4.4 力学单位制 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件围绕“力学单位制”，系统讲解基本单位、导出单位及国际单位制，通过“拃测课桌长度”和“1米=0.01米”错误推导导入，搭建从生活问题到概念建构再到应用拓展的学习支架。 其特色在于以问题驱动激发科学探究兴趣，通过实例分析与逻辑推理建构单位制模型（科学思维），结合秒、米、千克的现代定义渗透科学本质观（科学态度）。多样练习题助学生深化物理观念，教师使用可提升教学效果。

必修一 4.力学单位制 第四章 运动和力的关系 授课教师：YANG 拃的大小不样，测量标准不一样，测量结果也就不一样，由此可见， 选择不同的标准对我们的实际生活也有一定的影响。 “同样的课桌，为什么测是结果不一样?” “我们一起量一下课桌有几拃吧” 用手测量一下课桌的长度有几拃? 新课引入 数学奇才 1米=100厘米 100厘米=10厘米×10厘米 10厘米×10厘米=0.1米×0.1米 0.1米×0.1米=0.01米 最后证得：1米=0.01米 虽然我不懂，但是总觉得哪里不对 新课引入 物理学的关系式: 不仅能确定物理量间的关系，也可以确定物理量的单位间的关系。 m m/s s m/s s m/s 2 F=ma m/s 2 kg kg ·m/s 2 N 物理量具有明确的定义和物理意义，可以用不同的方法测量，测量的结果用数值和相应的单位来表示。不同物理量之间具有不用的关系式： 一、基本单位—物理关系式的意义 1. 基本量与基本单位：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之 间的 推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫作 ⁠ ，它们相应的单位叫作 ⁠。 2. 导出量与导出单位：由基本量根据 ⁠推导出来的其他物理量 叫作 ，推导出来的相应单位叫作 ⁠。 3. 单位制： 单位和 单位一起就组成了单位制。 关系　 基本 量　 基本单位　 物理关系　 导出量　 导出单位　 基本　 导出　 一、基本单位—单位制 、 cm/s2 …… 基本单位 导出单位 N 、g 、mg …… 、min、hour … m kg s 、 km/h …… 、 g/cm3 …… m/s m/s2 kg/m3 长度： 质量： 时间： 速度： 加速度： 力： 密度： 、 kg·m/s2 、km 、cm…… 单 位 制 问题：不同地区间的单位不同时，如何进行交流？ 一、基本单位—力学中的常见单位 1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI。 在力学中，国际单位制规定: 长度、质量、时间为基本量 米(m)、千克(kg)、秒(s)为基本单位 二、国际单位制—力学中的常见单位 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l ____ m 质量 m ______(公斤) kg 时间 t ____ 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 米 千克 秒 二、国际单位制—七个基本量和基本单位 【易错辨析】 1. 物理量的单位均可以互相导出。 （　×　） 2. 一个物理量的单位若用两个或两个以上的基本单位的符号表示，这个物 理量的单位一定是导出单位。 （　√　） 3. 在力学的分析计算中，只能采用国际制单位，不能采用其他单位。 （　×　） 4. 力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒。 （　√　） × √ × √ 二、国际单位制—练习 【例题】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？ 物理情景 v v0=0 F=14N x 解： ＝2m/s2 7kg 14N m F ＝ a＝ V＝at＝2m/s2×5s＝10m/s x ＝ at2 ＝ ×2m/s2×25s2 2 1 2 1 ＝25m m F 7 14 ＝ a＝ ＝2m/s2 m/s2 V＝at＝2×5m/s＝10m/s ＝25m x ＝ at2 ＝ ×2×25m 2 1 2 1 统一单位制后 二、国际单位制—练习 (1)秒的定义： 铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631 770个周期的持续时间为1 s。现在测量时间的最精准仪器是原子钟。 拓展学习 (2)米的定义： 光在真空中 时间间隔所经路径的长度。 拓展学习 (3)千克的定义： 国际千克原器的质量为1千克 。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂铱合金制成的圆柱体，高度和直径均为39 mm。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/6.62607015×10-34m2 ·s-1 拓展学习 力学单位制 基本单位 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。 定义 七个 被选定为基本量的单位叫基本单位 米、千克、秒、安、摩尔、开尔文、坎德拉 导出单位 由基本量根据物理关系导出的其他物理量的单位叫导出单位 课堂总结 【例1】　（基本量与基本单位）（2025·广东广州高一上期末）关于单位 制及其应用，下列说法正确的是（　　） A. 时间是基本单位 B. 长度、质量都是力学范围中的基本物理量 C. kg、km、s都是国际单位制中的基本单位 D. m、m/s都是导出单位 √ 解析：时间是物理量，故A错误；力学范围中的三个基本量是时间、长 度、质量，故B正确；kg、s是国际单位制中的基本单位，km是长度单位， 但不是国际单位制中的基本单位，故C错误；m是国际单位制中的基本单 位，m/s是导出单位，故D错误。 课堂练习 【例2】　（单位制的理解）现有下列物理量或单位，按下面的要求填 空。（填序号字母） （1）属于物理量的是 ⁠。 解析：题中所有选项中，属于物理量的是：密度、加速度、质量、长度、 时间，故此空填“A、D、E、H、I”。 （2）在国际单位制中，作为基本量的物理量的是 ⁠。 解析：在国际单位制中，作为基本单位的物理量有：质量、长度、时间， 故此空填“E、H、I”。 A、D、E、H、I　 E、H、I A. 密度　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 课堂练习 （3）在物理量的单位中不属于国际单位制中单位的是 ⁠。 解析：题中所给的单位中，不属于国际单位制中单位的是厘米，故此空填 “G”。 （4）在国际单位制中属于基本单位的是 ，属于导出单位的 是 ⁠。 解析：在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克，属于导出单位的是米/ 秒和牛顿，故应填“F、J”；“B、C”。 G F、J B、C A. 密度　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 课堂练习 易错提醒 单位制理解的两个常见误区 （1）只用一个符号表示的单位不一定是基本单位，例如牛顿（N）、焦耳 （J）、瓦特（W）等都是导出单位。 （2）是国际单位的不一定是基本单位。基本单位只是组成国际单位制的 一小部分，在国际单位制中，除七个基本单位以外的单位都是导出单位。 课堂练习 【例3】　（简化计算过程的单位表达）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 解析：在物理计算中，如果各物理量的单位都统一用国际单位制中的单 位，则最后结果的单位也一定是国际单位制中的单位。 √ 课堂练习 方法技巧 　　为了使代入数据时表达式简洁，计算时习惯上把各物理量单位统一成 国际单位，只要正确应用公式，计算结果也必定是国际单位。 课堂练习 【例4】　（利用单位制检验表达式正误）在解答一道由字母表达结果的 计算题中，一个同学解得位移x＝（t1＋t2），其中F、m、t分别表示力、 质量和时间。用单位制的方法检查，这个结果（　　） A. 可能是正确的 B. 一定是错误的 C. 如果用国际单位制，结果可能正确 D. 用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确 √ 课堂练习 解析：位移x的国际单位是米，由（t1＋t2）得·s＝·s＝ m/s。所给等式左边单位是长度单位，而右边单位是速度单位，所以结 果一定是错误的。选用的单位制不同，只影响系数，故选项B正确，选 项A、C、D错误。 课堂练习 1. （基本单位和国际单位制）在下列几组仪器中，能直接用来测量国际单 位制中三个力学基本物理量的是（　　） A. 弹簧测力计、秒表、刻度尺 B. 弹簧测力计、秒表、天平 C. 刻度尺、天平、秒表 D. 弹簧测力计、刻度尺、天平 解析：　国际单位制规定的三个力学基本物理量为长度、质量、时间， 因此可分别用刻度尺、天平、秒表进行测量，C正确。 √ 课堂练习 2. （基本单位和国际单位制）我们已经学过物体的质量m与它的重力G的 关系：G＝mg，其中“g”通常取9.8牛顿/千克。下列与单位有关的说法正 确的是（　　） A. “牛顿/千克”与“米每二次方秒”是等价的 B. 牛顿/千克是“g”的国际单位中的基本单位 C. 牛顿是力在国际单位制中的基本单位 D. 1牛顿是指使质量为1 kg的物体产生9.8 m/s2的加速度所需要的力 √ 课堂练习 解析：从公式上看“牛顿/千克”与“米每二次方秒”是等价的，A正确；牛顿/千克是“g”的国际单位中的导出单位，B错误；牛顿是力在国际单位制中的导出单位，C错误；1牛顿是指使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度所需要的力的大小，D错误。 课堂练习 3. （单位制的应用）物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强，其定 义式为p＝，它的单位是帕斯卡（Pa），是一个导出单位。在国际单位制 中，力学的基本单位有：千克（kg）、米（m）、秒（s），用上述单位表 示压强的单位应为（　　） A. kg·m·s2 B. kg/（m·s2） C. kg·m2·s2 D. kg/（m2·s2） 解析：压强定义式为p＝，它的单位是帕斯卡（Pa），根据牛顿第二定律F＝ma知，1 N＝1 kg·m/s2，而面积S的单位是m2，所以1 Pa＝1 kg/（m·s2），故B项正确。 √ 课堂练习 4. （单位制的应用）（2025·广东东莞高一期末）已知力的单位用国际单 位制的基本单位表示为1 N＝1 kg·m·s－2，假设载人飞船在升空过程中有一 段所受空气阻力与速度的二次方成正比，即f＝kv2，则阻力系数k的单位用 国际单位制中基本单位表示，正确的是（　　） A. kg·m B. kg·m2 C. kg·m－1 D. kg·m－2 解析：根据f＝kv2，可得k＝，可知阻力系数k的单位用国际单位制中基本单位表示为＝kg·m－1，故选C。 √ 课堂练习 $