内容正文:
第四章
运动和力的关系
4.4 力学单位制
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目录
一、上节回溯
三、小结
四、练习
二、知识讲解
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一、上节回溯
1.牛顿第二定律
2.力的单位
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二、知识讲解——基本单位
计算一头大象的质量时常用单位吨(t)做单位,但在计算人的质量时却用千克(kg)做单位。自由落体加速度 g 的单位是米每二次方秒(m/s2),在初中学习时,g 的单位曾用牛顿每千克(N/kg)。这些单位有什么规则吗?
问题引入
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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理所当然地认为他们提供的数据是以国际单位算出来的,并把这些数据直接输入电脑。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
二、知识讲解——基本单位
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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。也因此,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,被选定的物理量的单位叫作基本单位。
基本单位
力学中,规定了长度、时间、质量为基本量
长度:厘米(cm)、米(m)、千米(km)
质量:克(g)、千克(kg)
时间:秒(s)、分钟(min)、小时(h)
二、知识讲解——基本单位
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F=ma
依据物理关系推导出来的物理量叫作导出量,推导出来的相应单位叫作导出单位。
导出单位
m/s2
kg
kg·m/s2
N
例如力就是一个导出量,力的单位就是导出单位。
二、知识讲解——导出单位
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基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。
单位制
基本量
导出量
基本单位
导出单位
单位制
长度
时间
质量
速度
加速度
力
密度
m
s
kg
m/s
m/s2
N
kg/m3
km、cm….
min、hour….
g、mg….
km/h….
m/s2….
g/cm3….
二、知识讲解——单位制
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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,叫作国际单位