4.4 力学单位制 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

“4.4力学单位制” 开始 菜单 环节一：导入 环节二：对单位制的理解 《三国演义》这样描写关羽：身长九尺，髯长二尺；面如重枣，唇若涂脂；丹凤眼，卧蚕眉，相貌堂堂，威风凛凛。 2.26米 3尺＝1m 你觉得关羽跟姚明比谁更高？ 环节二：对单位制的理解 国外历史上的长度 各个国家、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。 以长度为例：欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。在英国，1掌尺相当于7.62cm；在荷兰，1掌尺相当于10cm；英尺是8世纪英王的脚长，1英尺等于0.3048m。10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸，1英寸等于2.54cm。这位君王又别出心裁，想出了“码”这样一个单位。他把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91cm，定为1码。 环节二：对单位制的理解 中国不同历史时期的长度 我国亦有“伸掌为尺”的说法。三国时期王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝至清末的2000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0.2309m到0.3558m的变化，其差距相当悬殊。 史书记载关羽身高九尺，东汉时期的一尺相当于23厘米。即关羽的身高大概有207厘米，抛去误差，关羽的身高至少两米以上。 环节二：对单位制的理解 如图,某老师健身跑步的速度可以达6 m/s,某人骑自行车的速度为19 km/h。 仅凭所给两个速度的数值能否判断健身跑步的速度与骑自行车的速度的大小关系? 由于两个速度的单位不同,故不能直接比较它们数值的大小,应先换算成同一单位，再进行比较。 环节二：对单位制的理解 你知道哪些物理量和相应的单位？ 长度 时间 质量 速度 加速度 力 功 …… 单位重要吗？ g的单位：m·s-2？N·kg-1？ m, cm s kg, g m·s-1 m·s-2 N J …… 环节二：对单位制的理解 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，推导出来的单位叫作导出单位。 基本单位和导出单位一起组成了单位制。 m·s-1 m s m·s-1 s m·s-2 环节三：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。 在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量。 环节三：国际单位制 物理量名称 物理量符号 基本单位 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(Iν) 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基本单位。 国际单位制的基本单位： 国际单位制的导出单位举例： 物理量名称 单位名称 单位符号 用基本单位表示 速度 米每秒 m·s-1 m·s-1 加速度 米每二次方秒 m·s-2 m·s-2 力 牛[顿] N 能量，功 焦[耳] J 功率 瓦特[瓦] W kg·m/s2 kg·m2/s2 1 kg·m2/s3 环节三：国际单位制 　国际单位制是1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，简称SI。2018年11月16日，第26届国际计量大会(CGPM)通过了关于“修订国际单位制(SI)”的决议，根据决议，国际单位制基本单位中的4个——千克、安培、开尔文、摩尔分别改由普朗克常量、基本电荷常数、玻尔兹曼常数、阿伏伽德罗常量定义，尽管这些单位的大小不会发生变化——1千克还将是原来的1千克，但修订后的4个单位将与秒、米和坎德拉一起，共同提高国际单位制的整体稳定性和实用性。该决议已于2019年5月20日正式生效。 例1 我们在学习和生活中会接触到下列一些物理量和单位： A.功； 　B.米/秒； C.牛顿； D.加速度； E.质量；　F.秒； G.厘米； H.长度； I.时间； 　J.千克； K.千米/小时； L.米； M.焦耳； N.安培； O.光年； P.电流； Q.吨； 　R.密度； S.摩尔； T.热力学温度。 将上述的物理量或单位进行分类，并将对应的字母代号填入下面对应的方框中。 EHIPT FJLNS GOQ ADR BCM K 环节四：单位制的应用 小红说，从单位关系上看，这个公式是错误的。他的根据是什么？ 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 R h 　(2024·遂宁市高一阶段练习)如图所示，我国空军紧急出动运－20等运输机，将全国人民支援的物资及时送达抗疫前线。运输机的升力为FL＝CLpS(其中p为飞行动压、S为机翼面积，CL是一个无单位升力系数)。若用ρ表示空气的密度，m表示飞机的质量，v表示飞行速度，F表示飞机发动机推力，你可能不会计算飞机飞行时的动压p，但你可根据所学的物理知识和方法进行分析，判断出下列飞行动压p的表达式合理的是 A.p＝ B.p＝ C.p＝ D.p＝ 例2 √ 　 (2024·成都市高一期末)小明在自学流体力学时，看到了斯托克斯黏滞公式：在黏性流体中以速率v运动的半径为r的小球所受到的黏滞阻力大小为F＝6πηrv，公式中η为黏性系数。若采用国际单位制的基本单位来表示η的单位，则其单位是 A.kg·m－1·s－1 B.N·m－2·s C.N·m－2·s－1 D.kg·m－3·s－1 例3 √ 　光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是700 g，在1.4 N的水平恒力作用下开始运动。那么，5 s末物体的速度大小是多少？5 s内它的位移大小是多少？ 例4 根据牛顿第二定律，物体的加速度a＝＝2 N/kg＝2 m/s2 5 s末物体的速度v＝at＝2 m/s2×5 s＝10 m/s 5 s内物体的位移 x＝at2＝×2 m/s2×25 s2＝25 m 上述计算过程可简化为 a＝ m/s2＝2 m/s2 v＝at＝2×5 m/s＝10 m/s x＝at2＝×2×25 m＝25 m。 解题过程中就没有必要一一写出各个物理量的单位，只要在表达式末尾写出所求量的单位就可以 环节四：单位制的应用 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。 环节四：单位制的应用 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，Ff＝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。 环节五：基本单位的定义 铯—133原子基态的时两个超精细能级间跃迁对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间为1s. 原子钟 1.秒的定义： 环节五：基本单位的定义 光在真空中 时间间隔所经路径的长度。 2.米的定义： 该定义是在1983年国际计量大会上批准的。 环节五：基本单位的定义 国际千克原器的质量为1千克 2018年，第26届计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义， 1 kg ＝ h/6.62607015×10-34 m2 ·s-1 3.千克的定义： 铂铱合金制成的国际千克原器 环节五：基本单位的定义 环节六：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) 巩固练习 1.(多选)(2024·成都市高一阶段练习)在国际单位制中，下列说法中正确的是 A.力的单位是根据牛顿第二定律定义的 B.Hz、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位 C.千克是国际单位制中力学的三个基本物理量之一 D.质量和时间都是国际单位制中力学的基本单位 √ √ 2.(2024·南充市高一期中)下列物理量单位属于国际单位制中基本单位的是 A.m B.m/s C.m/s2 D.kg·m/s2 √ 3.(2024·攀枝花市高一期末)下列单位中，与“牛顿”表示同一物理量单位的是 A.kg·m/s B.kg·m/s2 C.kg/(m·s) D.kg/(m·s2) √ 4.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力的大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是 A.a＝ m/s2＝120 m/s2 B.a＝ m/s2＝1.2 m/s2 C.F＝ma＝500×1.2 N＝600 N D.F＝ma＝0.5×1.2 N＝0.6 N √ √ 5.(多选)用国际单位制验证下列表达式，其中可能正确的是 A.x＝at(x为位移、a为加速度、t为时间) B.a＝μg(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度) C.F＝m(F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径) D.v＝(v为速度、R为半径、g为重力加速度) √ √ Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $