《力学单位制》运动和力的关系PPT

发布于：2020-05-03 14:12:10

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《力学单位制》运动和力的关系PPT

第一部分内容：课标要求

1.知道基本单位、导出单位及单位制等有关概念。

2.明确国际单位制中七个基本物理量和力学中三个基本物理量及其单位。

3.理解单位制的有关应用。

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自学新教材

一、基本单位

1．填一填

(1)物理学的关系式：①确定了____之间的关系；②确定了物理量的____之间的关系。

(2)基本量与基本单位：选定几个物理量的单位，利用物理量之间的____ 就能推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫作____，它们相应的单位叫作____。

(3)导出量与导出单位：由基本量根据____推导出来的其他物理量叫作____，推导出来的相应单位叫作 ____ 。

(4)单位制：____单位和____单位一起组成了单位制。

2．判一判

(1)基本量可以任意选定。( )

(2)时间的单位s是基本单位。( )

(3)速度的单位m/s是导出单位。 ( )

(4)物理公式表示了物理量间的数量关系和单位关系。 ( )

3．选一选

(1)关于物理量和物理量的单位，下列说法正确的是 (　　)

A．在力学范围内，规定长度、质量、力为三个基本量

B．后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位

C．1 N＝1 kg•m•s－2

D．“秒”“克”都是基本量

(2)[多选]关于以下物理量和单位，下列判断正确的是 (　　)

①加速度　②米　③力　④千克　⑤质量　⑥秒　

⑦牛顿　⑧牛/千克　⑨时间　⑩米/秒

A．①③⑦⑨是矢量　　B．②④⑥是基本单位

C．⑤⑦⑧⑩是导出单位 D．⑧是①的单位

二、国际单位制

1．填一填

(1) 国际单位制

国际通用的、包括一切____领域的单位制，简称SI。

(2)国际单位制的基本单位

(3)在力学范围内，规定长度、____、____为基本量。

2．判一判

(1)质量、长度、时间是力学中的基本物理量。( )

(2)时间是国际单位制中的基本单位。( )

(3)kg•m/s是国际单位制中的导出单位。( )

(4)时间的单位h是国际单位制中的导出单位。( )

3．想一想

中国“飞人”苏炳添在百米比赛的最快速度可以达到12 m/s，某人骑助力车的速度为20 km/h。中国首艘航母“辽宁舰”正常航速可达29节。仅凭所给三个速度的数值“12、20、29”能否判断其运动的快慢？为什么？

提示：不能。因为单位不统一。

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提升新知能

突破点一对单位制的理解

1．单位制的意义

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，同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。

2．单位制的组成

[典例1]　给出以下物理量或单位，请按要求填空。

A．米 B．牛顿　C．加速度　D．米/秒2　E．质量

F．千克　G．时间　H．秒　I．位移　J．厘米2

K．千克/米3　L．焦耳

(1)属于基本单位的是________。

(2)属于导出单位的是________。

(3)属于物理量的是________。

[对点练清]

1．下列关于单位制的说法中，正确的是 (　　)

A．在国际单位制中力学的三个基本单位分别是长度单位m、时间单位s、力的单位N

B．长度是基本物理量，其单位m、cm、mm都是国际单位制中的基本单位

C．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取

D．公式F＝kma中，各物理量的单位都采用国际单位时k＝1

2．在物理学中，选定七个物理量的单位作为国际单位制的基本单位，利用物理量之间的关系就可以推导出其他物理量的单位。已知F＝ma，其中F表示作用在物体上的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。则力的单位用国际单位制的基本单位表示应该是(　　)

A．kg•m/s B．kg•m/s2

C．ND．N•s

3．[多选]在国际单位制中，下列说法正确的是 (　　)

A．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的

B．m和s都是国际单位制中力学的基本单位

C．千克是国际单位制中力学三个基本物理量之一

D．m/s、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位

突破点二单位制的应用

[学透用活]

1．简化计算过程中的单位表达

解题过程中，在统一已知量的单位后，代入数据计算时就不必写出各个量的单位，只在式子末尾写出待求量的单位即可。

2．推导物理量的单位

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，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，如在国际单位制中：①公式F＝kx中k的单位为N/m；②Ff＝μFN中的μ无单位；③F＝kma中的k无单位。

4．检验表达式的正误

对某个表达式中各量的单位统一为国际单位，则计算结果的单位与待求量的国际单位一致时，该表达式才可能是正确的。若计算结果的单位不对，则表达式一定错误。

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训练新素养

一、STSE类问题，体现活学活用

[选自第26届国际计量大会纪实]

第26届国际计量大会于2018年11月13～16日在法国巴黎召开，会议通过了“修订国际单位制”决议，将以基本物理常数重新定义“千克”“安培”“开尔文”“摩尔”4个SI基本单位。新国际单位体系已于2019年5月20日即第20个世界计量日起正式生效，至此，国际单位制的7个基本单位全部实现由常数定义，如图所示，也标志着人类社会正式迈入量子时代。

其中，最受关注的“千克”此前近130年来，都是由一个直径和高度均为39.17毫米的铂铱合金圆柱体即“国际千克原器(IPK)”定义，原器外号为“大K”，保存在巴黎西郊一个保险箱里。尽管铂铱合金是目前已知最稳定的合金之一，但由于受空气污染和氧化等因素影响，人们发现其质量出现细微变化，大约损失了50微克的质量，已难以适应现代精密测量要求。

如今“1千克”被定义为“对应普朗克常数6.626 070 15×10－34 J•s时的质量单位”，其原理是将移动质量为1千克的物体所需机械力换算成可用普朗克常数表达的电磁力，再通过质能转换公式算出质量。

(2019•北京高考)国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m•s－1。历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率Δν＝9 192 631 770 Hz定义s；1983年用真空中的光速c＝299 792 458 m•s－1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图，例如，s对应Δν，m对应c)，新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是 (　　)

A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性

B．用真空中的光速c(m•s－1)定义m，因为长度l与速度v存在l＝vt，而s已定义

C．用基本电荷e(C)定义安培(A)，因为电荷量q与电流I存在I＝q/t，而s已定义

D．因为普朗克常量h(J•s)的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位

二、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P125第3题]

火箭起飞时需要极大的推力，如图所示。已知某火箭总长度为49.7 m，直径为3.35 m；每个液体助推器长为15.3 m，直径为2.25 m；火箭的总起飞质量为460 t，起飞推力为6.0×106 N。取重力加速度g＝10 m/s2，试选择数据计算火箭起飞时的加速度。

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