第四章 4. 力学单位制-【新课程能力培养】2026-2027学年高中物理必修第一册学习手册（人教版）

高中物理必修第一册（人教版）】 情境拓展 太空舱中可采用动力学的方法测物体的 质量。如图所示，质量为m的物体A是可 同时测量两侧拉力的力传感器，待测物体B 连接在传感器的左侧。在外力作用下，物体 A、B和轻绳组成的系统相对桌面开始运动， 4.力学 知识梳理 知识点1基本量、基本单位和导出单位？ 1.物理学的关系式在确定物理量之间的数量 关系的同时也确定了物理量的单位关系。 2.基本量：先选定几个物理量，由这些物 理量的单位利用物理量之间的关系就能 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。 3.基本单位：基本量的单位。例如长度、 质量、时间的单位。 4.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、 加速度的单位。 川知识点2单位制和国际单位制 1.单位制。 和 一起组成了单位制。 68)学 N 稳定后力传感器左、右两侧的读数分别为 F,、F2,由此可知待测物体B的质量为 力传 感器 情境拓展题图 单位制 2.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，简称SI。 3.国际单位制的基本单位。 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 ( 米 m 质量 m 千克（公斤） kg 时间 t 秒 电流 安[培] 热力学温度 T 开[尔文] K 发光强度 1,() 坎[德拉] ed 物质的量 n,(v) 摩[尔] mol 要点突破 川要点1对单位制的理解 1.国际单位制中的基本量。 国际单位制中选定长度()、质量 (m)、时间(t)、电流()、热力学温 度(T)、发光强度(I)、物质的量(n) 七个量为基本量。 2.国际单位制中的力学单位。 (1)基本单位： 长度(l),单位：m;质量(m),单 位：kg；时间（t),单位：so (2)常用的导出单位： 速度()，由公式u=导出，单位： △t m/s; 加速度(a),由公式a=A导出，单 △t 位：m/s2; 力(F),由公式F=ma导出，单位： N(或kg·m/s2)。 此外还有功、功率、压强等。 例1下列有关力学单位制的说法正确的是 () A.在有关力学的分析计算中，只能采用国 际单位制，不能采用其他单位制 B.力学单位制中，选为基本单位的物理量 有长度、质量和速度 C.力学单位制中，采用国际单位制的基本 单位有千克、米和牛 D.单位制中的导出单位可以用基本单位来 表达 思路点拨 七个基本物理量（基本单位），其 他都是导出量（导出单位）。 B变式训练① (多选)关于力学单位制，下列说法 第四章运动和力的关系。 正确的是（) A.kg、m/s、N是导出单位 B.kg、m、s是基本单位 C.在国际单位制中，质量的单位可以是 kg,也可以是g D.只有在国际单位制中，牛顿第二定律的 表达式才是F=ma 要点2单位制的应用 1.单位制可以简化计算过程。 在利用物理公式进行计算时，为了在代 入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各 个量换算到同一单位制中，这样计算时就不 必一一写出各量的单位，只要在所求结果后 写上对应的单位即可。 2.推导物理量的单位。 物理公式在确定各物理量的数量关系 时，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=x中 k的单位为N/m,F=uF、中无单位。 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。 例2（多选）有几名同学在一次运算中， 得出了某物体位移x的大小同其质量m、速 度v、作用力F和运动时间t的关系式分别 如下，其中一定错误的是（) 学( 69 高中物理必修第一册（人教版) A.x=2a B.x=F mv 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 C.x=FL D.& 2F 单位制，结果可能正确 思路点拨 情境拓展 因为等式两边单位应一致，所以根 据物理公式及单位制化简右侧式子得最 6G是一个概念 简单位，比较左右单位是否一致。 性无线网络移动通 信技术，也被称为 变式训练2 第六代移动通信技 情境拓展题图 术。太赫兹（THz)》 在解一道计算题时（由字母表达结果的 频段是6G重点研究的通信频段，已知1THz 2E.(+2), 计算题）一名同学解得位移x=2m =10MHz,THz用国际单位制表示为 用单位制的方法检查，这个结果（) A.可能是正确的 A.10-6s B.106s-1 C.10-12s D.102s1 B.一定是错误的 5.牛顿运动定律的应用（1) 况，根据牛顿第二定律，求出物体的加速 知识梳理 度，再由物体的初始条件，根据运动学规律 川知识点生顿运动定律的应用 求出未知量（速度、位移、时间等），从而 确定物体的运动情况。 1.牛顿第二定律的作用。 (2)从运动情况确定受力。 牛顿第二定律确定了运动和力的关系， 求解此类题的思路是根据物体的运动情 使我们能够把物体的运动情况与受力情况联 况，利用运动学公式求出加速度，再根据牛 系起来。 顿第二定律就可以确定物体所受的力，从而 2.动力学的两类基本问题。 求得未知的力，或与力相关的某些量，如动 (1)从受力确定运动情况。 摩擦因数、劲度系数、力的角度等。 求解此类题的思路是已知物体的受力情 70 学变式训练2(1)a=g(sin0+ucos0),方向沿 斜面向下 (2）a'=g(sin0-cos0),方向沿斜 面向下 情境拓展 【解析】设物体B质量为m,对B由 Fm 牛顿第二定律，得F,=m'a,对A由牛顿第二定 F m 律，得F2-F,=ma,联立可得m'= F2-F, >4.力学单位制 知识梳理 知识点2 1.基本单位导出单位 要点突破 例1D【解析】在有关力学的分析和计算 中，可以采用任何一种单位制，只要单位统一即 可，但是为了方便，常常采用国际单位制，所以A 错误；在力学单位制中，选用长度、质量和时间三 个物理量作为基本单位的物理量，相对应的单位是 米、千克和秒，所以B、C错误；按照单位制的概 念，导出单位都可以用基本单位来表达，如1N= 1kg·m/s,所以D正确。 变式训练1BD 例2ABC【解析】把各物理量的单位都用基 本单位表示，v的单位为m/s,a的单位为m/s2, F的单位为kg·m/s2;x的单位为m。由此可解出 A、B、C、D的单位分别为s、s、kg·m/s、m, 故A、B、C一定错误，D可能正确。 变式训练2B 情境拓展 D【解析】频率是周期的倒数，根据题意可知 1THz=106MHz=102Hz=102s1,故选D。 “5.牛顿运动定律的应用（1) 要点突破 例1（1)见解析图1.3m/s2,方向水平 向右(2)6.5m/s(3)16.25m【解析】 (1)对物体受力分析如图所示，由图可得 (Fcos 0-uFN =ma, 解得a=1.3m/s2，方向水平 Fsin 0+FN=mg, 向右。 参考答案与解析⊙ F F. 777777力TT Ymg 例1题答图 (2)v=at=1.3×5m/s=6.5m/s。 (3)x=2ar=7×1.3x5m=16,25m。 1 变式训练120m/s 例2(1)2.5m/s2(2)0.92【解析】 (1)由题意可知，h=4.0m,L=5.0m,t= 2.0so 设斜面倾角为0，则sin0=么。 I.o 乘客沿气囊下滑过程中，由L= a得a-头、代入数据得a Ymg 2.5m/s2。 例2题答图 (2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所 示，沿x轴方向有mgsin0-F,=ma,沿y轴方向 有FN-mgcos0=0。又F,=uFN,联立方程解得u =sin6-0≈0.92。 gcos 0 变式训练2(1)0.2N(2)0.375m 例3(1)4m/s(2)4×103N(3)6 ×103N【解析】(1)汽车开始做匀加速直线运动 -%+0 o=2t4,解得0=4m/s。 (2)关闭发动机 后汽车减速过程的加速度a2= _0-o=-2m/s2。 由牛顿第二定律有-F,=ma2,解得Fr=4×103N。 (3)设开始加速过程中汽车的加速度为a1,x =2a。由牛顿第二定律有F-F,=ma1,解得F 1 =F:+ma1=6×103N。 变式训练3(1)F=20N(2)10m 情境拓展 AC【解析】无人机向上加速过程中，由位移 一速度公式得2-品=2ax,代入数据，解得无人 机失去升力时的速度大小为v=12m/s,A正确； 无人机向上加速过程中，对无人机，由牛顿第二定 律得F-mg-f=ma1,代入数据，解得F=70N, B错误；无人机向上减速时，对无人机，由牛顿第 二定律得mg+∫=ma2,代入数据，解得a2=12m/s2, 31