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第四章牛顿运动定律第4节力学单位制第四章牛顿运动定律学习目标核心素养形成脉络1.知道单位制、基本单位和导出单位的概念.2.明确国际单位制中七个基本物理量和力学中三个基本物理量及其单位．(重点)3.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法.一、基本量、基本单位和导出单位1．物理公式功能：物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量间的关系．2．基本量：被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他的一些量．3．基本单位：的单位．4．导出单位：由基本量根据推导出来的其他物理量的单位．单位物理量基本量物理关系二、单位制和国际单位制1．单位制：单位和单位一起组成单位制．2．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订了一种的、包括一切计量领域的单位制．基本导出国际通用物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度lm质量m时间t电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n摩[尔]mol发光强度I，(IV)坎[德拉]cd3．国际单位制中的基本单位米千克kg秒s4.力学中三个基本物理量及单位(1)三个基本物理量：、和．(2)国际单位制中三个基本单位：、和．长度质量时间米千克秒判一判(1)物理量的单位均可以互相导出．()(2)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．()(3)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．()(4)力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒．()(5)单位制中导出单位可以用基本单位来表示．()×√×√√做一做质量为10g的子弹，以300m/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200m/s.若木板厚度为10cm，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？由运动学公式：v2－v20＝2ax得：a＝v2－v202x＝2002－30022×10m/s2＝－2.5×103m/s2由牛顿第二定律：F＝ma＝10×(－2.5×103)N＝－2.5×104N.答：不同意，原因是单位未统一到同一单位制中，正确解法如下：x＝10cm＝0.1m，m＝10g＝10－2kg，a＝v2－v202x＝2002－30022×0.1m/s2＝－2.5×105m/s2，F＝ma＝10－2×(－2.5×105)N＝－2.5×103N，负号表示与速度方向反向．对单位制的理解1．是国际单位的不一定是基本单位．基本单位只是组成国际单位制的一小部分，在国际单位制中，除七个基本单位以外的单位都是导出单位．2．单位制的组成单位制国际单位制力学单位制基本单位长度：米（m）质量：千克（kg）时间：秒（s）导出单位（例如）速度：米/秒（m/s）功率：瓦特（W）压强：帕斯卡（Pa）其他单位制常用单位制力学单位制基本单位（例如）长度：厘米（cm）、千米（km）质量：克（g）、吨（t）时间：小时（h）、分钟（min）导出单位（例如）速度：千米/小时（km/h）厘米/秒（cm/s）功率：千瓦（kW）压强：千帕（kPa）其他单位制现有下列物理量或单位，按下面的要求填空．(选填选项前的字母)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(1)属于物理量的是____________．(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量的是__________．(3)在物理量的单位中不属于国际单位制中单位的是________．(4)在国际单位制中属于基本单位的是________，属于导出单位的是________．[解析](1)题中所有选项中，属于物理量的是：密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填“A、D、E、H、I”．(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有：质量、长度、时间．故此空填“E、H、I”．(3)题中所给的单位中，不属于国际单位制中单位的是厘米，故此空填“G”．(4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克，属于导出单位的是米/秒，牛顿．故应填“F、J”；“B、C”．[答案](1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)G(4)F、JB、C(1)较长或较大的单位，统一成国际制单位时，如不方便书写，可用科学计数法表示．如长度1μm，计为10－6m.(2)一个物理量的单位如果用两个或两个以上的基本单位符号表示，这个物理量的单位一定是导出单位，如m/s、m/s2、kg/m3等，用一个符号表示的单位不一定是基本单位，如N、J、W都是导出单位．(3)千万不要认为单位制只有一种，国际单位制只是诸多单位制中的一种，选用不同的基本单位，则组成的单位制就不同，我们要学会灵活运用知识．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的物理量的单位，但导出时必须依据相关的公式．现有一个物理量，其表达式为A＝GMr，其中M是质量，r是长度，又已知G的单位是N·m2·kg－2，据此能否推知A是什么物理量？解析：A＝GMr，相应的单位是N·m2·kg－2·kgm＝N·m·kg－1＝kg·m·s－2·m·kg－1＝m2·s－2＝m/s.该表达式是速度的单位，所以物理量A是速度．答案：见解析单位制的应用1．根据单位制中的基本单位和导出单位，可以利用物理公式推导出其他物理量的单位，并确定该公式的比例常数．例如，在国际单位制中，根据牛顿第二定律，使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力为1N，即1N＝1kg·m/s2，这时F＝kma中，k＝1，所以F＝ma.2．根据物理量的单位可以发现错误．在查阅资料或进行计算的过程中，如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．3．简化计算过程的单位表达．在解题计算时，已知量均采用国际单位制中的单位，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，这样求得的物理量的单位也是国际单位制中的单位．在解一文字计算题中(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得x＝F2m(t1＋t2)，用单位制的方法检查，这个结果()A．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[思路点拨]可以将右边的F、时间t和质量m的单位代入公式看得到的单位是否和位移x的单位一致．[解析]由x＝F2m(t1＋t2)式，左边单位是长度单位，而右边单位推知是速度单位，所以结果一定是错误的，单位制选用得不同，只影响系数，故A、C、D错，B对．[答案]B(2019·福建漳州高一期中)轿车的加速度大小是衡量轿车加速性能的一项重要指标．近来，一些高级轿车的设计师在关注轿车加速度的同时，提出了一个新的概念，叫做“加速度的变化率”，用“加速度的变化率”这一新的概念来描述轿车加速度随时间变化的快慢，并认为，轿车的加速度变化率越小，乘坐轿车的人感觉越舒适．下面四个单位中，适合做加速度的变化率单位的是()A．m/sB．m/s2C．m/s3D．m2/s3解析：选C.新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等于加速度的变化量与时间的比值，而加速度的单位是m/s2，所以新物理量的单位应该是m/s3，所以C正确．