物理4 力学单位制导学案

高一物理必修1        高一年级上学期使用      

第四章牛顿运动定律                 

班级___________ 簇号__________  姓名________________   学号______________

【学习要求】

【自主学习】

【理解升华】单位制在物理计算中的应用

（1）根据单位制的基本单位和导出单位，可以利用公式推导出其他物理量的单位，并确定该公式的比例常数.

如在国际单位制中，根据牛顿第二定律定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力为1 N，即1 N=1 kg·m/s2，这时F=kma中，k=1所以F=ma.

（2）根据物理量的单位发现错误.

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.

【例题剖析】

应用点一：正确区分基本量、基本单位、导出单位、国际单位

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）在国际单位中属于基本单位的是____________，属于导出单位的是____________.

拓展练习1：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

应用点二：单位制的应用

例2：一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所受阻力为车重的0.01倍.列车由静止开始做匀加速直线运动，到速度变为180 km/h，需多少时间？此过程中前进了多少千米？（g取10 m/s2）

拓展练习2：一物体在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、简洁而又规范的是

A.m= kg=0.2 kg

B.m==20 kg

C.m==20 kg

D.m= kg=20 kg

应用点三：检验公式是否正确

例3：一个恒力作用在质量为m1的物体上，产生的加速度为a1，作用在质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若这个恒力作用在质量为m1+m2的物体上，则产生的加速度为（    ）

A.   B.a1a2    C.    D.

本题也可应用牛顿第二定律求解得到a=，从而作出判断.然而，作为选择题，采用单位分析的方法要简单得多.在解选择题时，常可运用上述判断物理量单位合理性的方法进行分析，排除错误选项.

拓展练习3：一次，小明在做物理作业时，推导出某物体运动时的位移x、初速度v0、加速度a和时间t之间有下面的关系：x=v0t2+at3，小明以为发现了一条新的运动规律，高兴地拿去给老师看.老师一看，立即遗憾地告诉他，这个公式是错误的，不可能有满足这个公式的运动.聪明的同学，你能很快看出该式的错误吗？

【巩固练习】

1.在国际单位制中，力学的三个基本单位是_______、_______、________.

2.完成下列单位换算

5 t=____________ kg     0.1 mg=____________ kg

72 km/h=____________ m/s   20 cm/s2=____________ m/s2

3.下列说法正确的是（    ）

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、m/s2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

4.关于功的单位，下列各式中正确的是（    ）

A.J    B.N·m    C.kg·m2/s3   D.kg·m2/s2

5.质量m=200 g的物体，测得它的加速度a=20 cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又符合一般运算要求的是（    ）

A.F=ma=200×20 N=4 000 N   B.F=ma=0.2×0.2 N=0.04 N

C.F=ma=0.2×0.2=0.04     D.F=ma=0.2×0.2=0.04 N

*6.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关.下列速度的表达式（k为比例系数，无单位）中正确的是（    ）

A.v=k   B.v=  C.v=      D.v=

7.物理公式在确定物理量关系的同时，也确定了物理量的单位关系.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，这些量的单位都用国际单位制中的单位.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____________.

（3）m，单位____________，物理量名称____________.

8.一辆质量为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阻力为车重的0.02倍，问：

（1）玩具车开出后加速度多大？

（2）玩具车经过多长时间速度可达1 m/s？

【课后作业】1、完成巩固练习；2、完成课后作业

【学习后记】

印5份  第四章牛顿运动定律  

     学案编号：WL10010405

第4节  力学单位制

例1：（1）A、D、E、H、I  （2）E、H、I  （3）G  （4）F、J  B、C

例2：解析：列车质量m=103 t=106 kg，重力G=mg=106×10 N=107 N，运动中所受的阻力F=0.01G=0.01×107 N=1×105 N，设列车匀加速运动的加速度为a，由牛顿第二定律得F牵－F=ma，则：a= m/s2=0.25 m/s2

由v=v0+at得火车加速到180 km/h=50 m/s时所用时间为t= s=200 s.此过程中火车前进的距离为x=×0.25×2002 m=5×103 m=5 km.

例3：D.   拓展练习1：D   拓展练习2：D

1.s  m  kg

2.5000  1×10－7  20  0.2

3.A  4.ABD  5.B  6.B

7：（1）s  时间  （2）m/s2  加速度  （3）N  力

8.解析：（1）由已知条件知玩具车质量m=400 g=0.4 kg，所受阻力Ff=kmg=0.02×0.4×    10 N=0.08 N，因为牵引力F=0.16 N恒定，故可知玩具车在恒定外力作用下做匀加速直线运动.

由牛顿第二定律得：F－Ff=ma所以：a= m/s2=0.2 m/s2.

（2）设经过时间t，玩具车速度达到1 m/s，则at=v，所以t= s=5 s.

答案：（1）0.2 m/s2  （2）5 s