高中人教版 (新课标)4 力学单位制学案设计

力学单位制

本节要求我们认识物理学中的单位制，知道国际基本单位和导出单位，一般的计算中用国际基本单位。

一、学法指导

    （一） 几个概念

    （1） 基本单位：选定的几个基本物理量（力学中选长度、质量、时间）的单位。

（2） 导出单位：由基本物理量和物理公式推导出来的物理量的单位。

（3） 单位制：由基本单位和导出单位一起组成单位制。

（二） 国际单位制的墓本单位：国际单位制由7个基本单位，,2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成，其中与力学有关的基本单位有三个，它们是米、千克、秒。其它与

力学有关的物理量单位都可以由这三个基本单位导出。

（三） 选“kg、m、s”作为力学中的基本单位的原因

作为基本单位，选定的原则是：（1）这些物理量在力学中有最基本的地位，（2）用这些物理量做基本单位后，可使基本单位的数目最少。

因为力学是研究物体运动变化过程中力与运动的关系的，因此联系物体自身属性的量（质量）和反映空间尺度的量（长度）以及时间必然与物体受力后的运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量也最基本。事实也表明，用这三个量做基本单位，可使力学的基本单位数目变得最少，所以在力学中规定，m，kg，s为国际单位制的基本单位。

（四） 单位制在物理计算中的作用

    单位制的建立，是为了测量、比较物理量的大小。

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。    在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的，所以，在计算过程中就不必一一写出各个量的单位，直接在结果中写出所求物理量的单位即可。计算前注意先要把各已知量的单位统一为同一单位制中的单位。在物理计算中，一般采用。

二、例题分析

【例1】下列说法中正确的是（     ）

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1N＝l kg·，所以牛顿是个导出单位

C．各物理量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位

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”虽然是力学中一个最基本的棍念，但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位。力学中的基本单位是千克、米、秒，其他皆为导出单位。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之间的单位关系。已知量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位，单位制在力学计算中的意义正在于此。  【答案】B C D

评注：明确基本单位和导出单位，以及单位制在计算中的意义是解本题的关健。

【例2】一物体在2 N的力作用下，产生l 0 c的加速度，求物体的质量。对这道题，以下计算中单位的运用正确、简洁而又规范的是（     ）

A．m＝           B．m =

C．m＝＝20kg               D．m＝=20kg

【解析】本题考查了单位制的应用。在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算，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，也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示，计算的结果就用国际单位表示，这样在统一已知童的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可。在备选的四个选项中A, C均错，B项解题过程正确，但不简洁，只有D项运算正确，且简洁而又规范。     【答案】D

评注：在物理计算中，物理量利用国际单位制中的单位，计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的，所以，在计算过程中就不必──写出各个量的单位，直接在结果中写出所求物理量的单位即可。这样可使计算简洁而又规范。

三、跟踪训练

1．单位制是由___________和___________所组成的一系列完整的单位制。其中基本单位是可以任意选定的，___________则是由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取的不同，组成的单位制也就不同。

2．国际单位制由___________个基本单位、___________个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成。其中与力学有关的基本单位有三个：长度单位一一米（m）、质量单位一一千克（kg）和___________──___________(          ）。其它与力学有关的物理量的单位都可以由这三个基本单位导出。

3．国际单位制体现单位的一贯性，即在国际单位制中，对于所有的___________，当按一定的定义方程式从基本单位或辅助单位导出时，它们的系数都是___________，而且所有的国际单位在运算过 程中的系数也都是___________，从而使运算简化。

4．物理公式在确定物理量间数量关系的同时，也确定了物理量间的单位关系，下面给出的关系式中，L是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量都是国际单位制单位，试判 断下列表达式的单位，并指出这些单位所对应的物理量的名称：

（1） ，单位___________，物理量名称___________；

（2） ，单位___________，物理量名称___________。

5．现有下列的物理量或单位，按下面的要求选择填空

A．密度     B．米／秒    C．牛      D．加速度     E．质量    F．秒 

G．厘米     H．长度      I．时间    J．千克

（1） 属于物理量的是___________

（2） 在国际单位制中，作为基本单位的相应物理量有___________；．

（3） 在国际单位制中，力学单位制的基本单位有──属于导出单位的是___________。

6．下列单位与“牛顿”等价的有（     ）

A. kg·         B．J/m         C. kg·m/s            D. m2/ (kg · s)

7．下列说法中正确的是（     ）

A．单位制中的导出单位可以用基本单位来表达

B．在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位

C．在国际单位制中，力的单位采用“牛”是为使牛顿第二定律公式中的比例系数k＝1

D．1 kg质量约为9.8N

8．测量“国际单位制选定的三个力学基本物理量”,可用下列哪一组仪器（     ）

A．米尺、弹簧秤、秒表               B．米尺、测力计、打点计时器

C．量筒、天平、秒表                 D．米尺、天平、秒表

9．一声音在某种气体中的速度表达式，可以只用气体的压强P，气体的密度和没有单位的比例常数k来表示，根据上述情况，判断下列声音在该气体中的速度表达式中肯定错误的是（     ）

A．         B．         C．       D．

10．下列单位与“帕”等价的有（     ）

A．N/m2            B．J/m3                C．kg/(S2·m)           D．W·s/m3

11．一列车质量为103t，机车牵引力为3.5 x 105N,运动中所受阻力为车重的0.01倍，列车由静止开始到速度变为180km/h需要多少时间？此过程中前进了多少km?( g取l0）

12．如图4-91所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.Okg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为ION。（取g＝＝ l0）

(1)若传感器a的示数为14N、b的示数为6.0N，求此时汽车的加速度大小和方向。

(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零。

参考答案：

力学单位制

1、基本单位，导出单位，导出单位 2、7，2，时间单位，秒（s） 3、导出单位, 1, 1   4、(1) s , 时间（2）N，力   5、(1) ADEHI(2) EHI (3) FJH , BC  6、AB  7、AC  8、D  9、ABD  10、ABCD  11、t=200s , s=5km  12、(1) 方向向右(2) 方向向左