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

第四章　运动和力的关系 4　力学单位制 1 学习任务目标 1．了解什么是单位制，知道国际单位制中七个基本物理量及其单位。(物理观念) 2．能在运算过程中规范使用物理单位，会利用单位制检验物理量表达式的正误。(科学思维) 3．认识统一单位的重要性和必要性，了解单位制对促进世界科技、文化交流的作用。(科学态度与责任) 2 问题式预习 知识点一 基本单位 1．根据物理量分为基本量和导出量，物理量的单位也分为______单位和______单位，物理学的_________在确定物理量之间的关系的同时，也确定了物理量的单位之间的关系。 2．如图所示，某运动员的最快速度可 以达到10 m/s，某人骑助力车的速度为 35 km/h。 基本 导出 关系式 4　力学单位制 3 (1)仅凭所给两个速度的数值能否判断运动员的速度与助力车的速度的大小关系？ 提示：不能。 (2)你能比较以上两个速度的大小关系吗？以上两个速度哪个大？ 提示：能。10 m/s＝36 km/h>35 km/h，所以运动员的速度较大。 4　力学单位制 4 [微训练] 根据预习内容判断以下说法的正误。 1．时间的单位s是基本单位。 ( ) 2．速度的单位m/s是导出单位。 ( ) 3．物理学的关系式确定了物理量间的数量关系和单位间的关系。 ( ) √ √ √ 4　力学单位制 知识点二 国际单位制 1．1960年第11届国际计量大会制订了国际通用的国际单位制，规定了7个基本物理量的单位为基本单位。力学中有三个基本物理量，除了时间的单位是秒(s)以外，请你写出另外两个基本物理量的单位，它们分别是_______________和____________。 千克(kg) 米(m) 4　力学单位制 6 2．在下面列举的物理量单位中，属于国际单位制的是_________，属于国际单位制的基本单位的是___。(均填字母) A. ℃(摄氏度) 　 B. K(开尔文) C. atm(标准大气压) 　 D. Pa(帕斯卡) E. cmHg(厘米汞柱) 　 F. m3(立方米) G. L(升) BDF B 4　力学单位制 [微训练] 根据预习内容判断以下说法的正误。 1．质量、长度、时间是力学中的基本物理量。 ( ) 2．时间是国际单位制中的基本单位。 ( ) 3．kg·m/s是国际单位制中的导出单位。 ( ) √ × √ 4　力学单位制 任务式研习 任务一　对单位制的理解 1．下列属于力的单位的是 (　　) A. kg·m/s2 B. kg·m/s C. kg·m2/s D. kg·s/m2 A　解析：根据牛顿第二定律有F＝ma，则力的单位为kg·m/s2，故选A。 √ 4　力学单位制 9 2．测量国际单位制选定的三个力学基本物理量所用的仪器是 (　　) A．刻度尺、弹簧测力计、停表 B. 刻度尺、弹簧测力计、打点计时器 C. 量筒、天平、停表 D. 刻度尺、天平、停表 D　解析：国际单位制选定的三个力学基本物理量是长度、质量、时间，对应的测量仪器是刻度尺、天平、停表。故选D。 √ 4　力学单位制 A．七个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性 B. 在力学范围内的基本单位有米(m)、千克(kg)、秒(s) C. 牛顿是导出单位，1 N＝1 kg·m·s2 D. 米每二次方秒(m/s2)、牛顿每千克(N/kg)都是重力加速度g的单位 √ 4　力学单位制 4　力学单位制 4．现有以下一些物理量和单位，按下面的要求选择填空。(均填字母) 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 (1)属于物理量的有____________。 (2)在国际单位制中，被选定的基本量有________。 (3)在国际单位制中，属于基本单位的有________，属于导出单位的有________。 ADEHI EHI FJ BC 4　力学单位制 解析：(1)此题给定的选项中，属于物理量的有密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填ADEHI。 (2)此题给定的选项中，在国际单位制中，被选定的基本量有质量、长度、时间，故此空填EHI。 (3)此题给定的选项中，在国际单位制中是基本单位的有秒、千克，属于导出单位的有米/秒、牛顿，故第一个空填FJ，第二个空填BC。 4　力学单位制 1．基本物理量的所有单位均为基本单位，但是基本单位并非都是国际单位制中的单位；国际单位制中的单位也不一定是基本单位。 2．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。 4　力学单位制 15 任务二　单位制的应用 √ 4　力学单位制 C　解析：物理计算中，在进行数值运算的同时，也要注意单位运算。带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确；也可以把题中已知量都用国际单位制单位表示，计算的结果一定是国际单位制单位，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位了，只在结果后面写出正确单位即可。在备选的四个选项中，A、D均错误，B项解题过程正确，但不简洁，只有C项中单位运用正确，且过程简洁、规范。 4　力学单位制 2．动车组在平直轨道上行驶时，受到的空气阻力大小可表示为F＝kv2，其中v为动车组的速率，k为比例系数。则k的单位为 (　　) A. kg/s B. kg/m C. kg·m/s D. kg·s2/m2 √ 4　力学单位制 3．“血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度，在医学中具有重要意义。测量“血沉”时可将经过处理的血液放进血沉管内，由于重力作用，血液中的红细胞将会下沉。设血沉管竖直放置且足够深，红细胞的形状为球体。已知红细胞下落受到血液的黏滞阻力表达式为f＝6πηrv，其中η为血液的黏滞系数，r为红细胞半径，v为红细胞运动的速率。若某血样中半径为r的红细胞，由静止开始下沉，最终匀速运动时的速度为vm，红细胞密度为ρ1，血液的密度为ρ2。以下说法正确的是 (　　) 4　力学单位制 √ 4　力学单位制 4　力学单位制 4　力学单位制 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，若已知量均采用国际单位制，则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：物理公式在确定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。 4　力学单位制 23 (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。 4　力学单位制 24 3．国际单位制(SI)定义了七个基本单位，其他单位均可根据物理关系导出。1967年用铯-133 原子基态的两个超精细能级间跃迁所对应的辐射的 9 192 631 770 个周期的持续时间定义秒(s)；1983年用光在真空中 s时间所经路径的长度定义米(m)。2018年第26届国际计量大会决定，七个基本单位全部用基本物理常量来定义。关于国际单位制，下列说法不正确的是 (　　) C　解析：国际单位制中的七个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性，A正确；在力学范围内的基本单位有米(m)、千克(kg)、秒(s)，B正确；牛顿是导出单位，1 N＝1 kg·m/s2，C错误；根据a＝可知，米每二次方秒(m/s2)、牛顿每千克(N/kg)都是重力加速度g的单位，D正确。本题选择不正确的，故选C。 1．一个物体在2 N的外力作用下，产生 10 cm/s2 的加速度，现要求出该物体的质量。下面几种不同的求法中，单位运用正确、简洁而又规范的是 (　　) A．m＝＝ kg＝0.2 kg B. m＝＝＝20＝20 kg C. m＝＝ kg＝20 kg D. m＝＝＝20 kg B　解析：根据公式F＝kv2，可得k＝，则k的单位为＝kg/m，故B正确，A、C、D错误。 A. 该红细胞先做匀加速运动，后做匀速运动 B. 该红细胞的半径可表示为r＝ C. 若血样中红细胞的半径较小，则红细胞匀速运动的速度较大 D. 若采用国际单位制中的基本单位来表示η的单位，则其单位为 B　解析：红细胞在下沉过程中，根据牛顿第二定律，有mg－f－ F浮＝ma，向下运动过程中，速度增大，阻力增大，加速度减小，当加速度减小到0时，速度达到最大，所以红细胞先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动，故A错误；当红细胞匀速时mg＝ f＋F浮，红细胞的质量m＝ρ1·πr3，浮力F浮＝ρ2·πr3g，联立可得ρ1·πr3g＝6πηrvm＋ρ2·πr3g，解得r＝，故B正确；由上 述分析可知，若血样中红细胞的半径较小，则红细胞匀速运动的速度较小，故C错误；由黏滞阻力公式f＝6πηrv可知η＝，故采用国际单位制中的基本单位来表示η的单位为，故D错误。 $