4.4 力学单位制 课件 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦力学单位制，系统梳理基本物理量、单位分类、国际单位制及应用。通过1983年波音客机单位制事故情境导入，衔接运动和力的关系，搭建从物理量到单位体系的学习支架。 其亮点在于融合情境案例与问题探讨，通过例题变式、思维导图解析单位推导，培养科学思维与探究能力。如利用单位制验证圆锥体积公式错误，规范计算过程。助力学生深化物理观念，教师可高效开展单位制教学。

第四章 运动和力的关系 4 力学单位制 1 返回目录 2 知识详解 知识点1 基本单位 1 物理量单位之间的关系 物理学的关系式，如, ，在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理 量的单位之间的关系。 2 基本量和导出量 （1）基本量：在物理学中，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。 （2）导出量：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。 在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量，其他均为导出量。 教材帮 返回目录 3 3 基本单位和导出单位 （1）基本单位：所选定的基本物理量的单位。 ①物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位。 ②在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。 基本量 基本单位 长度 毫米、米、千米 等。 质量 克、千克、吨 等。 时间 秒、分钟、小时 等。 （2）导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 例如速度的单位、加速度的单位 ，均为导出单位。 教材帮 返回目录 4 例1 现有以下物理量或单位，按照要求选择填空： A.密度 B.米/秒 C.牛顿 D.加速度 E.质量 F.秒 G.米 H.长度 I.时间 .千克 （1）属于物理量的是________； 【解析】属于物理量的是A、D、、、 。 （2）基本量是_____； 【解析】基本量是、、 。 （3）作为基本单位的是_____，属于导出单位的是____。 【解析】作为基本单位的是、、 ，属于导出单位的是B、C。 【解析】力学中的基本量分别是长度、质量、时间，其单位为基本单位。 教材帮 返回目录 5 问题探讨 为什么规定力学中的长度、质量、时间的单位为基本单位？ 联系物体自身属性的量（质量）、反映空间尺度的量（长度）和时间与物体 受力后的运动变化联系得最密切、最普遍、最基本。 教材帮 返回目录 6 知识点2 国际单位制 情境助学 1983年7月23日，一架刚交付4个月的波音767客机在飞往目的地的途中因 燃油耗光而失去动力，只好迫降。事故的原因是将英制单位误认为公制单位,仅装载 了约需燃油的一半,这是一个因单位制不同而引发的事故。 1 单位制 （1）基本单位和导出单位一起组成了单位制。 （2）由于基本单位的选择不同，历史上出现了不同的单位制。现在，我们还时常用 不同的单位制来表达物理量，如距离用米或千米，质量用克、千克或吨。 教材帮 返回目录 7 2 国际单位制 （1）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 。 （2）国际单位制中七个基本量及基本单位。 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］ A 热力学温度 开［尔文］ 物质的量 , 摩［尔］ 发光强度 , 坎［德拉］ 教材帮 返回目录 8 例2 ［多选］关于下面物理量和单位的说法正确的是( ) BC ①密度 ②牛 ③米每秒 ④加速度 ⑤长度 ⑥质量 ⑦千克 ⑧时间 A.属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧ B.属于国际单位制中基本单位的是⑦ C.属于国际单位制单位的是②③⑦ D.属于国际单位制单位的是④⑤⑥ 【解析】密度、加速度、长度、质量和时间不是单位的名称，而是物理量的名称。 千克是国际单位制中的基本单位，牛、米每秒是国际单位制中的导出单位，都属于 国际单位制单位。故答案为B、C。 教材帮 返回目录 9 练 变式1 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( ) C 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,因此可用刻度 尺、天平、秒表进行测量，C项正确。 教材帮 返回目录 10 知识点3 单位制的应用 1 简化计算过程的单位表达 在物理计算中，如果所有已知物理量都用国际单位制中的单位来表示，计算结果也 必定是用国际单位制中的单位来表示的。因此，在计算过程中不必把各物理量的单 位一一代入，只要在式子末尾写出所求物理量的单位即可，从而使计算简便。 2 推导物理量的单位 物理公式在确定了各物理量的数量关系时，也确定了各物理量的单位关系，所以可 以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。 教材帮 返回目录 11 3 判别比例系数的单位 由公式中物理量的单位关系，可判别公式中比例系数的单位的有无，如公式 中的单位为,中 无单位,中 无单位。 4 验证结果 在解题时可以用单位制粗略地判断结果是否正确，若单位不正 确，结果一定错误 （物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。）。如 某同学写出高为、底面半径为的圆锥的体积公式为 ，根据物理量与单 位对应关系知体积的单位为，而的单位为 ，显然不是体积的单位，说明 公式有误。 教材帮 返回目录 12 例3 一物体在的外力作用下，产生 的加速度，求该物体的质量。下面有 几种不同的求法，其中单位运用正确、简捷而又规范的是( ) D A. B. C. D. 【解析】带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要正确；也可以把 题中已知量的单位都用国际单位制单位表示，计算时在每个式子和结果后面写出正 确单位即可。 A、C项均错误，B项解题过程正确，但不简捷，只有D项单位运用正确，且过程简 捷、规范,故选D。 教材帮 返回目录 13 知识点4 单位制中的几组易混概念的辨析 1 单位与单位制的关系 物理学中为了对“量”进行测量和比较,建立的单位有基本单位和导出单位，基本单位 和导出单位所组成的一系列完整的单位体制叫单位制。 2 物理量与物理单位的关系 物理量是为了描述物理现象或规律而引入的，为了比较物理量的大小，或对“量”进 行测量而建立了单位。如为了描述运动的快慢而引入了“速度”这个物理量，规定其 单位为“ ”后就可以比较速度的大小了。 教材帮 返回目录 14 3 基本单位与国际单位制单位的关系 基本单位是基本量的单位，不一定是国际单位制单位，如“ ”是基本单位而非国际 单位制单位，而国际单位制单位也可以是导出单位而非基本单位，如“ ”是国际单位 制单位但不是基本单位。 教材帮 返回目录 15 4 力学基本单位与导出单位的关系 教材帮 返回目录 16 5 物理公式与数学公式的区别 （1）数学公式只表示数量关系，很少涉及各物理量间的单位；物理量不但有大小， 还有单位，因此物理公式不仅表示各物理量间的数量关系，而且包含单位关系。例 如，由牛顿第二定律可知， 。 （2）许多物理公式，不仅表示各物理量间的大小关系，而且还表示方向关系，例如， 根据 可知，物体加速度的方向与其所受合力的方向相同，忽视这一点，就容 易犯错误。 教材帮 返回目录 17 例4 ［多选］下列说法正确的是( ) BCD A.在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位 B.因为力的单位是牛顿，而 ，所以牛顿是导出单位 C.各物理量采用国际单位制单位，通过物理公式得出的最终结果的单位一定为国际 单位制单位 D.物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系 【解析】力不是力学中的基本量，所以它的单位“牛顿”不是力学中的基本单位。力 学中的基本单位是千克、米、秒，其他单位都是导出单位。结合单位制相关知识， 可知B、C、D正确。 教材帮 返回目录 18 例5 下列关于单位制的说法正确的是( ) C A.在国际单位制中，速度、质量、时间 是基本量 B.在国际单位制中，牛顿、千克、秒 是基本单位 C.只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是 D.一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系 【解析】在国际单位制中，质量、时间是基本量，而速度 不是基本量，故 A错误；在国际单位制中，千克、秒是基本单位，牛顿 是导出单位，故B 错误；牛顿第二定律的一般形式为，只有在国际单位制中， 才等于1，牛 顿第二定律的表达式才是 ，故C正确；一般来说，物理公式在确定了各物理 量间的数量关系的同时，也确定了单位关系，故D错误。 教材帮 返回目录 19 解题突破 题型1 判断比例系数或物理量的单位 解题通法 由物理公式判断物理量的单位 物理公式在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量的单位之间的关 系。解决此类问题的关键是在同一单位制下，根据公式进行正确推导。 例6 橡皮筋跟弹簧一样，在弹性限度内弹力的大小与伸长量成正比，即, 的值与橡皮筋的长度、横截面积有关，理论与实践都表明，其中 是一个 由材料决定的常数，材料学上称之为杨氏模量。在国际单位制中，杨氏模量 的单位 是( ) D A. B. C. D. 方法帮 返回目录 20 方法帮 返回目录 21 图4-4-1 练变式2 力矩是表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。 如图4-4-1所示，秤杆水平时秤砣的重力与 的距离的乘积即秤砣重 力的力矩。力矩的单位用国际单位制中的基本单位可以表示为 ( ) C A. B. C. D. 【解析】重力的力矩 ，所以力矩的单位为 ，故C正确，A、B、D错误。 方法帮 返回目录 22 题型2 利用单位制验证物理问题 解题通法 利用单位检验正误的方法 单位制是为了测量、比较物理量的大小而建立的。在进行物理推导时，最终结果往 往是一个表达式，若很难判断其正误，可将全部物理量的国际单位制单位代入式中， 对单位进行运算，若得到的单位不是所求物理量的国际单位制单位，结果就一定是 错误的。如果单位一致，那么等式就可能是成立的。 方法帮 返回目录 23 例7 研究发现，声音在气体中的传播速度仅取决于气体的压强、密度及某些常数 （没有单位），某人根据单位制的知识推导出了计算气体中声速的公式，并计算出 声音在压强为、密度为和压强为 、密度为 的两种气体中的声速之比，则下列比例正确的是( ) B A. B. C. D. 方法帮 返回目录 24 方法帮 返回目录 25 【解析】由单位制知识建立声速表达式，等号左边为声速，国际单位制单位是 ； 等号右边包含密度 ，国际单位制单位是，压强的国际单位制单位是 ，又 ，，整理后的单位为 。等号两边的单位 要统一，即与 经过某种运算后所得的单位应该与声速的单位 一致。我们观 察与 的单位，很容易看出的单位就是，所以气体中声速的公式为 ， 其中为常数，没有单位。将题中数据代入公式，则 。故选B。 方法帮 返回目录 26 练 变式3 物理学中有些结论不一定要通过计算才能验证，有时只需通过一定的分析 就能判断结论是否正确。根据流体力学知识，喷气式飞机喷出气体的速度 与飞机发 动机燃烧室内气体的压强、气体密度 及外界大气压强 有关。试分析判断下列关 于喷出气体的速度的倒数 的表达式正确的是( ) A A. B. C. D. 方法帮 返回目录 27 【解析】A、B选项右侧单位为 ,是 速度倒数的单位，结合实际情况，内外压强差越大，喷气速度越大，可知A正确，B 错误；C选项右侧单位为 ,不是速度倒数的单 位，C错误；D选项右侧单位为 ,不是速度 倒数的单位，D错误。 方法帮 返回目录 28 考向追踪 考向 考查单位制的应用 例8 (2023·辽宁卷)安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段 长度分别为和、电流大小分别为和的平行直导线间距为 时，相互作用力 的大小可以表示为。比例系数 的单位是( ) B A./ B. C. D. 高考帮 返回目录 29 练 变式4 ［同源题］(2026·四川成都七中期末) 随着电池和电机技术的进步，国产新能源汽车在加速性能方面表现出色。研究汽车 加速时，会引入一个新物理量来表示加速度随时间变化的快慢，即 。该物 理量的单位可表示为( ) B A. B. C. D. 高考帮 返回目录 30 选项 分析 正误 A 根据可知的单位为，与 的单位不一致。 B /，与 的单位一致。 √ C 是的倒数，与 的单位不一致。 D ，与 的单位不一致。 高考帮 返回目录 31 $