4.4 力学单位制 课件 -2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件聚焦“力学单位制”，通过“千克的艰辛稳定之路”情境导入和速度单位比较问题，引导学生从生活实例感知单位统一的必要性，逐步构建基本量、导出量及国际单位制的概念框架，形成从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过单位制推导（如加速度、力的单位）、公式正误判断（圆锥体积公式）等实例，培养学生科学推理与质疑能力。课堂小结系统梳理国际单位制7个基本单位及导出单位，结合例题解析强化应用，助力学生深化物理观念，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

我叫千克，我终于不心虚了，因为我的新定义变成了宇宙统一标准，终于不再变动。我等这一天等的太久了。1795年我在法国出生，当时科学家给我的定义是在冰融化时的温度下，一升水的绝对重量。金融化石是多少度？你先写个零摄氏度吧，凑合凑合，要是能凑合的，我很心虚。果然没过几年。科学家就变卦了，冰融化时的状态不太稳定，如此一来，水的重量也难确定，千克就不准了呀。不如换成一升水在密度最大时的质量怎么样？这个好歹准一些。就这样，我的标准被改了为了测量方便，科学家们还以此为准，做了个唇薄的千克原漆作为我的基准器。听说是耐腐蚀，我就不会再变了，这真的能行，我很心虚，科学家们也在为我担忧。1889年，为了我的稳定性，在第一次国际计量大会上，科学家们重新给我指定了一个博弈合金的千克元气。听说这个博弈合金高硬度、高熔点、高耐蚀性，品质有保证。我还住进了法国巴黎国际计量局的地下室，有三层玻璃灯罩保护着。这次总算靠谱了吧。涉及到心虚的日子远没有结束。每40年，专家都会从地下室把我取出来进行清洁，并和其他几十个副本进行比较，每量一次就发现我比其他副本更轻一些。这一百多年居然掉了50微克，这你敢信？你以为50微克没啥？但在纳米技术、生物医药等前沿领域，50微克可以说是重于泰山。而且作为一个基本单位，我的不稳定会影响到整个物理世界的计量准确性、衡量力大小的单位，牛顿就要用我去定义。我变了，牛顿就得跟着变。牛顿变了，测能量的叫儿也得变，这变起来就没完了。不过，事情有了转机，2018年11月16日，第26届国际计量大会后，科学家们总算是想出办法了。这回不整虚的，以后一升水。金属块啥的咱都不考虑了。你的新基准是普朗克常数，这是量子物理学中一个基本常数，它就像真空中的光速一样绝对不变。松子千克你就不用再依赖于任何食物，放之宇宙而皆准。就算到了火星上，你也和现在。一样不差分毫。我这回是真踏实。了不继续的感觉真好。 力学单位制 第四章　牛顿运动定律 掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法 3 重难点 2 知道国际单位制及其中的七个基本量和对应的基本单位 1 结合物理量关系理解基本单位、导出单位和单位制的概念 重点 重点 4 掌握运算过程中单位的规范使用方法 重点 情景导入 对单位制的理解 一 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。 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。 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? 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 …… 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 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 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。国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位： 国际单位制 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 (1)单位制包括基本单位和导出单位。(　　) (2)国际单位制中的基本单位只有秒、米、千克。 (　　) (3)在物理量的运算中物理量的单位可以随意选取。 (　　) (4)N是国际单位制的导出单位。 (　　) (5)单位制就是国际单位制。 (　　) × √ √ × × 辨析 1.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。 例题 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 单位制的应用 二 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公式为V=πR3h。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? 由V=πR3h,可得V的单位是m4,与体积的国际单位m3相矛盾,说明该公式是错的。 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 √ 例题 3.(2024·湖南岳阳一中期末)在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时,一个同学解得某物体位移的表达式如下,请你用单位制的知识判断,下面结果可能正确的是 A.(t1+t2) B.(+) C.(t1+t2) D.(t1+t2) √ 4.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? 答案　10 m/s　25 m 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。 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。 总结提升 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,f=μN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。 总结提升 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) 由公式得k=,则其单位为=,C正确。 (t1+t2)用单位制表示为 s=m/s,不是位移的单位,A错误; (+)用单位制表示为 s2=m,是位移的单位,B可能正确; (t1+t2)用单位制表示为 s=kg·m2/s3,不是位移的单位,C错误; (t1+t2)用单位制表示为 s=,不是位移的单位,D错误。 Keep Thinking! $