2019-2020学年高中物理 第四章 牛顿运动定律 第4节 力学单位制课件 新人教版必修1

第4节力学单位制自主学习学习目标1.知道物理公式既确定物理量之间的关系,又确定物理量单位间的关系。2.知道基本单位、导出单位和单位制,知道国际单位制中力学的三个基本单位。3.认识单位制在物理学中的重要意义,知道计算中应采用国际单位制中的单位。明确单位制在物理计算中的应用。一、基本单位和导出单位[知识梳理]1.物理关系式的功能:物理学的关系式确定了物理量之间的数量关系的同时,也确定了物理量的间的关系。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做,它们的单位叫做。3.导出单位:由基本量根据推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。单位教材提炼物理量物理关系基本单位基本量二、国际单位制[知识梳理]1.单位制:单位和单位一起组成了单位制。2.国际单位制:是一种国际通用的、包括一切领域的单位制。3.国际单位制中的七个基本物理量和相应的基本单位。基本导出计量物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l.m质量m.kg时间t.s米千克秒安[培]电流I.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[练一练]1.现有以下一些物理量和单位,按下面的要求选择填空。A.密度B.米/秒C.牛顿D.加速度E.质量F.秒G.厘米H.长度I.时间J.千克属于物理量的有。在国际单位制中,被选定的基本量有。在国际单位制中的基本单位有,属于导出单位的有。(均选填字母的代号)答案:ADEHIEHIFJBC2.下面哪一组单位属于国际单位制的基本单位()A.m,N,kgB.kg,m/s2,sC.m,kg,sD.m/s2,kg,NC解析:A,D项中的N是导出单位,所以选项A,D错误;B,D项中的m/s2是导出单位,所以选项B错误;C项中m,kg,s分别是长度、质量、时间的国际单位制基本单位,所以选项C正确。要点一对单位制的理解[例1]马上就要开考了,我坐到座位上,突然想不起来上学期老师关于物理量或物理量的单位都说了什么,问了下同学,同学告诉我下面几句话,我半信半疑,你觉得正确的是()课堂探究BA.1N/kg=9.8m/s2B.“m”“kg”“s”都是国际单位制中的基本单位C.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位D.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、速度为三个基本物理量解析:牛顿第二定律F=ma中F的单位是N,m的单位是kg,a的单位是m/s2,则1N=1kg·m/s2,1N/kg=1m/s2,故选项A错误;“m”“kg”“s”都是国际单位制中的基本单位,选项B正确;人们为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力的单位,但不是力学中的基本单位,故选项C错误;在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量,故选项D错误。误区警示对国际单位和基本单位的理解误区(1)基本物理量的所有单位均为基本单位,但国际单位制中的单位不一定是基本单位;(2)只用一个符号表示的单位不一定就是基本单位,例如牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位,它们是导出单位;(3)两个或更多的符号表示的单位也可能是基本单位,例如千克(kg)就是基本单位。针对训练1:关于国际单位制,下列说法中正确的是()A.在国际单位制中力学的三个基本单位是m,N,sB.在国际单位制中选定质量、力、时间为三个基本物理量,它们的单位为基本单位C.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)D.各物理量采用国际单位制中的单位,通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位制中的单位C要点二单位制在物理计算中的应用[例2]质量为1.5t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.05倍,汽车在水平地面上做匀加速直线运动时,5s内速度由36km/h增至54km/h。求汽车发动机的牵引力的大小。(g取10m/s2)思路探究:怎样计算发动机的牵引力?答案:由牛顿第二定律F合=F-Ff=ma可得发动机的牵引力F=ma+Ff。答案:2.25×103N解析:将各物理量的单位统一到国际单位制中,m=1.5t=1.5×103kg,v0=36km/h=10m/s,v=54km/h=15m/s,t=5s。因v=v0+at,F-Ff=ma,故F=ma+Ff=0()mvvt+0.05mg=31.510(1510)5N+0.05×1.5×103×10N=2.25×103N。规律方法单位制在计算中的应用技巧(1)题目中的物理量必须统一到同一单位制中,一般选用国际单位;(2)当各物理量采用国际单位,且运用物理公式进行计算时,公式中各物理量不必都写上单位,只需在最后的数值上写出正确的单位即可。针对训练2:一物体在2N的外力作用下,产生10cm/s2的加速度,求该物体的质量。下列有几种不同的求法,其中单位运用正确、简捷而又规范的是()DA.m=Fa=210kg=0.2kgB.m=Fa=22N0.1m/s=2022kgm/sm/s=20kgC.m=Fa=20.1=20kgD.m=Fa=20.1kg=20kg解析:统一单位,F=2N,a=10cm/s2=0.1m/s2,由牛顿第二定律得m=Fa=20.1kg=20kg,D项运算既正确,又规范简捷。课堂达标1.关于物理量或物理量的单位,下列说法中不正确的是()A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量B.为了纪念牛顿,人们把“牛顿”作为力学中的基本单位C.1N/kg=1m/s2D.“米”“千克”“牛顿”都属于国际单位制的单位B解析:在力学中,质量、长度及时间作为基本物理量,其单位作为基本单位,故选项A正确;牛顿是根据牛顿第二定律推导出来的单位,不是基本单位,故选项B错误;由a=Fm可知,1N/kg=1m/s2,故选项C正确;“米”“千克”“牛顿”都属于国际单位制的单位,其中“米”“千克”是基本单位,“牛顿”是导出单位,故选项D正确。2.(2019·浙江温州校级期末)下列有关力学单位制的说法中,正确的是()A.在力学的分析计算中,只能采用国际制单位,不能采用其他单位B.力学单位制中,选为基本量的有力、时间、质量C.力学单位制中,采用国际单位制的基本单位有千克、厘米、秒D.单位制中的导出单位可以用基本单位来表示D解析:在力学的分析计算中,也可以采用其他单位,但必须保证统一,故A错误;力学单位制中,选为基本量的有长度、质量和时间,其对应的国际单位制中的基本单位是米、千克和秒,故B,C错误;国际单位制中的导出单位可以根据物理规律用基本单位推导出来,故可以用基本单位来表示,故D正确。BA.可能是正确的B.一定是错误的C.如果用国际单位制,结果可能正确D.用国际单位制,结果错误,如果用其他单位制,结果可能正确3.在解一道计算题时(由字母表达结果的计算题)一个同学解得位移x=2Fm(t1+t2),用单位制的方法检查,这个结果()解析:在x=2Fm(t1+t2)式中,左边单位是长度单位,而右边的单位推知是速度单位,所以结果一定是错误的,单位制选的不同,不会影响结果的准确性,故A,C,D错误,B正确。解析:列车总质量m=103t=106kg重力G=mg=106×10N=107N运动中所受阻力Ff=0.01G=0.01×107N=105N设列车匀加速运动的加速度为a,由牛顿第二定律得F牵-Ff=ma,4.一列质量为103t的列车,列车牵引力为3.5×105N,运动中所受阻力为车重的1100。列车由静止开始做匀加速直线运动,速度变为180km/h需多长时间?此过程中列车前进了多远距离?(g取10m/s2)答案:200s5km则列车的加速度为a=fFFm牵=5563.5101010m/s2=0.25m/s2列车由静止加速到v=180km/h=50m/s所用时间为t=0vva=5000.25s=200s此过程中列车的位移为x=2202vva=250020.25m=5×103m=5km。