4.4 力学单位制 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.4 力学单位制 第四章 运动和力的关系 ——身正心定 闳中博学—— 新教材人教版 物理（必修第一册） 张二朝 1.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.知道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.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.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 学习目标 课堂引入 小马过河 浅 深 为什么同一条河松鼠和老牛描述的深浅不一样呢？ “河水很深吗？” “水很浅，刚没过小腿，能蹚过去。” “小马！别过河！河水很深，会淹死你的，我的小伙伴就是在这条河里淹死的！” 用手测量一下课桌的长度有几拃？ “我们一起量一下课桌有几拃吧” “同样的课桌，为什么测量结果不一样？” 测量标准不一样 课堂引入 度——计量长短用的器具 量——测定计算容积的器皿 衡——测量物体轻重的工具 度量衡（dù liàng héng ），是指人们在日常生活中，用于计量物体长短、容积、轻重的统称。 思考：为什么要用统一的测量工具测量事物？ 一.中国古代的度量衡 　　1.“半夜三更”是指晚上的几点？ 　　“半夜三更”是指晚上11点到次日凌晨1点。 　　2.在《邹忌讽齐王纳谏》一文中提到，“邹忌修八尺有余”，按现在的市尺来说，邹忌的身高为2.6 m左右，他真的有这么高吗？ 　　邹忌是战国时期齐国的谋士，因此生存年代应为战国，按照战国尺与现代厘米的对应关系可知，邹忌的实际身高约为1.8 m。 　　3.古代提到的“半斤八两”又是怎么回事？ 　　我国古时采用1斤等于16两的十六进制，因此“半斤”就是“八两”。 思考与讨论 　　1.中国古代时间及时间单位的演化： 　　地球自转一周为一“太阳日”，昼夜即由此形成。其向阳之地面为昼，背阳地面则为夜。中国古代以十二个时辰来计算昼夜，以子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二地支来表示，每时辰分为八刻，又区分为上四刻，下四刻。这样，每个时辰相当于现代的两个小时，如巳时相当于9时到11时。另外，中国古代还有报更(又叫打更)的计时法。把夜间分为五更，相当于现代的晚上7点到9点为一更，9点到11点为二更，午夜11点到1点为三更，凌晨1点到3点为四更，凌晨3点到5点为五更。 　　2.中国古代长度及长度单位的演化： 　　中国古代的度量长度“尺”最早见于商代。传世商尺约合今16～17 cm。东周尺以相传1931年在河南洛阳金村古墓出土的铜尺与“商鞅量尺”互为佐证，可知一尺长约23 cm。西汉尺今出土有8支，实测其长度均在23～23.6 cm之间，平均每尺长23.2 cm。南朝每尺在24.5～25 cm；北朝尺长于南朝尺，后魏前尺长27.8 cm、中尺长28 cm、后尺长29.9 cm不等。隋代的尺长在30 cm左右。唐尺的长度多在29～30 cm之间。宋代沿袭唐制，官尺由太府寺掌造，主要用来征收布帛之用，故又称为三司布帛尺，每尺长约31.6 cm。 中国历史上各个朝代尺与现代厘米换算表 　　3.中国古代质量及质量单位的演化： 　　据《夏书·五字歌》《管子·杨权》《管子七法篇》等古书记载，夏代已经有了度量衡器具。商、周均建有度量衡制度。春秋战国时期，诸侯割据，度量衡混乱。秦统一全国后，立即发布统一度量衡制度诏书，沿用了商朝所制定的度量衡量值。这一量值从商鞅到东汉末年沿用了五百年。 　　三国时期，基本上沿用东汉的度量衡制度，但量值有所增长。两晋、南北朝时期，度量衡制度再度混乱，单位量值急剧增长，出现了“南人适北，视升为斗”的局面。隋文帝统一全国以后，再次统一度量衡。唐宋时期，度量衡基本上沿用隋制，制度严明，单位量值相对稳定。元代度量衡承袭唐制，单位量值比宋代又有增长。明代度量衡承袭前制。清朝度量衡基本上承袭明制，单位量值略有增长。 　　从秦到清的2 000多年间，度量衡制度及其量值不断演变。尺度由每尺合今23 cm增大到32 cm；容量由每升200 mL增大到1 000多mL，增长了4倍多；衡重由每斤250 g增大到600 g左右，增长了1倍以上。秦至民国，长度和容量皆为十进制，唯衡重不全是十进制。1959年，中华人民共和国国务院发布《关于统一计量制度的命令》，改1市斤为10市两，1市两等于50 g。 一.中国古代的度量衡 　　请大家回忆一下，我们在初中阶段都学过哪些力学的物理量？它们的单位分别是什么？ 　　质量(kg)、体积(m3)、密度(kg/m3)、时间(s)、长度(m)、速度(m/s)、加速度(m/s2)、力(N)、功(J)、功率(W)。 　　请大家寻找一下，这些物理量之间有什么关联？能不能试着将这些物理量的单位进行分类呢？ 　　有一部分物理量的单位是相互独立的，而其他物理量的单位可以通过前面几个相互独立的单位由公式推导得到。 二.国际单位制 阅读教材93页“基本单位”部分，并回答： (3)如何制定单位制？ (1)不同物理量的单位之间有什么联系？ (2)什么是基本单位、导出单位和单位制？ 二.国际单位制 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。 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，推导出来的相应单位叫作导出单位。 基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制。 m·s-1 m s m·s-1 s m·s-2 二.国际单位制 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。 长度： m、km、cm、mm 质量： kg、g、t 时间： s、h、min 基本量 基本单位 体积： m3、cm3 力： N （1N=1kg . m/s2） 速度： m/s、km/h、cm/s 加速度： m/s2、cm/s2 导出量 导出单位 单位制 基本量及基本单位 这些单位中哪些属于国际单位制中的单位？ =ma m/s 2 kg kg ·m/s 2 N 三.国际单位制的应用 = Fx m kg ·m/s 2 kg ·m2/s 2 J F W 1N=1kg ·m/s 2 1J=1kg ·m2/s 2 1N=1kg ·m/s 2 等式两边同除以kg 1N/kg=1m/s 2 1.推导物理量的单位 2.简化计算过程 一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7kg，在14N的水平恒力作用下，5s末的速度是多大？5s内通过的位移是多大？ v v0=0 F=14N x 解： ＝2m/s2 7kg 14N m F ＝ a＝ m F 7 14 ＝ a＝ ＝2m/s2 m/s2 V＝at＝2m/s2×5s＝10m/s V＝at＝2×5m/s＝10m/s x ＝ at2 ＝ ×2m/s2×25s2 2 1 2 1 ＝25m ＝25m x ＝ at2 ＝ ×2×25m 2 1 2 1 三.国际单位制的应用 3.检查物理关系式是否正确 小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为 。小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？ 体积V的单位是立方米（m3） 底面圆半径R的单位是米（m） 高h的单位是米（m） 代入公式 m3×m=m4 三.国际单位制的应用 四.国际单位制的变革 t 1791年米制的确立（法国）通过巴黎地球子午线的四千万分之一为一米 1889年制作了千克原器和米原器 1967年，秒：铯原子基态的两个超精细能级跃迁周期的一定倍数而定义。 2018年，千克、安培、开尔文和摩尔依据自然常数进行了重新定义。量子计量时代开始了。（千克由普朗克常量及米和秒共同定义) 1875年,成立了国际计量局，定期召开国际计量大会，并签署了《米制公约》。 1960 年,国际单位制SI确定，米是依据氪原子特定能级跃迁辐射在真空波长的一定倍数来定义的。 1983 年，米定义为光在真空中1/299792458秒时间内所经路径的长度。 四.国际单位制的变革 钱缩水了！高级数学题： 求证：1元=1分 证明：因为1元=100分 =10分×10分 =1角 ×1角 =0.1元×0.1元 =0.01元 =1分 证明完毕。 钱去哪了？ 对脸懵逼 问题出在哪了？ 很多老百姓都哭了… 因为，毫无破绽，稀里糊涂地钱就毛了…… 思考与讨论 即学即用 解：因为1元=100分 =10分×10分 =1角 ×1角 =0.1元×0.1元 =0.01元 =1分 证明完毕。 钱到底缩水了没有？ 问题到底出在哪个地方？ 给出正确的计算推理过程 合作探究 原来是单位的问题 10分×10分 =100分2 ≠100分 思考与讨论 1.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 例题 2.雨滴在空气中下落速度比较大时，受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即f＝kSv2.则比例系数k的单位是 A.N·s2/m3 B.N·s/m4 C.N·s2/m4 D.N·s4/m2 c 例题 3.有几名同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小与其质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中可能正确的是 D 把各物理量的单位都用国际单位表示，v的单位为m/s，a的单位为m/s2，F的单位为kg·m/s2，x的单位为m，t的单位为s，m的单位为kg，由此可解出A、B、C、D计算结果的单位分别为s、m2/s、kg·m/s、m，故A、B、C一定错误，D可能正确. 例题 课堂小结 单位制 基本单位 导出单位 1.米(m) 2.千克（kg） 3.秒（S） 4.安培（A） 5.开尔文（K） 6.坎德拉（cd） 7.摩尔（mol） 力学单位制中的三个基本单位 由基本单位推导出来的单位叫导出单位 基本量的单位 m/s、m/s2、 N、kg/m3 、 kg·m/s、kg · m2/s2 库仑、欧姆、瓦等 焦/千克等 电学 热学 热学 光学 国际单位制 (简称SI单位制) THANKS 谢谢 ——身正心定 闳中博学—— 人教版（2019） 物理（必修第一册） 由公式得k＝＝＝，C正确. A.x＝ B.x＝ C.x＝Ft D.x＝ $$