高中物理人教版 (新课标)必修1第四章 牛顿运动定律4 力学单位制集体备课课件ppt
展开1.物理学中基本单位有几个?力学中的基本单位是哪几个?提示:在物理学中总共有七个基本单位;在力学中基本单位有三个,它们是长度、质量、时间的单位.
2.什么是导出单位?举出几个力学中导出单位的例子.提示:由基本量根据物理关系式可推导出其他物理量的单位,这些单位为导出单位.例如在力学中力、速度、加速度等一些物理量的单位都是导出单位.
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.因为力学研究物体运动变化过程中力与运动的关系,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.
典例1 现有下列物理量或单位,按下面的要求选择填空.(填序号字母)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)属于物理量的是_____.(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有_____.(3)在物理量的单位中不属于国际单位的是_____.
解答本题时应把握以下两点:(1)区分物理量与单位.(2)区分国际单位与非国际单位.
【规范解答】(1)题中所有各项中,属于物理量的是:密度、加速度、质量、长度、时间,故此空填“A、D、E、H、I”.(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有:质量、长度、时间.故此空填“E、H、I”(3)题中所给的单位中,不属于国际单位的是厘米,故此空填“G”.答案:(1)A、D、E、H、I (2)E、H、I (3)G
【变式备选】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.力的单位是牛顿,1 N=1 kg·m/s2,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】选B、C、D.“力”虽然是力学中一个最基本的概念,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.
1.在解题过程中,怎样合理应用单位制,才能做到既简单又不容易产生错误?提示:把题目中的已知量用国际单位制表示,若不是国际单位首先要转化为国际单位,计算的结果同样要用国际单位表示,这样,计算过程中,就不必一一写出各量后面的单位,只在数字后面写出正确的单位就可以了.
2.试讨论:如何利用力学单位制对计算结果的正、误进行检验?提示:如用力学国际单位制计算时,只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时,该运算过程才可能是正确的.若所求物理量的单位不对,则结果一定错.
单位制在物理计算中的作用1.单位制的建立,是为了测量、比较物理量的大小.2.物理公式在确定了物理量间数量关系的同时,也确定了物理量间的单位关系. 3.在物理计算中,先统一各物理量的单位,公式中的各物理量只代入数值,只在式子的末尾写出所求量的单位即可.
【知识归纳】国际单位制在解题中的运用1.简化计算:物理计算中给出的物理量的单位不一定是统一的国际单位,一般先将其换算成统一的国际单位,在计算过程中只要在计算的数值后面加上相应的单位即可.2.方便换算:单位换算时只需将此物理量的定义式中各量的单位都用另一单位制中的单位表示即可.不同单位制下同一物理量的大小是不同的.
3.检验结果的正误:在查阅资料或进行计算的过程中,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是错误的.
典例2 一辆质量为400 g的遥控玩具车,从静止出发,在水平导轨上行驶,已知发动机的牵引力为0.16 N,玩具车在运动时所受的阻力为车重量的0.02倍(g取10 N/kg),求:(1)玩具车开出后加速度是多大?(2)玩具车经过多长时间速度可达1 m/s?
解答本题时应把握以下三点:(1)首先要统一各物理量的单位,不出现非国际单位制中的单位.(2)由牛顿第二定律求加速度.(3)由速度公式求时间.
【规范解答】根据已知条件:m=400 g=0.4 kg(1)Ff=kmg=0.02×0.4×10 N=0.08 N由牛顿第二定律F合=ma得 .(2)由运动学公式v=at得 .答案:(1)0.2 m/s2 (2)5 s
【规律方法】计算题的快速检验方法对于计算题,可以通过对所得出的每一个物理量的代数式进行检验,两边是否具有相同的单位,否则,该式不正确.
【变式备选】一物体在2 N的力作用下,产生10 cm/s2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.B.C.D.
【解析】选D.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,这样在统一已知量的单位后,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.
典例3 张华在阅读同步卫星的相关资料时发现一个式子:地球同步卫星到地心的距离r可由 求出,已知a是地球的半径,b是同步卫星绕地心运动一圈的时间,c是地球表面处的重力加速度.由于印刷原因,造成x、y原有的具体数值不清,请你根据学过的知识帮张华推算出x 、y的确切数值.
【思路点拨】公式中的等号不但要求两边的数值相等,也要求两边具有相同的单位.【规范解答】由单位制知1 m3=故3=x+1 y-2=0解得x=2 y=2答案:x=2、y=2
1.(2011·长沙高一检测)在国际单位制中,力学的三个基本单位是( )A.kg、m、m/s2 B.kg、m/s、NC.kg、m、s D.kg、m/s2、N【解析】选C.在力学中,选长度、时间、质量的单位为基本单位,它们的国际制单位分别为米(m)、秒(s)、千克(kg).
2.粮票是中国从1955年到1993年发行的一种购粮凭证.那时候,城镇居民必须凭粮票才能购买粮食.如图为一“两”的粮票,我们现在消费时也经常用到“两”这个单位.那么,“两”应属于( )A.基本单位 B.导出单位 C.国际单位 D.力学单位【解析】选A、D.“两”是质量的单位,质量是力学中的基本量,所以“两”是力学单位,并且是基本单位,不是导出单位,A、D对,B错.质量的国际单位是千克,C错.
3.一物体质量为1 t,以 2 m/s2的加速度做匀加速直线运动,下列关于物体受到的合外力的计算中既正确、简洁而又规范的是( )A.F=1 000×2 N=2 000 NB.F=1×2 N=2 NC.F=1 000 kg×2 m/s2=2 000 ND.F=1 000×2=2 000 N【解析】选A.B项中的质量单位没换成“kg”,C项中m、a分别带单位计算不简洁;D项中数据最后没写明单位,不规范,故只有A项正确.
4.导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是( )A.加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的B.加速度的单位是m/s2,由公式 可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的C.加速度的单位是m/s2,由公式a=F/m可知.它是由N、kg两个基本单位组合而成的D.以上说法都是正确的【解析】选A.在力学中只有长度、时间、质量的单位为基本单位,而m/s、N都是导出单位,所以B、C错误.本题选A.
5.力的另一个单位是达因,是在厘米、克、秒制中定义:使质量为1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力为1达因,试证明1 N=105达因.【证明】1 N=1 kg· m/s2=1×103 g×1×102 cm/s2=1×105g·cm/s2=1×105达因.
一、选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分)1.下列说法中正确的是( )A.质量是物理学中的基本物理量B.长度是国际单位制中的基本单位C.kg·cm/s 是国际单位制中的导出单位D.时间的单位小时是国际单位制中的导出单位【解析】选A.质量是物理学中的基本物理量,A对;长度是基本物理量,而非基本单位,B错;kg·cm/s不是国际单位制中的单位,C错;小时不是国际单位制中的单位,D错.
【规律方法】突破单位制的理解误区(1)对单位与单位制区分不清,误把单位当做单位制或把单位制当做单位.事实上,为了对“量”进行测量和比较而建立单位,“量”的单位有基本单位和导出单位,基本单位和导出单位组成了单位制.(2)对物理量与物理单位分辨不清,误把物理量当做单位或把物理单位当做物理量.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m/s后就可以比较速度的大小了.
(3)对基本单位与国际单位理解不准确,误把基本单位当做国际单位或把国际单位当做基本单位.基本单位是基本物理量的单位,不一定是国际单位.
2. (2011·成都高一检测)测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是( )A.米尺、弹簧测力计、打点计时器B.米尺、测力计、秒表C.量筒、天平、秒表D.米尺、天平、秒表【解析】选D.国际单位制规定的三个力学基本物理量为长度、质量和时间.测量长度可用米尺,测量质量可用天平,测量时间可用秒表,故选D.
3.我国有着5 000多年的文明历史,在古代我国也有很多常用的单位,下列单位中属于基本单位的是( )A.尺 B.时辰 C.斤 D.里【解析】选A、B、C、D.尺、里是长度单位,时辰是时间的单位,斤是质量的单位.这些单位都是基本单位.
4.下列叙述中正确的是( )A.在力学的国际单位制中,力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位B.牛、千克·米每二次方秒都属于力的单位C.在厘米、克、秒制中,重力加速度g的值等于98 cm/s2D.在力学计算中,所有涉及的物理量的单位都应取国际单位
【解析】选B、D.力学单位制中,质量、位移、时间的单位被选为基本单位,而不是力的单位,故A错.根据F=ma,1 N=1 kg·m/s2,故B对.在厘米、克、秒制中,g值不变,g=9.8 m/s2=980 cm/s2,故C错.在力学计算中,没有特殊说明,所有物理量的单位都应取国际单位,故D正确.
5.(2011·徐州高一检测)声音在空气中的传播速度v与空气密度ρ、压强p有关,下列速度的表达式(k为比例系数,无单位)中可能正确的是( )A. B.C. D.
【解析】选B.由各物理量的单位之间的关系确定算式是否正确.压强p可由公式 求得,则其单位为 .密度ρ可由公式 求得,则ρ的单位为kg/m3.由于题中k无单位,则 的单位为m2/s2,显然不是速度的单位,A错,而 的单位为m/s,B可能正确.又 的单位为s/m,也不是速度的单位,C错误. 单位为kg/(m2·s),不是速度的单位,D错误.正确答案为B.
二、非选择题(本题共3小题,共25分,要有必要的文字叙述)6.(7分)(2011·金山区高一检测)质量为10 g的子弹,以300 m/s的速度水平射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹穿出的速度为200 m/s,木板厚度为10 cm,求子弹对木板的平均作用力.
【解析】由 , ,得a=-2.5×105 m/s2,Ff=ma=10×10-3×(-2.5×105) N=-2 500 N,即木板对子弹的平均作用力为-2 500 N,负号表示该力为阻力,因此子弹对木板的平均作用力为2 500 N.答案:2 500 N
7.(8分)静止在水平面上的质量为5 kg的物体,受到沿水平方向20 N的拉力作用,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,求5 s内物体发生的位移是多少?(取g为10 m/s2)【解析】受力分析,F-Ff=ma,Ff=μmg=0.2×5×10 N=10 N得 ,所以 答案:25 m
8.(10分)(2011·合肥高一检测)如图所示,水平放置的传送带以速度v=200 cm/s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A端与B端相距400 cm,求物体由A到B的时间和物体到B端时的速度大小.(g取10 m/s2)
【解析】小物体放在A端时初速度为零,且相对于传送带向后运动,所以小物体受到向前的摩擦力,小物体在该力作用下向前加速,a=μg=2 m/s2.当小物体的速度与传送带传送的速度相等时,两者相对静止,不存在摩擦力,小物体开始做匀速直线运动,所以小物体的运动可以分两个阶段,先由零开始加速,后做匀速直线运动.当v物=200 cm/s=2 m/s时, , ,以后 =1.5 s ,
所以t总=1 s+1.5 s=2.5 s,且到达B点时的速度大小为2 m/s.答案:2.5 s 2 m/s
物理4 力的合成评课课件ppt: 这是一份物理4 力的合成评课课件ppt,共60页。
人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律背景图ppt课件: 这是一份人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律背景图ppt课件,共60页。
高中物理人教版 (新课标)必修11 重力 基本相互作用教学ppt课件: 这是一份高中物理人教版 (新课标)必修11 重力 基本相互作用教学ppt课件,共22页。