人教版（2003）高中物理必修一第四章牛顿运动定律——4.4力学单位制 讲稿

§4.4力学单位制 学习目标：1.知道什么是单位制，知道力学中的三个基本单位。2．会根据物理关系式确定物理量的单位，学会用单位制判断一个表达式的正误，认识单位制在物理计算中的作用。3．计算中能采用国际单位运算使运算过程简化。重点难点：1.基本单位和导出单位． 思考：姚明的身高是多少2.26米7.4147英尺88.9763英寸1英尺=0.3048米1英寸=0.0254米 关羽和姚明谁高?《三国演义》记载，张飞身高8尺，关羽身高竟达9尺。而姚明身高是7尺6寸（2.26M)，难道关羽是巨人症？实际上，关羽1米90，姚明2米26，以前的长度单位和现在的不一样！ 5事故调查：预定探测器距火星表面140km～150km。实际探测器距火星表面约57km。造成飞行高度太低的原因是公制和英制的单位转换问题!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。随后发现价值1.25亿美元的探测器在火星大气中烧毁。洛克希德.马丁公司设计，每天两次启动小推进器，来调整航向，推力单位是英制的“磅”。导航员认为推力是以公制的“牛顿”单位，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。可见制定“统一单位制”是多么重要。 单位的起源从远古的生活和生产中，人们创造出一些语言来表达事物的多少，在商代的甲骨文中就有这样的表达。一些量词由此固定下来。比如，一粒米、两条鱼等。物理单位是科学化或标准化的量词。如：米（m）、千米（km）、牛（顿）N、帕（斯卡）Pa等单位。物理量：用数字加上单位来描述物理属性或状态，有具体的意义。也有一些特殊物理量，就是一个数值，称做常数。如：摩滑动擦系数。数字：现实生活中事物量的抽象，没有具体意义。如：一、二、三、十、百、千、万…… 7中国古代的单位制度指长度，单位有丈、尺、寸等。量指容量，单位有斗、升等。衡指质（重）量，单位有斤、两等。 8英制单位起源于英国、在其前殖民地和英联邦国家使用的单位制。英寸（吋inch）（1英寸＝2.54厘米）10世纪：英王埃德加大拇指的第一个指节的长度。14世纪：从大麦穗中选3粒最大的麦粒排成一行，其长度就是一英寸英尺（呎foot）（1英尺＝12英寸＝30.48厘米）9世纪：英国查理曼大帝的脚板的长度。码（yard）（1码＝3英尺＝91.44厘米）12世纪：英国亨利一世的鼻尖到前伸手臂时中指尖的距离。磅（pound)(1磅=454克)一颗从麦穗的中间抽取的大麦的重量的7000倍 9米（metre）：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。米制铂铱合金制成的国际米原器 10千克（kilogram）：1791年：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 11年：地球绕太阳一周所用的时间。月：月球绕地球一周所用的时间。日:地球自转一周所用的时间。时间的单位秒：一个平太阳日的1/86400为一秒 12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。分基本单位由导出单位。(1)导出单位由基本单位通过物理公式推导而来；(2)用国际单位制单位导出的单位一定是国际单位制中单位； 1．国际单位制中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质量m时间t电流I安A热力学温度T开[尔文]K发光强度I，(Iv)坎[德拉]cd物质的量n，(ν)摩[尔]mol千克秒米mkgs 单位制的应用1.简化表达书写例：光滑水平面上有一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，（1）5s末的速度是多大？（2）5s内通过的路程是多大？ 16简化后： 结果对吗？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．在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，单位对，结果不一定对，但对结果可以“放心”一点单位不对，结果则肯定不对2、检验结果的正误例2：如果地球自转速度加快以使赤道上的物体能克服地球引力而脱离地面飘浮起来，这时地球自转的最大周期T＝(地球半径为R，地面重力加速度为g).有位同学推出的结果是：T＝2πRg 说一说（P79）：有时根据物理量的单位能查出运算或印刷中的错误。小刚在一本书中查得圆锥体积的计算公式为RhV13πRh3小刚老师立即判断它是错误的。聪明的同学们，你们知道他是怎样快速判断的吗？ 3．推导“新”单位：物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也指它确定了物理量的单位间的关系。v=xta=△vtmm/ssm/ssm/s2F=mam/s2kgkg·m/s2N [例1]下列说法中不正确的是()A．力是力学基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位B．因为力的单位是牛顿，而1N＝1kg·m/s2，所以牛顿是导出单位C．各物理量采用国际单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位D．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系 [例2]张华在阅读同步卫星的相关资料时发现一个式子：地球同步卫星到地心的距离r可由求出，已知a是地球的半径，b是同步卫星绕地心运动一圈的时间，c是地球表面处的重力加速度.由于印刷原因，造成x、y数值不清，请你根据学过的知识帮张华推算出x、y的确切数值. 【思路点拨】公式中的等号不但要求两边的数值相等，也要求两边具有相同的单位.【解答】由单位制知3＝x+1,y-2=0解得x=2,y=2 1．有关力学单位制的说法中，错误的是()A．在力学计算中只能采用国际单位B．力学单位制中基本物理量有：长度、时间、质量C．国际单位制力学单的基本单位有：千克、米、秒D．单位制中的导出单位可以用基本单位来表示2.测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是()A.米尺、弹簧测力计、打点计时器B.米尺、测力计、秒表C.量筒、天平、秒表D.米尺、天平、秒表 3．声音在空气中的传播速度v与空气密度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()B.C.D.4.一物体质量为1t，以2m/s2的加速度做匀加速直线运动，关于物体受到的合外力的计算中既正确、简洁而又规范的是()A.F=1000×2N=2000NB.F=1×2N=2NC.F=1000kg×2m/s2=2000ND.F=1000×2=2000N 单位制基本单位导出单位1、米(m)2、千克（Kg）3、秒（S）4、安培（A）5、开尔文（K）6、坎德拉（cd）7、摩尔（mol）力学单位制中的三个基本单位由基本单位推导出来的单位叫导出单位选定的单位m/s、m/s2、N、kg/m3kgm/s、kgm2/s2、Ns库、欧姆、电功率等等焦/千克等电学热学热学光学国际单位制(简称SI单位制)课堂小结 回忆小结：1．物理公式确定物理量的关系，也确定了物理量的关系。2．只要选定几个基本物理量，就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位，被选定物理量叫做。3．SI制中力学中的基本量有、和；基本单位有、和。