4.4力学单位制（导学案）-【高效课堂】2024-2025学年高中物理同步精品备课一体化资源（人教版2019必修第一册）

班级：高一（ ）班 姓名： 4.4力学单位制（导学案） 一、学习目标 1.了解单位制、国际单位制，知道基本单位和导出单位的概念。（物理观念） 2.明确国际单位制中七个基本物理量及其单位，特别是力学中的三个。（物理观念） 3.掌握单位制在物理学中的应用及重要意义。（科学思维） 二、教学过程 知识回顾 牛顿第二定律及力的单位 1.牛顿第二定律：物体加速度的大小跟 成正比，跟物体的 成反比，加速度的方向跟作用力的方向 。 2.公式： . F指的是物体所受的 . m为物体的质量 a是物体的加速度，注意方向 3.单位： . 4.理解牛顿第二定律的基本特性 同体性：F、m、a各量必须对应 物体。 瞬时性:a与F 。作用力突变，a的大小方向随着改变，是瞬时的对应关系；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度与力一样， 突变，而速度是 突变的。 导入新课 计量一头大象的质量时常用 做单位，但在计量人的质量时却用 做单位。自由落体加速度g的单位是 ，在初中学习时，g的单位曾用 。这些单位的使用有什么规则吗？ 一、基本单位和导出单位 1.物理量单位之间的关系 由位移和时间求速度时，所用的关系式为v ＝ . 如果位移的单位用 ，时间的单位用 ，得出的速度单位就是 。 已知速度的变化量和发生这个变化所用的时间，要求加速度时，所用的关系式为a ＝ . 如果速度的单位用 ，时间的单位用 ，得出的加速度的单位就是 。 由此可见，物理学的关系式在确定了 之间的关系时，也确定了 之间的关系。 2.基本量 在物理学中，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 。 在力学中选定 作为基本量。 3.基本单位：所选定的基本物理量的 。 （1）物理学中，共有 个物理量的单位被选定为基本单位. （2）在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。 长度的单位有 等。 质量的单位有 等。 时间的单位有 等。 4.导出量：由基本量根据 推导出来的其他物理量叫作 。 5.导出单位：导出量的单位叫作 。例如 的单位。 6.单位制：基本单位和导出单位一起就组成了一个 。 由于基本单位的选择不同，历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺、磅、秒制等单位制。 例题1．直接测量“国际单位制规定的三个力学基本物理量”，应选择下列哪一组仪器（　　） A．刻度尺、弹簧秤、打点计时器 B．刻度尺、天平、秒表 C．量筒、测力计、秒表 D．量筒、天平、打点计时器 例题2．雷诺数Re是流体力学中表征流体的特征的数之一，它是一个无量纲量（即没有单位的物理量）。已知雷诺数由四个变量决定：流体的流速v、流体的密度ρ、特征长度d，黏性系数μ。已知黏性系数μ的单位是，则下列雷诺数的表达式可能正确的是（    ） A． B． C． D． 二、国际单位制 如果采用不同的物理量作为基本量，或者虽然采用相同的基本量，但采用的基本单位不同，导出单位自然随之 ，从而产生不同的单位制。 不同的地区使用不同的单位制，不方便交流。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 （Le Système International d′Unités，法文），简称 。 在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量，对热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相应的基本单位外，还要加上另外四个基本量和它们的基本单位，才能导出其他物理量的单位。 P98 表 国际单位制的基本单位 P98 课本例题 我们看到，题中的已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果 用国际单位制的基本单位表示的。既然如此，在统一已知量的单位后，计算过程中就 写出各量后面的单位，只在数字计算式后面写出正确的单位就可以了。这样，上面的计算过程就可以写成 a ＝ ＝ m/ ＝ 2 m/ v＝ at ＝ 2×5 m/s ＝ 10 m/s x ＝ a ＝ ×2 ×25 m ＝ 25 m P100 拓展学习——基本单位的定义 例题3．下列单位属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．N B．cm C．kg D．m/s 例题4．2024年4月28日，神舟十七号、神舟十八号航天员乘组在轨举行交接仪式。假设载人飞船在太空中有一段所受空气阻力与速度的三次方成正比，则阻力系数k的单位用国际单位制中基本单位来表示，正确的是（    ） A． B． C． D． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 班级：高一（ ）班 姓名： 4.4力学单位制（导学案）教师版 一、学习目标 1.了解单位制、国际单位制，知道基本单位和导出单位的概念。（物理观念） 2.明确国际单位制中七个基本物理量及其单位，特别是力学中的三个。（物理观念） 3.掌握单位制在物理学中的应用及重要意义。（科学思维） 二、教学过程 知识回顾 牛顿第二定律及力的单位 1.牛顿第二定律：物体加速度的大小跟 作用力 成正比，跟物体的 质量 成反比，加速度的方向跟作用力的方向 相同 。 2.公式： F=ma . F指的是物体所受的 合力 . m为物体的质量 a是物体的加速度，注意方向 3.单位： N . 4.理解牛顿第二定律的基本特性 同体性：F、m、a各量必须对应 同一个 物体。 瞬时性:a与F 同时产生、同时变化、同时消失 。作用力突变，a的大小方向随着改变，是瞬时的对应关系；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度与力一样， 可以 突变，而速度是 无法 突变的。 导入新课 计量一头大象的质量时常用 吨（t） 做单位，但在计量人的质量时却用 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/） ，在初中学习时，g的单位曾用 牛顿每千克（N/kg） 。这些单位的使用有什么规则吗？ 一、基本单位和导出单位 1.物理量单位之间的关系 由位移和时间求速度时，所用的关系式为v ＝ . 如果位移的单位用 米（m） ，时间的单位用 秒（s） ，得出的速度单位就是 米每秒（m/s） 。 已知速度的变化量和发生这个变化所用的时间，要求加速度时，所用的关系式为a ＝ . 如果速度的单位用 米每秒（m/s） ，时间的单位用 秒（s） ，得出的加速度的单位就是 米每二次方秒（m/） 。 由此可见，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。 2.基本量 在物理学中，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 。 在力学中选定 长度、质量和时间 作为基本量。 3.基本单位：所选定的基本物理量的 单位 。 （1）物理学中，共有 七 个物理量的单位被选定为基本单位. （2）在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。 长度的单位有 毫米（mm）、米（m）、千米（km） 等。 质量的单位有 克（g）、千克（kg）、吨（t） 等。 时间的单位有 秒（s）、分钟（min）、小时（h） 等。 4.导出量：由基本量根据 物理关系 推导出来的其他物理量叫作 导出量 。 5.导出单位：导出量的单位叫作 导出单位 。例如 速度、加速度 的单位。 6.单位制：基本单位和导出单位一起就组成了一个 单位制 。 由于基本单位的选择不同，历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺、磅、秒制等单位制。 例题1．直接测量“国际单位制规定的三个力学基本物理量”，应选择下列哪一组仪器（　B　） A．刻度尺、弹簧秤、打点计时器 B．刻度尺、天平、秒表 C．量筒、测力计、秒表 D．量筒、天平、打点计时器 【详解】国际单位制规定的三个力学基本物理量为长度、质量和时间，所以直接测量的仪器为刻度尺、天平和秒表。 故选B。 例题2．雷诺数Re是流体力学中表征流体的特征的数之一，它是一个无量纲量（即没有单位的物理量）。已知雷诺数由四个变量决定：流体的流速v、流体的密度ρ、特征长度d，黏性系数μ。已知黏性系数μ的单位是，则下列雷诺数的表达式可能正确的是（ B   ） A． B． C． D． 【详解】根据，可知 A．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为 故A错误； B．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为 故B正确； C．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为 故C错误； D．若雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为 故D错误。 故选B。 二、国际单位制 如果采用不同的物理量作为基本量，或者虽然采用相同的基本量，但采用的基本单位不同，导出单位自然随之 不同 ，从而产生不同的单位制。 不同的地区使用不同的单位制，不方便交流。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 （Le Système International d′Unités，法文），简称 SI 。 在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量，对热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相应的基本单位外，还要加上另外四个基本量和它们的基本单位，才能导出其他物理量的单位。 P98 表 国际单位制的基本单位 P98 课本例题 我们看到，题中的已知量的单位都用国际单位制的基本单位表示时，计算的结果 也是 用国际单位制的基本单位表示的。既然如此，在统一已知量的单位后，计算过程中就 不必 写出各量后面的单位，只在数字计算式后面写出正确的单位就可以了。这样，上面的计算过程就可以写成 a ＝ ＝ m/ ＝ 2 m/ v＝ at ＝ 2×5 m/s ＝ 10 m/s x ＝ a ＝ ×2 ×25 m ＝ 25 m 答：因为体积的单位是，而π h计算出来的单位是显然不符。 P100 拓展学习——基本单位的定义 例题3．下列单位属于国际单位制中基本单位的是（　C　） A．N B．cm C．kg D．m/s 【详解】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、发光强度、物质的量；它们在国际单位制中的单位为基本单位，分别为m、kg、s、K、A、cd、mol。 故选C。 例题4．2024年4月28日，神舟十七号、神舟十八号航天员乘组在轨举行交接仪式。假设载人飞船在太空中有一段所受空气阻力与速度的三次方成正比，则阻力系数k的单位用国际单位制中基本单位来表示，正确的是（  B  ） A． B． C． D． 【详解】根据题述，阻力 力的单位为N，根据 则 速度的单位为m/s，则阻力系数k的单位用国际单位制中的基本单位表示为 故选B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$