高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 力学单位制背景图课件ppt

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一、基本单位1.物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时,也确定了物理量的　　　　之间的关系。 2.基本量只要选定几个物理量的单位,就能够利用　　　　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作基本量。 3.基本单位:　　　　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叫作导出量,推导出来的相应单位叫作导出单位。
二、国际单位制1.单位制:　　　　单位和　　　　单位一起就组成了一个单位制。 2.国际单位制:1960年第11届国际计量大会制订了一种　　　　通用的、包括一切计量领域的单位制。 3.国际单位制中的力学单位基本单位:在力学范围内,国际单位制中的基本量为　　　　、　　　　、　　　　。相应的基本单位为　　 、　　　　、　 　。 
情境链接 我国古典文学作品《三国演义》中张飞身高八尺,某篮球运动员身高两米,你能直接比较二者的身高吗?为什么?
提示 不能。因为古代的“尺”和现代的“尺”不一样。由于未知三国时代的“尺与米”的换算关系,故无法直接比较二者的身高。
教材拓展 阅读教材P100,思考下面的问题:20世纪末,美国曾发射过一个火星探测器,但是由于探测器制造商计算加速度时使用了英制单位,而喷气推动工程师以为是国际单位制,最终导致探测器损坏,我们要从中吸取什么 教训?
提示 在国际上采用统一的单位制是非常重要的,也是非常必要的。
易错辨析(1)一般来说物理公式仅能确定各物理量之间的数量关系,不能确定它们之间的单位关系。(　　)(2)时间是国际单位制中的基本单位。(　　)(3)时间的单位——小时是国际单位制中的导出单位。(　　)(4)牛顿(N)是力学的基本单位。(　　)
一般来说物理公式既能确定各物理量之间的数量关系,也能确定它们之间的单位关系。
时间是物理量而不是单位,时间是基本物理量。
小时不是由基本单位推导得到的,它不是导出单位。
探究点一　对单位制的理解
某老师健身跑步的速度可以达到5 m/s,某人骑自行车的速度为19 km/h。
(1)某同学仅凭所给两个速度的数值能否判断老师的速度与自行车的速度的大小关系?(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?
要点提示 (1)由于两个速度的单位不同,故不能直接比较他们的大小。(2)应先统一这两个速度的单位,再根据数值大小来比较他们的大小。由于5 m/s=5×3.6 km/h=18 km/h,故自行车的速度较大。
1.单位制的意义(1)单位是物理量的组成部分,对于物理量,如果有单位一定要在数字后带上单位。(2)同一个物理量,选用不同单位时其数值不同。(3)统一单位,便于人们的相互交流,统一人们的认识。
特别提示　理解单位制的三个常见误区(1)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位。例如牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位,而是导出单位。(2)是国际单位的不一定是基本单位。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。(3)物理量单位之间的关系可以通过相应的物理公式导出,但并不是所有物理量的单位都可以互相导出。
【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,作为基本量的有　　　　。 (3)在物理量的单位中不属于国际单位的是　　　　　。 (4)在国际单位制中属于基本单位的是　　　　,属于导出单位的是　　　　。 
解析 (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,作为基本量的有质量、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”。(4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克,属于导出单位的是米/秒、牛顿。故应填“F、J”;“B、C”。
对点演练1.(2023福建莆田高一期末)关于国际单位制,下列选项不正确的是(　　)A.物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系B.米每二次方秒(m/s2)是重力加速度g的单位C.在力学范围内的基本单位有米(m)、千克(kg)、秒(s)D.牛顿是导出单位,1 N=1 kg·m·s
解析 物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系,故A正确,不符合题意;米每二次方秒(m/s2)是重力加速度g的单位,故B正确,不符合题意;在力学范围内的基本单位有米(m)、千克(kg)、秒(s),故C正确,不符合题意;牛顿是导出单位,1 N=1 kg·m/s2,故D错误,符合题意。
探究点二　单位制在物理计算中的应用
如图所示,在光滑的水平面上有一质量为m0、倾角为θ的光滑斜面体,斜面上有一质量为m的物块沿斜面下滑。有一位同学求出的合力结果是 ,另一位同学说,你求出的结果一定是错的。他这样说的根据是什么?
要点提示 cs θ和sin θ都是没有单位的量,分子的单位是kg3·m/s2,分母的单位是kg,故这个结果的单位是kg2·m/s2=kg·N,它不是力的单位,所以这个结果一定是错误的。
1.单位制可以简化计算过程计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中,这样就可以省去计算过程中单位的代入,只在数字后面写上相应待求量的单位即可,从而使计算简便。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=kx中k的单位为N/m,F=μFN中μ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】 (2023重庆南岸高一期末)在解一道文字计算题(由字母表达结果)时,甲同学解得 ,其中x表示位移,F表示力,m表示质量,t1、t2表示时间,用单位制的方法检查,这个结果(　　)A.甲、乙可能是正确的B.甲、乙一定是错误的C.甲一定错误、乙可能正确D.甲可能正确、乙一定错误
方法技巧　用单位制检验结果正误的基本思路(1)找出所求量的国际单位;(2)推导出所得结果的代数式的单位;(3)根据单位制对结果做出基本的判断:①如果所得结果的代数式的单位与所求量的单位相符,结果可能是正确的;②如果所得结果的代数式的单位与所求量的单位不相符,结果一定是错误的。
对点演练2.(2023湖北黄石高一月考)在弹吉他时,拨动琴弦,琴弦就会发生振动,振动的频率f(单位为Hz,即s-1)由琴弦的质量m、长度l和弦线中的弹力F共同决定。结合物理量的单位分析琴弦振动的频率f与m、l、F的关系式可能正确的是(其中k是一个没有单位的常数)(　　)
1.(对国际单位制的理解)(2023浙江宁波高一开学考试)下列仪器测得的物理量单位中,属于国际单位制中的基本单位的是(　　)
解析 弹簧测力计测得力的单位为N,不属于国际单位制中的基本单位,故A错误;打点计时器测得时间单位为s,属于国际单位制中的基本单位,故B正确;电压表测得电压单位为V,不属于国际单位制中的基本单位,故C错误;量筒测得体积单位为mL,不属于国际单位制中的基本单位,故D错误。
2.(对国际单位制的理解)(2023上海浦东高一期末)关于单位制,下列说法正确的是(　　)A.在国际单位制中,力的单位、质量的单位、电流的单位都是基本单位B.千米不是力学基本单位C.在厘米、克、秒制中,重力加速度g的值等于9.8 cm/s2D.牛顿第二定律F=ma中,所涉及的物理量单位都应取国际单位
解析 在国际单位制中,力的单位不是基本单位,A错误;千米不是国际单位制中的基本单位,但有可能是其他单位制中的力学基本单位,故B错误;在厘米、克、秒制中,重力加速度g的值等于980 cm/s2,C错误;牛顿第二定律F=kma中,各物理量的单位都采用国际单位时k=1,故D正确。
3.(单位制在计算中的应用)一物体在2 N的外力作用下,产生10 cm/s2的加速度,求该物体的质量。下面有几种不同的求法,其中单位运用正确、简洁且又规范的是(　　)
解析 已知外力F=2 N,加速度a=10 cm/s2=0.1 m/s2,A选项中加速度的单位没换算成国际单位,A计算错误;选项B中代入数据时每个物理量的单位都逐个代入,不简洁,B错误;选项C中代入数据时只有数据没有单位,不规范,C错误;选项D中单位运用正确、简洁又规范,故D正确。