第四章 4 力学单位制（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（教科版）

本讲义聚焦力学单位制核心知识点，涵盖基本单位、导出单位及单位制概念，国际单位制七个基本量与对应单位，以及单位制在推导单位、判断公式正误、简化计算中的应用。通过生活实例（速度比较）引出单位统一必要性，逐步构建从概念到应用的学习支架。 资料以生活情境引发问题培养科学探究意识，用表格清晰呈现基本量助建物理观念，例题设计强化科学思维中的科学推理能力。课中辅助教师教学，课后学生可回顾练习，有效查漏补缺，体现学科特色教学方法。

4　力学单位制 [学习目标]　1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念(重点)。2.知道国际单位制及七个基本量和对应的基本单位 (重点)。3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法(重难点)。4.掌握运算过程中单位的规范使用方法 (重点)。 一、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？ 答案　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。 1.基本量、基本单位 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基本量，它们相应的单位叫基本单位。 2.导出量、导出单位 由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫导出量，推导出来的相应单位叫导出单位。 3.单位制 基本单位和导出单位一起组成了一个单位制。 4.国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位 基本物理量 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，(Iv) 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。 例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。 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。 答案　基本量：EHIPT，国际单位：FJLNS，常用单位：GOQ；导出量：ADR，国际单位：BCM，常用单位：K 二、单位制的应用 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？ 答案　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。 例2　(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需要的地方。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＝ 答案　C 解析　根据题意可得p＝，所以动压的单位为，，的单位为，故A错误；的单位为kg·m/s2·kg/m3·m/s＝，故B错误；的单位为kg/m3·(m/s)2＝，故C正确；的单位为，故D错误。 例3　(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 答案　A 解析　根据表达式F＝6πηrv，得η＝，又因F＝ma，所以有η＝，代入各物理量的国际单位，所以η的单位用国际单位制的基本单位表示为kg·m－1·s－1，A正确。 例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 解析　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。 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。 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 答案　AB 解析　力的单位是根据牛顿第二定律定义的，故A正确；Hz、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位，故B正确；千克是国际单位制中力学的三个基本单位之一，故C错误；质量和时间的单位都是国际单位制中力学的基本单位，故D错误。 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 答案　A 解析　国际单位制中，基本单位共有7个，分别为：千克(kg)，米(m)，秒(s)，开尔文(K)，摩尔(mol)，安培(A)，坎德拉(cd)，故选A。 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) 答案　B 解析　由牛顿第二定律F＝ma可得1 N＝1 kg·m/s2，故选B。 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 答案　BD 解析　Δx＝1.2 cm＝1.2×10－2 m，根据Δx＝at2，得a＝ m/s2＝1.2 m/s2，故A错误，B正确；又因500 g＝0.5 kg，则F＝ma＝0.5×1.2 N＝0.6 N，故C错误，D正确。 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) 答案　BD 解析　将等式两边各物理量的国际单位制单位代入后进行单位运算，可知选项B、D可能正确。 学科网（北京）股份有限公司 $