4.4《力学单位制》课件+教案 人教版（2019）高一物理必修第一册

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战国时期，各国度量衡的标准不一，给工商业发展带来很大不便。商鞅变法前，秦国各地度量衡不统一。为了保证国家的赋税收入，制造标准的度量衡器，要求全国统一施行。 从“商鞅量”中得知，商鞅规定的1标准尺约合今0.23公尺，1标准升约合今0.2公升。由量器及其铭文可知，当时统一度量衡一事是十分严肃认真的。商鞅还统一了斗、桶、权、衡、丈、尺等度量衡。要求秦国人必须严格执行，不得违犯。
我国亦有“伸掌为尺”的说法。三国时期王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻。”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝至清末的2000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0.2309m到0.3558m的变化，其差距相当悬殊。
1930年代，南京国民政府为了与国际接轨，并统一中国度量衡制度，解决不同地区之间度量衡差异给经济发展带来的障碍 ，促进经济发展，进行了度量衡改革。为满足广大人民群众的习惯需要，将“库平营造制”改革为“市制”，为与国际接轨，将“市制”与国际标准制方便换算。特将“一营造尺”改为“一市尺”，等于33.33厘米=0.3米；一公里等于二市里。“一库平斤”改为“一市斤”等于500克=0.5公斤。 因此，我们可以认为，在1950年之时，一米等于3市尺。但是由于众所周知的原因，南京国民政府的改革度量衡制度并不是很彻底，在很多地方，由于政令不一，各种度量衡的计算单位仍在混用。这种情况一直到中华人民共和国建立之后，1959年国务院下达《关于统一我国计量制度的命令》后才得到彻底的改观。
各个国家、地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位。以长度为例：欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺。在英国，1掌尺相当于7.62cm；在荷兰，1掌尺相当于10cm；英尺是8世纪英王的脚长，1英尺等于0.3048m。10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸，1英寸等于2.54cm。这位君王又别出心裁，想出了“码”这样一个单位。他把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91cm，定为1码。
一次因单位失误而导致的事故 20世纪末美国曾发射一个火星探测器, 在设定环绕轨道半径时，没有进行单位换算，导致探测器离火星过近, 温度过高而起火，随后脱离轨道坠入火星的大气层。 致使美国损失价值1.25亿美元的火星探测器。
计量一头大象的质量时常用吨（t）做单位，但在计量人的质量时却用千克（kg）做单位。自由落体加速度g的单位是米每二次方秒（m/s2），在初中学习时，g的单位曾用牛顿每千克（N/kg）。这些单位的使用有什么规则吗？
物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也指它确定了物理量的单位间的关系。
1N=1kg·m/s2
1.这些被选定的物理量叫做基本量，它们的单位叫基本单位；
只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。
2.由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。
3.由基本单位和导出单位一起组成单位制。
、 cm/s2 ……
基本物理量的单位就是基本单位
、g 、mg ……
、 km/h ……
单 位 制
如果采用不同的物理量作为基本量，或者虽然采用相同的基本量，但采用的基本单位不同，导出单位自然随之不同，从而产生不同的单位制。不同的地区使用不同的单位制，不方便交流。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，叫作国际单位制,简称SI。
在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量，对热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相应的基本单位外，还要加上另外四个基本量和它们的基本单位，才能导出其他物理量的单位。
【例题】 一个静止在光滑水平面上的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？ 5s内通过的路程是多大？
【解析】以静止的物体为研究对象。物体的质量m＝700 g＝0.7 kg。根据牛顿第二定律，有
初速度v0＝0，根据匀加速直线运动的速度与时间关系式，有
根据匀变速直线运动的位移与时间关系式，有
【解析】当统一为国际单位时根据牛顿第二定律，有
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为：
小红说，从单位关系上看，这个公式是错误的。她的根据是什么？
(1)秒的定义： 铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631 770个周期的持续时间为1 s。现在测量时间的最精准仪器是原子钟。
(3)千克的定义： 国际千克原器的质量为1千克 。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂铱合金制成的圆柱体，高度和直径均为39 mm。2018年，第26届计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义， 1 kg ＝ h/6.62607015×10-34m2 ·s-1
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，叫作国际单位制。
被选定为基本量的单位叫基本单位
米、千克、秒、安、摩尔、开尔文、坎德拉
由基本量根据物理关系导出的其他物理量的单位叫导出单位
1．下列物理量是矢量且其单位是基本单位的是（　　）A．温度B．力C．电流D．位移
【答案】D【详解】A．温度是标量，其单位开尔文（K）是基本单位，但不符合矢量条件，故A错误；B．力是矢量，但其单位牛顿（N）是导出单位（kg·m/s²），故B错误；C．电流是标量，虽然其单位安培（A）是基本单位，但不符合矢量条件，故C错误；D．位移是矢量，其单位米（m）是国际单位制中的基本单位，故D正确。故选D。
2．测量“国际单位制中的三个力学基本物理量”，可以用下列哪一组仪器（    ）A．刻度尺、弹簧秤、秒表B．刻度尺、天平、秒表C．体重计、量筒、打点计时器D．刻度尺、测力计、打点计时器
【答案】B【详解】国际单位制中的三个力学基本物理量为长度（单位：米）、质量（单位：千克）、时间（单位：秒）。对应的测量仪器需直接测量这三个基本量：刻度尺用于测量长度；天平用于测量质量；秒表用于测量时间。故选B。
3．关于国际单位制，下列说法正确的是（　　）A．在国际单位制中，力是基本物理量B．单位“m/s”是国际单位制中的基本单位C．单位“kg”是国际单位制中的导出单位D．物理学中有的物理量没有单位
【答案】D【详解】A．国际单位制中，力学基本物理量包括质量、长度、时间等，而力是导出物理量，故A错误；B．“m/s”是速度单位，由基本单位米（m）和秒（s）组合而成，属于导出单位，而非基本单位，故B错误；C．“kg”是质量的基本单位，属于国际单位制中的基本单位，而非导出单位，故C错误；D．物理学中确实存在无单位的物理量，如动摩擦因数、机械效率等，故D正确。故选D。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；