内容正文:
第七节 力学单位
核心素养要求
核心素养呈现
1.知道力学中的几个基本物理量:质量、时间、长度,以及它们的基本单位:千克、秒、米.
2.知道力学中其他物理量的单位都是可以用基本单位导出,并会推导.
3.知道单位制和国际单位制.能通过物理量的定义和推导过程掌握各物理量的国际单位制单位.
4.知道物理运算过程中单位的规范使用和表示方法.
单位制的意义
单位制:由基本单位和导出单位所组成的一系列完整的单位体制.
1.基本单位是可以任意选定的.
2.导出单位是由定义方程式与比例系数确定的.
国际单位制中的力学单位
1.基本单位
长度单位——米(m)、质量单位——千克(kg)和时间单位——秒(s).
2.常见的导出单位
速度的单位为米每秒(m/s),加速度的单位为米每二次方秒(m/s2),力的单位为牛即千克米每二次方秒(1_N=1_kg·m/s2).
(1)力的单位牛顿是基本单位.(×)
(2)质量是基本量.(√)
(3)物理公式表示了物理量间的数量关系和单位关系.(√)
对单位制的理解与应用
[思考探究]
如图,某运动员的速度可以达到10 m/s,某人骑助力车的速度为35 km/h.
(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的速度与助力车的速度的大小关系?
(2)你能比较以上两个速度的大小关系吗?以上两个速度哪个大?
提示:(1)不能 (2)能.10 m/s=36 km/h>35 km/h,所以运动员的速度较大.
[思维深化]
1.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.
2.国际单位制
(1)不同的单位制在换算中容易出差错,对国际科学技术交流及商业往来极不方便,因此有必要在国际上实行统一的单位标准.1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫作国际单位制,简称SI.
(2)国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位
物理量名称
物理量符号
单位名称
单位符号
长度
l
米
m
质量
m
千克(公斤)
kg
时间
t
秒
s
电流
I
安[培]
A
热力学温度
T
开[尔文]
K
物质的量
n,(ν)
摩[尔]
mol
发光强度
I,(Iv)
坎[德拉]
cd
说明:厘米(cm)、千米(km)、小时(h)、分钟(min)是基本量的单位,但不是国际单位制中的单位.
(多选)下列关于单位制及其应用的说法正确的是( )
A.基本单位和导出单位一起组成了单位制
B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同
C.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果的单位就一定是用这个单位制中的单位来表示的
D.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定能确定单位关系
解析:ABC 基本单位和导出单位一起组成了单位制,选项A正确;选用的基本单位不同,构成的单位制也不同,选项B正确;在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用公式,其结果的单位一定是这个单位制中的单位,选项C正确;物理公式可以确定各物理量间的数量关系,同时也可以确定单位关系,选项D错误.
[针对训练]
1.单位制是物理学的重要组成部分,统一单位制使不同国家和地区的人们交流更方便.关于单位制,下列说法正确的是( )
A.力的国际单位1 N=1 kg·m·s-2
B.所有的物理量都有单位
C.国际制单位一定都是基本单位
D.力学范围内的三个基本单位是长度、质量、时间
解析:A 由牛顿第二定律F=ma可得1 N=1 kg·m·s-2,故A正确;并不是所有物理量都有单位,如前面学过的动摩擦因数就没有单位,故B错误;国际单位制单位也不一定都是基本单位,可以是导出单位,故C错误;长度、质量、时间是力学范围内的三个基本量,三个基本单位是千克、米、秒,故D错误.
单位制的应用
[思维深化]
单位制的四个主要应用
(1)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,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)推导物理量的单位:物理公式确定了各物理量的数量关系的同时,也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位.
(3)判断比例系数的单位:根据公式中物理量的单位关系,可判断公式中比例系数有无单位,如公式F=kx中k的单位为N/m,f=μFN中μ无单位,F=kma中k无单位.
(4)单位制可检查物理量关系式的正误:根据物理量的单位,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.
一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2的加速度,求