单位也可能是导出单位,比如“N”“J”等。[跟进训练] 下列工具测得的物理量,属于国际单位制基本量的是( )解析:在国际单位制中共有七个基本量:长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度。A项测量的是长度,属于国际单位制基本量;B项测量的是力,不属于国际单位制基本量;C项测量的是电压,不属于国际单位制基本量;D项测量的是角度,不属于国际单位制基本量。故选A。任务2 单位制的应用单位制的应用比较物理量的大小 比较某个物理量不同值的大小时,必须先把它们的单位统一,再根据数值比较大小简化计算过程 在解计算题时,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国际单位即可推导物理量的单位 物理公式在确定各物理量间的数量关系时,同时也确定了各物理量间的单位关系,所以我们可以根据物理量之间的关系推导出物理量的单位判断关系式的对错 正确关系式等号左、右的单位应该相同,若等号左、右的单位不同,则该关系式一定是错误的例2 据报道,我国自行设计生产了运行速度可达v=540 km/h的磁悬浮飞机。假设“飞机”的总质量m=5 t,沿水平直轨道以a=100 cm/s2的加速度从静止开始做匀加速运动至最大速度,忽略一切阻力的影响,(重力加速度g=10 m/s2)求:(1)“飞机”所需的动力F;(2)“飞机”起动至最大速度所需的时间t。答案 (1)5000 N (2)150 s解题时,题目中的物理量必须统一单位制,一般是统一为国际单位制。例3 在初中我们学过压强这个物理量,把物体受力的大小跟受力面积之比叫作压强,单位是帕斯卡。如果用基本物理量的单位表示帕斯卡,下列单位正确的是( )A.N/m2 B.kg·m2/s2C.kg/(m·s2) D.kg·s2/m[跟进训练] 选定了长度的单位m、质量的单位kg、时间的单位s之后,就足以导出力学中其他所有物理量的单位,但必须依据相关的公式,现有一个物理量A=,其中v是速度,r是长度,据此推导物理量A是( )A.速度 B.加速度C.力 D.质量课后课时作业知识点一 单位制的理解1.(多选)下列关于单位制及其应用的说法正确的是( )A.基本单位和导出单位一起组成了单位制B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同C.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果的单位就一定是用这个单位制中的单位来表示的D.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定能确定单位关系解析:基本单位和导出单位一起组成了单位制,A正确;选用的基本单位不同,构成的单位制也不同,B正确;在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果的单位一定是用这个单位制中的单位来表示的,C正确;物理公式可以确定各物理量间的数量关系,同时也可以确定单位关系,D错误。 2.关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是( )A.1 N=1 kg·m/s2B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力的单位,它是国际单位制中的基本单位C.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本量D.“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制中的基本单位解析:根据牛顿第二定律F=ma可知,1 N=1 kg·m/s2,故A正确;后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力的单位,但它不是国际单位制中的基本单位,故B错误;在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本量,故C错误;“秒”属于国际单位制中的基本单位,“克”“摄氏度”不属于国际单位制中的基本单位,故D错误。 3.(多选)下列数据是高三某同学的体检记录中部分数据,明显不合理的数据有( )A.体重G=6500 N B.质量m=65 kgC.身高H=178 cm D.心跳100次时间t=20 s解析:由题意可知,t=0.1 s,Δx=1.2 cm=1.2×10-2 m,m=500 g=0.5 kg,故B、D正确,A、C错误。 5.若用国际单位制基本单位的符号来表示弹簧劲度系数的单位,则正确的是( )A.m/N B.kg/mC.kg/s D.kg/s26.物理关系式不仅反映了物理量之间的关系,同时也反映了物理量单位之间的关系。在物理学中,把作用于物体上的力F与作用时间t的乘积定义为冲量I,即I=Ft,则下列各项中为冲量的国际单位的是( )A.N·m/s B.N·mC.kg·m/s D.kg·m/s2解析:由I=Ft可得,冲量的国际单位是N·s,而根据牛顿第二定律F=ma,可得1 N=1 kg·m/s2,故1 N·s=1 kg·m/s2·s=1 kg·m/s,故C正确,A、B、D错误。 78.质量为10 g的子弹以300 m/s的水平速度射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹穿出时的速度为200 m/s,板厚10 cm。求木板对子弹的平均作用力。答案:2.5×103 N,方向与初速度方向相反911.在厘米·克·秒(cm·g·s)制中,力的单位是“达因”(dyn):使质量为1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力为1达因,则( )A.1 N=10-1 dyn B.1 N=10 dynC.1 N=1×102 dyn D.1 N=1×105 dyn解析:根据牛顿第二定律F=ma可得,1 N=1 kg·m/s2=1×103 g×1×102 cm/s2=1×105 g·cm/s2,又由题意知1 dyn=1 g·cm/s2,则1 N=1×105 dyn,D正确。 13.一辆质量为400 g的遥控玩具车,从静止出发,在水平导轨上行驶,已知发动机的牵引力为0.16 N,玩具车在运动时所受阻力为车重力的0.02倍(g取10 m/s2),问:(1)玩具车开出后加速度为多大?(2)玩具车经过多长时间速度可达1 m/s 答案:(1)0.2 m/s2 (2)5 s 展开更多...... 收起↑ 资源列表 4.力学单位制.docx 4.力学单位制.pptx