内容正文:
第四节 力学单位制
第四章 运动和力的关系
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1.物理观念:了解什么是单位制,知道力学中有几个基本量以及基本单位。
2.科学思维:知道力学中除了长度、质量、时间以外物理量的单位都是根据物理量之间的关系从基本单位中推导出来的导出单位
3.科学探究:知道国际单位制,能够根据物理量的定义或者物理关系来推导其他物理量的单位,能够认识统一单位的重要性和必要性
4.科学态度与责任:了解单位制在物理学中的重要意义,能在运算过程中规范使用物理单位,了解单位制能促进世界科技、文化的交流
教学目标
基本单位
我们知道,物理学送来离不开单位。任何一个物理量都由对应的单位,如果没有单位我们无法分辨出这个数字单表的是什么。比如黑板上写几个数字30,你非常明确的说出它指的是什么吗?
30
30
30
30
30
30
30
30
可能是30m
可能是30s
可能是30kg
可能是30A
可能是30C0
可能是30V
可能是30m/s
可能是30N
所以每一个表示某一个物理量的数字后面必须带对应的单位,我们才能知道这个数字代表的是什么
测量大象的质量时我们一般用的质量单位是:吨
测量人的质量时我们一般用的质量单位是:千克
买黄金时我们一般用的质量单位是:克
测量分子的大小时,我们一般用的长度单位是:纳米
测量一根头发的直径时,我们一般用的长度单位是:毫米
测量一张桌子的宽度时,我们一般用的长度单位是:厘米
测量撑杆长度时,我们一般用的长度单位是:米
测量地球的半径时,我们一般用的长度单位是:千米
测量恒星之间的距离时,我们一般用的长度单位是:光年
基本单位
我们分析学过的几个物理量的单位时发现一个经常出现的单位,比如
单位为 :出现了长度单位和时间单位
单位为 :出现了长度单位和时间单位
单位为 :出现了质量单位
单位为 1 :出现了质量单位长度单位 ,
时间单位
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,它们相应的单位叫作基本单位。
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,导出来的单位自然随之不同,从而产生不同的单位制。所以需要一个通用的统一单位制。
1889年第一节国际计量大会批准制造了高度和直径均为39mm的铂铱合金圆柱体。其质量规定为1kg
国际单位制
1983年国际计量大会上比准了米的定义方法。规定为:1米是光在正空中 时间所传播的路径的长度。
秒的定义:铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对用的辐射的9192631770个周期的持续时间为1s。目前测量时间的最准确的仪器为原子钟。
国际单位制
1960年第十一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
图为在2023年世界计量日中国主场纪念活动
国际单位制中的基本单位
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对应的基本单位。国际单位之中的基本量和基本单位如下表
物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号
长度 米
质量 千克(公斤)
时间 秒
电流 安培
热力学温度 开尔文
物质的量 摩尔
发光强度 坎德拉
导出单位
有些物理量的单位在基本单位的基础上推导出来的,所以叫作导出单位。
速度单位: 得
加速度单位: 得
力的单位: 得
压强单位: 得
密度单位:
例题1:在力学范围内,国际单位制中的基本量为 、 、
。相应的基本单位为 、 、 。
长度
质量
时间
米
千克
秒
例题2:给出以下物理量或单位,请按要求填空。
A.米 B.牛顿 C.加速度 D.米/秒2 E.质量
F.千克 G.时间 H.秒 I.位移 J.厘米2
K.千克/米3 L.焦耳
(1)属于基本单位的是________。
(2)属于导出单位的是_________。
(3)属于物理量的是_______。
AFH
BDJKL
CEGI
例题3:已知F=ma,其中F 表示作用在物体上的力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。则力的单位用国际单位制的基本单位表示应该是
( )
A.kg·m/s
B.kg·m/s2
C.N
D.N·s
B
例题4:质量m=200 g的物体以加速度a=20 cm/s2 做匀加速直线运动,则关于它受到的合力的大小及单位,下列运算既简洁又符合一般运算要求的是( )
A.F=200×20=4 000 N
B.F=0.2×0.2 N=0.04 N
C.F=0.2×0.2=0.04 N
D.F=0.2 kg×0.2 m/s2=0.04 N
B
例题5:我们把谁倒在桌子上,会发现表面部分总是弧面,或者变成小水球,这是液体表面张力得作用所引起的效果。表面张力系数,L是长度,是表面张力。则张力系数的单位用国际单位制中的基本单位表示为( )
A.N/m
B.kg·m/s2
C.kg/m2
D.kg/s2
D
例题6:2018年11月16日第26届国际计量大会通过了“修订国际单位制”决议,正式更新4项基本单位定义,新国际单位体系已于2019年5月20日世界计量日开始正式生效。下列不属于国际单位制中基本单位的是( )
A.千克
B.米
C.安培
D.牛顿
D
例题7:在国际单位制中,下列哪组单位属于力学的三个基本单位( )
A.瓦特、米、牛顿
B.千克、焦耳、米/秒
C.千克、米、秒
D.克、厘米、秒
C
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