4.4 力学单位制解析

第四章牛顿运动定律第四节力学单位制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之间的单位关系。例如xtv＝ΔtΔva＝m/sm/s2F＝ma1N=1kg·m/s2物理学的关系式一般说来，物理量的单位可以任意选择，这样就会存在同一个物理量出现多个单位，与此对应存在多种单位制。古今中外都不一样，严重影响了科学技术的交流与发展。复习回顾美国国家航天局（NASA）在20世纪末曾发射过一个火星探测器，但它由于飞得靠火星过近，结果因温度过高而起火，并脱离轨道坠入火星的大气层。航空航天局理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位算出来的，调查原因时发现：原来探测器的制造商洛克希德·马丁公司计算加速时的力使用了英制单位，而喷气推动实验室的工程师把这些数据直接输入电脑。你看，就是因为在单位制上的失误，结果犯了一个“极端愚蠢的错误”，价值1.25亿美元的火星探测器毁于一旦。一次因单位失误而造成的事故现在，为了方便国际间的交流和科学研究中计算、运用的规范，建立了国际单位制。一、力学单位制这些被选定的物理量叫做基本量，它们的单位叫基本单位。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。由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。由基本单位和导出单位一起组成单位制。N基本量的单位都是基本单位基本单位导出单位m、km、cm……kg、g、mg……s、min、hour…m/s、km/h……kg/m3、g/cm3……长度质量时间速度加速度力密度m/s2、cm/s2……物理量基本量单位制导出量国际单位制中的单位1.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。(1)物理学中的七个基本单位（SI制）物理量名称单位名称单位符号长度米m质量千克(公斤)kg时间秒s电流安(培)A热力学温度开(尔文)K发光强度坎(德拉)cd物质的量摩(尔)mol力学基本单位maFxvtvat单位是m/s单位是m/s2单位是kg•m/s2简称牛顿(2)导出单位：(1)SI中的非基本单位（也不是导出单位）长度厘米cm毫米mm分米dm时间小时h分钟min日等等质量克g吨t毫克mg由于基本单位的选择不同，除国际单位制外历史上还出现了不同的单位制，如工程领域有英尺秒磅制等。2.其他单位制1.在解题计算时，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。三、力学国际单位制(SI)在解题中的应用3.力学单位制使我们知道在运用公式进行计算中，要将各物理量的单位统一在同一单位制中。4.力学单位制可以帮助我们检查记忆中物理公式是否正确和检查运算过程与结果。CD例1.关于国际单位制，下列说法中正确的是()A.在力学单位制中，若采用cm、g、s作为基本单位，力的单位是牛（N）B.牛是国际单位制中的一个基本单位C.牛是国际单位制中的一个导出单位D.千克·米/秒2、焦/米都属于力的国际单位例2.一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？在解题计算时，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。1.简化计算过程的单位表达物理情景vtv0=0F=7Nx物体在上述过程做匀变速直线运动吗？为什么？二、国际单位制的应用x＝at2＝×2m/s2×25s＝25m2121解：vt＝at＝2m/s2×5s＝10m/s统一单位制有的同学，解题时，单位弄错，常常说自己粗心。其实是单位制没有掌握好。代入数据前应统一单位制这点要形成习惯。用同一单位制计算时,只在数字后面写出所求量在该单位制下的单位。＝2m/s27kg14NmF＝a＝mF714＝a＝＝2m/s2m/s2vt＝at＝2×5m/s＝10m/s＝25mx＝at2＝×2×25m21211.质量为500g的物体受力作用后获得10cm/s2的加速度，则物体受到的合外力为多少牛？解析：物体的质量m＝500g＝0.5kg物体的加速度a＝10cm/s2＝0.1m/s2由牛顿第二定律：F=ma得物体受到的合外力F＝0.5×0.1N＝0.05N答案：0.05N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。2.检验结果的正误例3.一个恒力作用在质量为m1的物体上，产生的加速度为a1，作用在质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若这个力作用在质量为m1+m2的物体上，则产生的加速度为（）DA.(a1+a2)/a1a2B.a1/a2C.a1a2D.a1a2/(a1+a2)力学单位制单位制国际单位制：国际制中的七个基本量及单位力学中的国际制单位单位制在物理计算中的作用基本量基本单位和导出单位基本单位和导出单位单位制：基本单位和导出单位构成单位制1.给出下列物理量或单位，请按要求填空：A.米B.牛顿C.加速度D.米/秒2E.质量F.千克G.时间H.秒I.分钟J.位移K.厘米L.千克/米3M.焦耳(1)在国际单位制中作为基本单位的是_______。(2)属于导出单位的是_________。(3)物理量是：__________。AFHBDLMCEJG2.一物体在2N的外力作用下，产生了10cm/s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是()A．B．C．D．2kg0.2kg10Fma220kg0.1Fma2222Nkgms2020kg0.1msmsFma2kg20kg0.1FmaD3.一辆质量为0.40kg的遥控玩具车，从静止开始出发，在平直轨道上行驶。已知发动机的牵引力为0.16N，玩具车在运动过程中受到的阻力为车重的0.02倍。问：（g取10m/s2）（1）玩具车开出后加速度多大？（2）玩具车经过多长时间速度可达1m/s？答案:(1)0.2m/s2(2)5s